Java Socket编程

内容: Java Socket编程1.Socket传输模式Sockets有两种主要的操作方式:面向连接的和无连接的.面向连接的sockets操作就像一部电话,他们必须建立一个连接和一人呼叫.所有的事情在到达时的顺序与它们出发时的顺序时一样.无连接的sockets操作就像是一个邮件投递,,没有什么保证,多个邮件可能在到达时的顺序与出发时的顺序不一样. 到底用哪种模式是邮应用程序的需要决定的.如果可靠性更重要的话,用面向连接的操作会好一些.比如文件服务器需要他们的数据的正确性和有序性.如果一些数据丢失了,系统的有效性将会失去.一些服务器,比如间歇性地发送一些数据块.如果数据丢了的话,服务器并不想要再重新发过一次.因为当数据到达的时候,它可能已经过时了.确保数据的有序性和正确性需要额外的操作的内存消耗,额外的费用将会降低系统的回应速率. 无连接的操作使用数据报协议.一个数据报是一个独立的单元,它包含了所有的这次投递的信息.把它想象成一个信封吧,它有目的地址和要发送的内容.这个模式下的socket不需要连接一个目的的socket,它只是简单地投出数据报.无连接的操作是快速的和高效的,但是数据安全性不佳. 面向连接的操作使用TCP协议.一个这个模式下的socket必须在发送数据之前与目的地的socket取得一个连接.一旦连接建立了,sockets就可以使用一个流接口:打开-读-写-关闭.所有的发送的信息都会在另一端以同样的顺序被接收.面向连接的操作比无连接的操作效率更低,但是数据的安全性更高. SUN一直是网络建设的支持者,所以在Java中支持sockets就不足为奇了.实际上,Java降低了建立一个sockets程序的难度.每一个传输模式都被封装到了不同的类中.面向连接的类将会首先被我们讨论. Sockets有两种主要的操作方式:面向连接的和无连接的.面向连接的sockets操作就像一部电话,他们必须建立一个连接和一人呼叫.所有的事情在到达时的顺序与它们出发时的顺序时一样.无连接的sockets操作就像是一个邮件投递,,没有什么保证,多个邮件可能在到达时的顺序与出发时的顺序不一样. 到底用哪种模式是邮应用程序的需要决定的.如果可靠性更重要的话,用面向连接的操作会好一些.比如文件服务器需要他们的数据的正确性和有序性.如果一些数据丢失了,系统的有效性将会失去.一些服务器,比如间歇性地发送一些数据块.如果数据丢了的话,服务器并不想要再重新发过一次.因为当数据到达的时候,它可能已经过时了.确保数据的有序性和正确性需要额外的操作的内存消耗,额外的费用将会降低系统的回应速率. 无连接的操作使用数据报协议.一个数据报是一个独立的单元,它包含了所有的这次投递的信息.把它想象成一个信封吧,它有目的地址和要发送的内容.这个模式下的socket不需要连接一个目的的socket,它只是简单地投出数据报.无连接的操作是快速的和高效的,但是数据安全性不佳. 面向连接的操作使用TCP协议.一个这个模式下的socket必须在发送数据之前与目的地的socket取得一个连接.一旦连接建立了,sockets就可以使用一个流接口:打开-读-写-关闭.所有的发送的信息都会在另一端以同样的顺序被接收.面向连接的操作比无连接的操作效率更低,但是数据的安全性更高. SUN一直是网络建设的支持者,所以在Java中支持sockets就不足为奇了.实际上,Java降低了建立一个sockets程序的难度.每一个传输模式都被封装到了不同的类中.面向连接的类将会首先被我们讨论2.Java面向连接的类Sockets有两种主要的操作方式:面向连接的和无连接的.面向连接的sockets操作就像一部电话,他们必须建立一个连接和一人呼叫.所有的事情在到达时的顺序与它们出发时的顺序时一样.无连接的sockets操作就像是一个邮件投递,,没有什么保证,多个邮件可能在到达时的顺序与出发时的顺序不一样. 到底用哪种模式是邮应用程序的需要决定的.如果可靠性更重要的话,用面向连接的操作会好一些.比如文件服务器需要他们的数据的正确性和有序性.如果一些数据丢失了,系统的有效性将会失去.一些服务器,比如间歇性地发送一些数据块.如果数据丢了的话,服务器并不想要再重新发过一次.因为当数据到达的时候,它可能已经过时了.确保数据的有序性和正确性需要额外的操作的内存消耗,额外的费用将会降低系统的回应速率. 无连接的操作使用数据报协议.一个数据报是一个独立的单元,它包含了所有的这次投递的信息.把它想象成一个信封吧,它有目的地址和要发送的内容.这个模式下的socket不需要连接一个目的的socket,它只是简单地投出数据报.无连接的操作是快速的和高效的,但是数据安全性不佳. 面向连接的操作使用TCP协议.一个这个模式下的socket必须在发送数据之前与目的地的socket取得一个连接.一旦连接建立了,sockets就可以使用一个流接口:打开-读-写-关闭.所有的发送的信息都会在另一端以同样的顺序被接收.面向连接的操作比无连接的操作效率更低,但是数据的安全性更高. SUN一直是网络建设的支持者,所以在Java中支持sockets就不足为奇了.实际上,Java降低了建立一个sockets程序的难度.每一个传输模式都被封装到了不同的类中.面向连接的类将会首先被我们讨论在Java中面向连接的类有两种形式,它们分别是客户端和服务器端.客户端这一部分是最简单的,所以我们先讨论它. 