java实现Socket客户端向服务端发送信息

Posted 2023-04-04 小姚同學

Socket

什么是socket？socket字面意思其实就是一个插口或者套接字，包含了源ip地址、源端口、目的ip地址和源端口。
但是socket在那个位置呢 ，在TCP/IP网络的四层体系和OSI七层好像都找不到他的影子，如下图所示， Socket是应用层与TCP/IP协议族通信的中间软件抽象层，它是一组接口。在设计模式中，Socket其实就是一个门面模式，它把复杂的TCP/IP协议族隐藏在Socket接口后面，对用户来说，一组简单的接口就是全部，让Socket去组织数据，以符合指定的协议。一般由操作系统或者JVM自己实现。java.net中的socket其实就是对底层的抽象调用。有一点需要注意，运行在同一主机上的其他应用程序可能也会通过底层套接字抽象来使用网络，因此会与java socket实例竞争资源，如端口。

工作流程
对于服务器来说，服务器先初始化socket，然后端口绑定（bind），再对端口监听（listen），调用accept阻塞，等待客户端连接请求。对于客户端来说，客户端初始化socket，然后申请连接（connection）。客户端申请连接，服务器接受申请并且回复申请许可（这里要涉及TCP三次握手连接），然后发送数据，最后关闭连接，这是一次交互过程。

ServerSocket
java.net.ServerSocket java 的实现
ServerSocket 和 Socket 不同，服务器套接字的角色是等待来自客户端的连接请求。一旦服务器套接字获得一个连接请求，它创建一个 Socket 实例来与客户端进行通信。

要创建一个服务器套接字，你需要使用 ServerSocket 类提供的四个构造方法中的一个。你 需要指定 IP 地址和服务器套接字将要进行监听的端口号。通常，IP 地址将会是 127.0.0.1，也 就是说，服务器套接字将会监听本地机器。服务器套接字正在监听的 IP 地址被称为是绑定地址。 服务器套接字的另一个重要的属性是 backlog，这是服务器套接字开始拒绝传入的请求之前，传 入的连接请求的最大队列长度。 其中一个 ServerSocket 类的构造方法如下所示:
 

public ServerSocket(int port, int backLog, InetAddress bindingAddress);

 

角色
服务器
服务器的socket程序有以下几个任务：

创建ServerSocket。
绑定并监听端口
阻塞，等待客户端连接。
与客户端连接成功后，进行数据交互
客户端
客户端的socket程序有以下几个任务：

创建Socket。
连接服务器。
与服务器连接成功后，进行数据交互。
代码
使用Socket实现客户端和服务端的连接，其实网编程的本质就是进程之间的通信。服务端和客户端都会运行一个进程，然后进行数据交互，也就是数据的输入，输出。所以会涉及到IO

服务端代码
 

import java.io.*;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;

public class Server 

    public static void main(String[] args) 

        final String QUIT = "quit";
        final int DEFAULT_PORT = 8000;
        ServerSocket serverSocket = null;
        BufferedReader reader = null;
        BufferedWriter writer = null;

        try 
            // 绑定监听端口
            serverSocket = new ServerSocket(DEFAULT_PORT);
            System.out.println("启动服务器，监听服务器本地端口" + DEFAULT_PORT);

            while (true) 
                // 等待客户端连接
                Socket socket = serverSocket.accept();
                System.out.println("客户端["+socket.getInetAddress()+":"+ socket.getPort() + "]已连接");

                reader = new BufferedReader(
                        new InputStreamReader(socket.getInputStream())
                );

                writer = new BufferedWriter(
                        new OutputStreamWriter(socket.getOutputStream())
                );

                String msg = null;
                while ((msg = reader.readLine()) != null) 
                    // 读取客户端发送的消息
                    System.out.println("客户端["+socket.getInetAddress()+":"+ socket.getPort() + "]: " + msg);

