通过基于java实现的网络聊天程序分析java中网络API和Linux Socket API关系

Posted 2020-11-24 zhouz

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了通过基于java实现的网络聊天程序分析java中网络API和Linux Socket API关系相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

1. 引言

　　socket网络编程，可以指定不同的通信协议，在这里，我们使用TCP协议实现基于java的C/S模式下“hello/hi”网络聊天程序

2. 目标

　　1). 通过该网络聊天程序，了解java Socket API接口的基本用法

　　2). java Socket API简要介绍

　　3). linux socket API 简单分析

　　4). tcp协议的连接和终止

　　5). 探究java socket API 和 linux socket api之间的关系

3. linux socket API简单分析

　　技术图片

　　1). 简要介绍一下 tcp协议

　　　　tcp协议提供了可靠的面向连接的字节流运输层服务协议，它将用户数据打包生成一个报文段发送出去，同时启动一个定时器；接收端则会对数据进行确认，重排失序的数据，并丢弃重复数据。

　　　　tcp面向连接，意味着每次发送数据要先在两端间建立连接；终止发送也要关闭连接

　　　　a). 建立连接

　　　　　　客户端: 请求发送方；服务端：数据接收方

　　　　　　tcp通过三次握手来建立连接

　　　　　　客户端先发送一个报文段，执行主动打开 --> 服务器发回一个SYN报文段作为应答 --> 客户端再发送一个报文段对服务器的应答进行确认

　　　　b). 终止连接

　　　　　　tcp需要四次握手来关闭连接，因为tcp连接时全双工，两个方向上的都要关闭，而每次的关闭都需要确认，由此需要四次握手

　　2). API 分析

　　　　 a). 建立和终止

　　　　　　客户端在调用connect()方法时候，会进行三次握手来建立连接，只有连接建立成功/失败的时候才会返回

　　　　　　在此之前，服务端会一直阻塞等待客户端的请求

　　　　　　当连接建立成功的时候，客户端和服务端进行数据传输

　　　　　　传输结束后，客户端调用close()方法，

　　　　b). bind

　　　　　　会将本地协议地址赋予一个套接口

　　　　c). listen

　　　　　　当服务端调用socket(),会假定这是一个主动连接(即将调用connect发起连接的客户套接口)，而listen()则将其转为被动连接，让内核接收指向该套接口的连接请求

　　　　　　内核维护两个队列：未完成连接队列，已完成连接队列

　　　　d). accept

　　　　　　当客户端connect的时候，会在服务端的未完成连接队列中创建一个条目，当连接完成时候，将该条目移动到已完成连接队列中

　　　　　　accept则从已完成连接队列中拿到一个已完成连接

4. 基于java的“hello/hi”网络聊天程序的简单实现

 1 import java.io.*;
 2 import java.net.ServerSocket;
 3 import java.net.Socket;
 4 
 5 public class Server {
 6     public static void main(String[] args) throws Exception {
 7         System.out.println("服务端启动 , 等待连接 .... ");
 8         // 1. 创建 ServerSocket对象，绑定端口，开始等待连接
 9         ServerSocket server = new ServerSocket(6666);
10         // 2. 接收连接 accept 方法, 返回 socket 对象； 此方法在连接传入之前一直阻塞，返回新的套接字
11         Socket socket = server.accept();
12         // 3. 获取输入流
13         InputStream is = socket.getInputStream();
14         // 4. 一次性读取数据
15         byte[] b = new byte[1024];
16         int len = is.read(b);
17         // 解析数组
18         String msg = new String(b, 0, len);
19         System.out.println("From Client-> "+msg);
20 
21         // 5. 获取输出流， 向客户端写入数据
22         OutputStream out = socket.getOutputStream();
23         out.write("Hi".getBytes());
24         // 关闭资源
25         out.close();
26         is.close();
27         server.close();
28     }
29 }

 1 import java.io.*;
 2 import java.net.Socket;
 3 
 4 public class Client {
 5     public static void main(String[] args) throws Exception {
 6         System.out.println("客户端 发送数据");
 7         // 1. 创建 Socket , 确定连接到哪里
 8         Socket client = new Socket("localhost", 6666);
 9         // 2. 获取输出流
10         OutputStream os = client.getOutputStream();
11         // 3. 写出数据
12         os.write("Hello".getBytes());
13         // 4. 获取输入流，获取服务端返回的信息
14         InputStream in = client.getInputStream();
15 
16         // 5.读取服务端返回的数据
17         byte[] b = new byte[100];
18         int len = in.read(b);
19         System.out.println("From Sever-> "+new String(b, 0, len));
20         // 5. 关闭资源
21         in.close();
22         os.close();
23         client.close();
24     }
25 }