列表9.1列出了一个简单的客户端的程序.它向一个服务器发出一个请求,取回一个HTML文档,并把它显示在控制台上. 9.1一个简单的socket客户端 import java.io.*; import java.net.*; /** * 一个简单的从服务器取回一个HTML页面的程序 * 注意:merlin是本地机器的名字 */ public class SimpleWebClient { public static void main(String args[]) { try { // 打开一个客户端socket连接 Socket clientSocket1 = new Socket('merlin', 80); System.out.println('Client1: ' + clientSocket1); // 取得一个网页 getPage(clientSocket1); } catch (UnknownHostException uhe) { System.out.println('UnknownHostException: ' + uhe); } catch (IOException ioe) { System.err.println('IOException: ' + ioe); } } /** *通过建立的连接请求一个页面,显示回应然后关闭socket */ public static void getPage(Socket clientSocket) { try { // 需要输入和输出流 DataOutputStream outbound = new DataOutputStream( clientSocket.getOutputStream() ); DataInputStream inbound = new DataInputStream( clientSocket.getInputStream() ); // 向服务器发出HTTP请求 outbound.writeBytes('GET / HTTP/1.0 '); // 读出回应 String responseLine; while ((responseLine = inbound.readLine()) != null) { // 把每一行显示出来 System.out.println(responseLine); if ( responseLine.indexOf('') != -1 ) break; } // 清除 outbound.close(); inbound.close(); clientSocket.close(); } catch (IOException ioe) { System.out.println('IOException: ' + ioe); } } }Java面向连接的类 回忆一个,一个客户端向一个正在监听的服务器socket发出一个连接.客户端的sockets是用Socket类建立的.下面的程序建立了一个客户端的socket并且连接到了一个主机: Socket clientSocket = new Socket('merlin', 80); 第一个参数是你想要连接的主机的名称,第二个参数是端口号.一个主机名称指定了目的的名称.端口号指定了由哪个应用程序来接收.在我们的情况下,必须指定80,因为它是默认的HTTP协议的端口.另外的知名的端口列在表9.1中,看: 知名的端品: echo 7 daytime 13 daytime 13 ftp 21 telnet 23 smtp 25 finger 79 http 80 pop3 110 因为Socket类是面向连接的,它提供了一个可供读写的流接口.java.io包中的类可以用来访问一个已连接的socket: DataOutputStream outbound = new DataOutputStream( clientSocket.getOutputStream() ); DataInputStream inbound = new DataInputStream( clientSocket.getInputStream() ); 一旦流建立了,一般的流操作就可以做了: outbound.writeBytes('GET / HTTP/1.0 ); String responseLine; while ( (responseLine = inbound.readLine()) != null) { System.out.println(responseLine); } 以上的小程序请求了一个WEB页面并且把它显示出来.当程序完成之后,连接必须关闭. outbound.close(); inbound.close(); clientSocket.close(); 注意socket流必须首先关闭.所有的的socket流必须在socket关闭之前关闭.这个小程序非常地简单,但是所有的客户端程序都必须遵首下面的基本的步骤: 1.建立客户端socket连接. 2.得到socket的读和写的流. 3.利用流. 4.关闭流. 5.关闭socket. 使用一个服务器端的socket只是有一点复杂,它将在下面讲到.服务器Sockets 列表9.2是一个服务器应用程序的一部分. 