                    // 回复客户发送的消息
                    writer.write("服务器已收到: " + msg + "\\n");
                    //防止消息遗留到本地缓冲区，保证马上发送出去
                    writer.flush();

                    // 查看客户端是否退出
                    if (QUIT.equalsIgnoreCase(msg)) 
                        System.out.println("客户端["+socket.getInetAddress()+":"+ socket.getPort() + "]已断开连接");
                        break;
                    
                
            
         catch (IOException e) 
            e.printStackTrace();
         finally 
            try 
                serverSocket.close();
                reader.close();
                writer.close();
                System.out.println("关闭serverSocket");
             catch (IOException e) 
                e.printStackTrace();
            

        

    

客户端代码

import java.io.*;
import java.net.Socket;

public class Client 


    public static void main(String[] args) 

        final String QUIT = "quit";
        final String DEFAULT_SERVER_HOST = "127.0.0.1";
        final int DEFAULT_SERVER_PORT = 8000;
        Socket socket = null;

        BufferedWriter writer = null;
        BufferedReader reader = null;
        BufferedReader consoleReader = null;

        try 
            // 创建socket
            socket = new Socket(DEFAULT_SERVER_HOST, DEFAULT_SERVER_PORT);

            // 创建IO流
            reader = new BufferedReader(
                    new InputStreamReader(socket.getInputStream())
            );
            writer = new BufferedWriter(
                    new OutputStreamWriter(socket.getOutputStream())
            );

            // 等待用户输入信息
            consoleReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));

            while (true) 
                String input = consoleReader.readLine();

                // 发送消息给服务器
                writer.write(input + "\\n");
                writer.flush();

                // 读取服务器返回的消息
                String msg = reader.readLine();
                System.out.println(msg);

                // 查看用户是否退出
                if (QUIT.equalsIgnoreCase(input)) 
                    break;
                
            

         catch (IOException e) 
            e.printStackTrace();
         finally 

            try 
                writer.close(); //关闭之前还会flush一次
                socket.close();
                reader.close();
                consoleReader.close();
                System.out.println("关闭socket");
             catch (IOException e) 
                e.printStackTrace();
            

        

    

运行展示

客户端

服务端
 

CMD查看

开启Server端之后，在Windows cmd 终端里面输入命令,会发现8000端口处于LISTENING状态，先前没开启Server代码运行是没有的

netstat -ano|findstr "8000"

netstat 用于显示套接字内容 , -ano 是可选选项
a不仅显示正在通信的套接字，还显示包括尚未开始通信等状态的所有套接字
n 显示 IP 地址和端口号
o 显示套接字的程序 PID

第一列表示通信协议，这里是TCP
第二列表示，运行netstat命令的主机ip和port，这里也就是服务器的IP和port,0.0.0.0表示还没有绑定IP地址
第三列表示，通信对象的IP和port，0.0.0.0：0表示还没连接到对象，所以IP和port都不知道
第四列表示，LISTENING表示等待对方连接
最后一列，PID进程号
图中的每一行都相当于一个套接字，每一列也被称为一个元组，所以一个套接字就是五元组（协议、本地地址、外部地址、状态、PID），有的时候也被叫做四元组，四元组不包括协议。

开启客户端建立连接通信之后

 

可以看到开了两个进程，因为我们客户端和服务端都是在一个电脑上跑的，所以会出现这种情况。127.0.0.1是本机的环回地址。

端口号2381和我们程序中拿到的也是一样的。

扩展：java网络编程Socket实现客户端向服务端发送信息_codingXT的博客-CSDN博客_java socket发送数据

 

 

Java Socket编程之TCP

基于TCP的Socket通信：

服务器端：

1. 创建一个服务器端Socket，即ServerSocket，指定绑定的端口，并监听此端口
2. 调用accept()方法开始监听，等待客户端的连接
3. 连接建立后，通过输入流读取客户发送的请求信息
4. 通过输出流向客户端发送响应信息
5. 关闭相关资源

