概述
TCP通信能实现两台计算机之间的数据交互,通信的两端,要严格区分为客户端(Client)与服务端(Server)。
两端通信的步骤
- 服务端程序,需要事先启动,等待客户端的连接。
- 客户端主动连接服务器端,连接成功才能通信。服务端不可以主动连接客户端。
在Java中,提供了两个类用于实现TCP通信程序:
- 客户端:java.net.Socket类表示。创建Socket对象,向服务端发出连接请求,服务端响应请求,两者建立连接开始通信。
- 服务端:java.net.ServerSocket类表示。创建ServerSocket对象,相当于开启一个服务,并等待客户端的连接。
如下图:
客户端1和服务端进行一个通讯的交互①②③④,需要四个IO流对象,客户端2也是如此。那么两个客户端都和同一个服务端进行交互,服务端怎么区分呢?在服务器端有一个accept方法,可以获取到请求的客户端对象。
多个客户端同时和服务器进行交互,就需要使用多个IO流对象。服务器是没有IO流的,服务器可以获取到请求的客户端Socket对象t,使用每个客户端Socket中提供的IO流和客户端进行交互。服务器使用客户端的字节输入流读取客户端发送的数据,使用客户端的字节输出流给客户端回写数据。简单的说,就是服务器使用客户端的流和客户端交互。
Socket类
Socket类:该类实现客户端套接字,套接字指的是两台设备之间通讯的端点。
构造方法
public Socket(String host, int port)
// 创建套接字对象(两台设备之间通讯的端点对象)并将其连接到指定主机上的指定端
// 口号。如果指定的host是null,则相当于指定地址为回送地址。
-
套接字:包含了IP地址(host)和端口号(port)的网络单位。
-
回送地址:回送地址(127.x.x.x)是本机回送地址(Loopback Address),主要用于网络软件测试以及本地机进程间通信,无论什么程序,一旦使用回送地址发送数据,立即返回,不进行任何网络传输。
成员方法
OutputStream getOutputStream()
// 返回此套接字的输出流。
InputStream getInputStream()
// 返回此套接字的输入流
void close()
// 关闭此套接字。
举例
使用Java程序,进行客户端和服务端之间的通信。
TCP通讯的客户端
向服务器发送连接请求,给服务器发送数据,读取服务器回写的数据。
实现步骤:
1.创建一个客户端对象Socket,构造方法中绑定服务器的IP地址和端口号。
2.使用Socket对象中的方法getOutputStream(),获取网络字节输出流OutputStream对象。
3.使用网络字节输出流OutputStream对象中的方法write,给服务器发送数据。
4.使用Socket对象中的方法getInputStream()获取网络字节输入流InputStream对象。
5.使用网络字节输入流InputStream对象中的方法read,读取服务器回写的数据。
6.释放资源(Socket)。
注意:
1.客户端和服务器端进行交互,必须使用Socket中提供的网络流,不能使用自己创建的流对象。
2.当我们创建客户端对象Socket的时候,就会去请求服务器和服务器经过3次握手建立连接通路。
这时如果服务器没有启动,那么就会抛出异常(ConnectException: Connection refused: connect)。
如果服务器已经启动,那么就可以进行交互了。
客户端代码实现:
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.Socket;
public class TcpClient {
public static void main(String[] args) throws IOException {
method();
}
private static void method() throws IOException {
// 创建一个客户端对象Socket,构造方法中绑定服务器的IP地址和端口号。
Socket socket = new Socket("127.0.0.1", 8888);
// 使用Socket对象中的方法getOutputStream(),获取网络字节输出流OutputStream对象。
OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();
// 使用网络字节输出流OutputStream对象中的方法write,给服务器发送数据。
outputStream.write("你好吖!服务器。".getBytes());
// 使用Socket对象中的方法getInputStream()获取网络字节输入流InputStream对象。
InputStream inputStream = socket.getInputStream();
// 使用网络字节输入流InputStream对象中的方法read,读取服务器回写的数据。
byte[] bytes = new byte[1024];
int len = inputStream.read(bytes);
System.out.println(new String(bytes, 0, len));
// 释放资源(Socket)。
socket.close();
}
}
完成了客户端代码的编写后,先了解一下ServerSocket类,然后编写服务端Java代码。
ServerSocket类
ServerSocket类:此类现服务器套接字。服务器等待请求通过网络传入。它基于该请求执行某些操作,然后可能向请求者返回结果。
构造方法
ServerSocket(int port)
// 创建绑定到特定端口的服务器套接字。
成员方法
Socket accept()
// 侦听并接受到此套接字的连接。
服务器端必须明确一件事情,必须的知道是哪个客户端请求的服务器,所以可以使用accept方法获取到请求的客户端对象Socket。
举例
接收客户端的请求,读取客户端发送的数据,给客户端回写数据。
TCP通信的服务端
实现步骤:
1.创建服务器ServerSocket对象,对象中传递系统要指定的端口号。
2.使用ServerSocket对象中的方法accept,获取到请求的客户端对象Socket。