列表9.2 一个简单的服务器程序 /** * 一个监听端口并提供HTML文档的程序. */ class SimpleWebServer { public static void main(String args[]) { ServerSocket serverSocket = null; Socket clientSocket = null; int connects = 0; try { { // 建立一个服务器socket serverSocket = new ServerSocket(80, 5); while (connects < 5) { // 等待连接 clientSocket = serverSocket.accept(); //服务连接 ServiceClient(clientSocket); connects++; } serverSocket.close(); } catch (IOException ioe) { System.out.println('Error in SimpleWebServer: ' + ioe); } } public static void ServiceClient(Socket client) throws IOException { DataInputStream inbound = null; DataOutputStream outbound = null; try { // 得到IO流 inbound = new DataInputStream( client.getInputStream()); outbound = new DataOutputStream( client.getOutputStream()); //格式化输出(回应头和很少的HTML文档) StringBuffer buffer = PrepareOutput(); String inputLine; while ((inputLine = inbound.readLine()) != null) { //如果到了HTTP请求的尾部,就发送回应 if ( inputLine.equals('') ) { outbound.writeBytes(buffer.toString()); break; } } } finally { // 清除 System.out.println('Cleaning up connection: ' + client); tln('Cleaning up connection: ' + client); outbound.close(); inbound.close(); client.close(); client.close(); } }服务器Sockets 服务器并不是主动地建立连接.相反地,他们是被动地监听一个客户端的连接请示然后给他们服务.服务器是由类ServerSocket来建立的.下面的程序建立了一个服务器端socket并把它绑定到80端口: ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(80, 5); 第一个参数是服务器要监听的端口.第二个参数是可选的.API文档中说明了这是一个监听时间,但是在传统的socket程序中第二个参数是监听深度.一个服务器可以同时接收多个连接请求,但是每次只能处理一个.监听堆是一个无回答的连接请求队列.上面的请求建立一个连接来处理最后五个请求.如果省略了后面的一个参数,则默认值是50. ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(80, 5); 一旦socket建立了并开始监听连接,进来的连接将会建立并放在监听堆.accetp()方法把在堆中的连接取出来. Socket clientSocket = serverSocket.accept(); 这个方法返回一个用来与来访者对话的客户端连接.服务器本身不可能建立对话,相反地,服务器socket会使用accept()方法来产生一个新的socket.服务器socket依旧打开并排列新的连接请求. 与客户端socket一样,下面的一步建立输入和输出流: DataInputStream inbound = new DataInputStream( clientSocket.getInputStream() ); DataOutputStream outbound = new DataOutputStream( clientSocket.getOutputStream() ); 一般的I/O操作可以在新建的流中运用.在服务器回应前它等待客户端发送一个空白的行.当会话结束时,服务器关闭流和客户端socket.如果在队列中没有请示将会出现什么情况呢?那个方法将会等待一个的到来.这个行为叫阻塞.accept()方法将会阻塞服务器线程直到一个呼叫到来.当5个连接处理完闭之后,服务器退出.任何的在队列中的呼叫将会被取消. 所有的服务器都要有以下的基本的步骤: 1.建立一个服务器socket并开始监听. 2.使用accept()方法取得新的连接. 3.建立输入和输出流. 4.在已有的协议上产生会话. 5.关闭客户端流和socket. 6.回到第二步或者到第七步. 7.关闭服务器socket.重复和并发服务器这个应用程序被当作一个重复的服务器.因为它只有在处理完一个进程以后才会接受另一个连接.更多的复杂服务器是并发的.它为每一个请求分配一个线程,而不是来一个处理一个.