客户端：

1. 创建客户端Socket，指定服务器地址和端口
2. 连接建立后，通过输出流，向服务器端发送信息
3. 获取输入流，并读取服务器端的响应信息
4. 关闭资源

例：服务器端：

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.OutputStream;
import java.io.PrintWriter;
import java.net.InetAddress;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;

public class Server {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            //1.创建一个服务器端Socket，即ServerSocket，指定绑定的端口，并监听此端口
            ServerSocket serverSocket=new ServerSocket(8888);
            Socket socket=null;
            //记录客户端的数量
            int count=0;
            System.out.println("***服务器即将启动，等待客户端的连接***");
            //循环监听等待客户端的连接
            while(true){
                //调用accept()方法开始监听，等待客户端的连接
                socket=serverSocket.accept();
                //创建一个新的线程
                ServerThread serverThread=new ServerThread(socket);
                //启动线程
                serverThread.start();
                count++;//统计客户端的数量
                System.out.println("客户端的数量："+count);
                InetAddress address=socket.getInetAddress();
                System.out.println("当前客户端的IP："+address.getHostAddress());
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

   客户端：

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.OutputStream;
import java.io.PrintWriter;
import java.net.Socket;
import java.net.UnknownHostException;

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            //1.创建客户端Socket，指定服务器地址和端口
            Socket socket=new Socket("localhost", 8888);
            //2.获取输出流，向服务器端发送信息
            OutputStream os=socket.getOutputStream();//字节输出流
            PrintWriter pw=new PrintWriter(os);//将输出流包装为打印流
            pw.write("用户名：alice;密码：789");
            pw.flush();
            socket.shutdownOutput();//关闭输出流
            //3.获取输入流，并读取服务器端的响应信息
            InputStream is=socket.getInputStream();
            BufferedReader br=new BufferedReader(new InputStreamReader(is));
            String info=null;
            while((info=br.readLine())!=null){
                System.out.println("我是客户端，服务器说："+info);
            }
            //4.关闭资源
            br.close();
            is.close();
            pw.close();
            os.close();
            socket.close();
        } catch (UnknownHostException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

服务器线程处理类：

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.OutputStream;
import java.io.PrintWriter;
import java.net.Socket;

public class ServerThread extends Thread {
    // 和本线程相关的Socket
    Socket socket = null;
        public ServerThread(Socket socket) {
        this.socket = socket;
    }
    //线程执行的操作，响应客户端的请求
    public void run(){
        InputStream is=null;
        InputStreamReader isr=null;
        BufferedReader br=null;
        OutputStream os=null;
        PrintWriter pw=null;
        try {
            //获取输入流，并读取客户端信息
            is = socket.getInputStream();
            isr = new InputStreamReader(is);
            br = new BufferedReader(isr);
            String info=null;
            while((info=br.readLine())!=null){//循环读取客户端的信息
                System.out.println("我是服务器，客户端说："+info);
            }
            socket.shutdownInput();//关闭输入流
            //获取输出流，响应客户端的请求
            os = socket.getOutputStream();
            pw = new PrintWriter(os);
            pw.write("欢迎您！");
            pw.flush();//调用flush()方法将缓冲输出
        } catch (IOException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }finally{
            //关闭资源
            try {
                if(pw!=null)
                    pw.close();
                if(os!=null)
                    os.close();
                if(br!=null)
                    br.close();
                if(isr!=null)
                    isr.close();
                if(is!=null)
                    is.close();
                if(socket!=null)
                    socket.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

使用TCP通信传输对象:

       ObjectOutputStream oos=new ObjectOutputStream（os）；

       User user=new User(“admin”,”123”);//封装为对象

       oos.writeObject(user);//序列化

Tips:

 　　优先级问题：serverthread.setPriority();//降低优先级，以防运行速度较慢

        输入输出流问题：同一个Socket，关闭输出流则会关闭与之关联的Socket，所以不用关闭输出流，最后关闭Socket即可。