3.使用Socket对象中的方法getInputStream()获取网络字节输入流InputStream对象。
4.使用网络字节输入流InputStream对象中的方法read,读取客户端发送的数据。
5.使用Socket对象中的方法getOutputStream()获取网络字节输出流OutputStream对象。
6.使用网络字节输出流OutputStream对象中的方法write,给客户端回写数据。
7.释放资源(Socket,ServerSocket)。
服务端代码实现:
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
public class TcpServer {
public static void main(String[] args) throws IOException {
method();
}
private static void method() throws IOException {
// 创建服务器ServerSocket对象,对象中传递系统要指定的端口号。
ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8888);
// 使用ServerSocket对象中的方法accept,获取到请求的客户端对象Socket。
Socket socket = serverSocket.accept();
// 使用Socket对象中的方法getInputStream()获取网络字节输入流InputStream对象。
InputStream inputStream = socket.getInputStream();
// 使用网络字节输入流InputStream对象中的方法read,读取客户端发送的数据。
byte[] bytes = new byte[1024];
int len = inputStream.read(bytes);
System.out.println(new String(bytes, 0, len));
// 使用Socket对象中的方法getOutputStream()获取网络字节输出流OutputStream对象。
OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();
// 使用网络字节输出流OutputStream对象中的方法write,给客户端回写数据。
outputStream.write("收到,谢谢!".getBytes());
// 释放资源(Socket,ServerSocket)。
socket.close();
serverSocket.close();
}
}
客户端程序和服务端程序都已经编写完成,先运行服务端程序,然后再运行客户端程序。
客户端程序:控制台输出(收到来自服务端回写的数据)
收到,谢谢您!客户端。
服务端程序:控制台输出(接收到客户端发来的请求数据)
你好吖!服务器。
输出截图如下:
客户端程序和服务端程序对比(4K图,可放大):
代码实现步骤:
-
第一步
服务器端: // 创建服务器ServerSocket对象,对象中传递系统要指定的端口号。 ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8888); // 使用ServerSocket对象中的方法accept,获取到请求的客户端对象Socket。 Socket socket = serverSocket.accept();
-
第二步
客户端: // 创建一个客户端对象Socket,构造方法中绑定服务器的IP地址和端口号。 Socket socket = new Socket("127.0.0.1", 8888); // 使用Socket对象中的方法getOutputStream(),获取网络字节输出流OutputStream对象。 OutputStream outputStream = socket.getOutputStream(); // 使用网络字节输出流OutputStream对象中的方法write,给服务器发送数据。 outputStream.write("你好吖!服务器。".getBytes());
-
第三步
服务器端: // 使用Socket对象中的方法getInputStream()获取网络字节输入流InputStream对象。 InputStream inputStream = socket.getInputStream(); // 使用网络字节输入流InputStream对象中的方法read,读取客户端发送的数据。 byte[] bytes = new byte[1024]; int len = inputStream.read(bytes); System.out.println(new String(bytes, 0, len)); // 使用Socket对象中的方法getOutputStream()获取网络字节输出流OutputStream对象。 OutputStream outputStream = socket.getOutputStream(); // 使用网络字节输出流OutputStream对象中的方法write,给客户端回写数据。 outputStream.write("收到,谢谢您!客户端。".getBytes());
-
第四步
客户端: // 使用Socket对象中的方法getInputStream()获取网络字节输入流InputStream对象。 InputStream inputStream = socket.getInputStream(); // 使用网络字节输入流InputStream对象中的方法read,读取服务器回写的数据。 byte[] bytes = new byte[1024]; int len = inputStream.read(bytes); System.out.println(new String(bytes, 0, len));
-
第五步
客户端: // 释放资源(Socket)。 socket.close();
-
第六步
服务器端: // 释放资源(Socket,ServerSocket)。 socket.close(); serverSocket.close();