所以看起来它在同时处理多人请求.所有的商业的服务器都是并发的服务器. Java数据报类 不像面向连接的类,数据报的客户端和服务器端的类在表面上是一样的.下面的程序建立了一个客户和服务器商的数据报sockets: DatagramSocket serverSocket = new DatagramSocket( 4545 ); DatagramSocket clientSocket = new DatagramSocket(); 服务器用参数4545来指定端口号,由于客户端将要呼叫服务器,客户端可以利用可利用的端口.如果省略第二个参数,程序会让操作系统分配一个可用的端口.客户端可以请求一个指定的端口,但是如果其它的应用程序已经绑定到这个端口之上,请求将会失败.如果你的意图不是作为一个服务器,最好不要指定端口. 由于流不能由交谈得到,那么我么如何与一个数据报Socket进行对话.答案在于数据报类. 接收数据报 DatagramPacket类是用来通过DatagramSocket类接收和发送数据的类.packet类包括了连接信息和数据.就如前面所说的一样,数据报是自身独立的传输单元.DatagramPacket类压缩了这些单元.下面的程序表示了用一个数据报socket来接收数据: DatagramPacket packet = new DatagramPacket(new byte[512], 512); clientSocket.receive(packet); clientSocket.receive(packet); packet的构建器需要知道将得到的数据放在哪儿.一个512字节的缓存被建立并且作为构建器的第二个参数.每二个构建器参数是缓存的大小.就像ServerSocket类的accept()方法一样,receive()方法在数据可用之前将会阻塞. 发送数据报 发送数据报是非常地简单地,所有需要的只是一个地址.地址是由InetAddress类来建立的.这个类没有公共的构建器,但是它有几个static的方法,可以用来建立这个类的实例.下面的列表列出了建立InetAddress类的实例的方法: Public InetAddress Creation Methods InetAddress getByName(String host); InetAddress[] getAllByName(String host); InetAddress getLocalHost(); 得到本地主机的地址是非常地有用的,只有前面两个方法是用来发送数据包的.getByName()和getAllByName()需要目的主机的地址.第一个方法仅仅只是返回第一个符合条件的东西.第二个方法是必须的,因为一台计算机可能有多个地址.在这种情况下,这台计算机被称为multi-homed. 所有的建立的方法都被标记为static.它们必须像下面这样得到调用: InetAddress addr1 = InetAddress.getByName('merlin'); InetAddress addr2[] = InetAddress.getAllByName('merlin'); InetAddress addr3 = InetAddress.getLocalHost();所有的这些调用都可以掷出一个UnknownHostException违例.如果一台计算机没有连接上DNS服务器,或者主机的确没有找到,这个违例就会被掷出.如果一台计算机没有一个激活的TCP/IP配置,getLocalHost()也为失败并掷出一个违例. 一旦一个地址被确定了,数据报就可以被送出了.下面的程序传输了一个字符串给目的socket: String toSend = 'This is the data to send!'); byte[] sendbuf = new byte[ toSend.length() ]; toSend.getBytes( 0, toSend.length(), sendbuf, 0 ); DatagramPacket sendPacket = new DatagramPacket( sendbuf, sendbuf.length, addr, port); clientSocket.send( sendPacket ); 首先,字符串必须被转换成一个字节数组.然后,一个新的DatagramPacket实例必须被建立.注意构建器的最后两个参数.因为要发送一个包,所以地址和端口必须被给定.一个applet可能可以知道它的服务器的地址,但是服务器如何知道它的客户机的地址呢.当任何一个包被收到后,返回的地址和端口会被解压出来,并通过getAddress()和getPort()方法得到.这就是一个服务器如何回应一个客户端的包: DatagramPacket sendPacket = new DatagramPacket( sendbuf, sendbuf.length, recvPacket.getAddress(), recvPacket.getPort() ); serverSocket.send( sendPacket ); 不像面向连接的操作,数据报服务器服务器其实比数据报客户端更简单: 数据报服务器 一个数据报服务器的基本步骤: 1.在一个指定的端口上建立一个数据报socket. 2.用receive方法等待进来的包. 3.用特定的协议来回应收到的包. 4.回到第二步或继续第二步. 5.关闭数据报socket. 列表9.3演示了一人简单的数据报回应服务器.它将回应它收到的包. 列表9.3.一个简单的数据报回应服务器 import java.io.*; import java.net.*; public class SimpleDatagramServer { public static void main(String[] args) { DatagramSocket socket = null; DatagramPacket recvPacket, sendPacket; try { socket = new DatagramSocket(4545); while (socket != null) { recvPacket= new DatagramPacket(new byte[512], 512); socket.receive(recvPacket); sendPacket = new DatagramPacket( recvPacket.getData(), recvPacket.getLength(), recvPacket.getAddress(), recvPacket.getPort() ); socket.send( sendPacket ); } } catch (SocketException se) { System.out.println('Error in SimpleDatagramServer: ' + se); } catch (IOException ioe) { System.out.println('Error in SimpleDatagramServer: ' + ioe);简单的WEB服务器一个简单的WEB服务器将由列表9.2这样构建.当然,还必须要对方法和回应事件进行改进.简单的服务器不会分析和存储请求头.新的WEB服务器将分析和存储请求,为以后的处理作准备.为了达到这个目的,你必须有一个包含HTTP请求的类. HTTPrequest类 列表9.5列出了一个完整的HTTPrequest类.这个类必须包括一个请求头所需的所有信息. 列表9.5.HTTPrequest类. import java.io.*; import java.util.*; import java.net.*; import NameValue; /** * 这个类有一个HTTP请求的所有信息 */ public class HTTPrequest { public String version; public String method; public String file; public Socket clientSocket; public DataInputStream inbound; public NameValue headerpairs[]; /** * 建立一个这个类的实例 */ public HTTPrequest() { version = null; method = null; file = null; clientSocket = null; inbound = null; inbound = null; headerpairs = new NameValue[0]; } /** * 加入一个名称/值对到核心数组 */ public void addNameValue(String name, String value) { try { NameValue temp[] = new NameValue[ headerpairs.length + 1 ]; System.arraycopy(headerpairs, 0, temp, 0, headerpairs.length); temp[ headerpairs.length ] = new NameValue(name, value); headerpairs = temp; } catch (NullPointerException npe) { System.out.println('NullPointerException while adding name-value: ' + npe); } } /** * 以字符串的形式归还这个类 */ public String toString() { String s = method + ' ' + file + ' ' + version + ' '; for (int x = 0; x < headerpairs.length; x++ ) s += headerpairs[x] + ' '; return s; } } NameValue类简单地存储了两个字符串:name 和 value.当一个新的对要被加入时,一个新的数组将被分配.新的数组接受了旧的数组和新的成员.旧的数组然后被一个新建的对象覆盖了 Java, java, J2SE, j2se, J2EE, j2ee, J2ME, j2me, ejb, ejb3, JBOSS, jboss, spring, hibernate, jdo, struts, webwork, ajax, AJAX, mysql, MySQL, Oracle, Weblogic, Websphere, scjp, scjd