基礎(chǔ)教程：Java Socket網(wǎng)絡(luò)編程基礎(chǔ)

事實(shí)上網(wǎng)絡(luò)編程簡(jiǎn)單的理解就是兩臺(tái)計(jì)算機(jī)相互通訊數(shù)據(jù)而已，對(duì)于程序員而言，去掌握一種編程接口并使用一種編程模型相對(duì)就會(huì)顯得簡(jiǎn)單的多了，Java SDK提供一些相對(duì)簡(jiǎn)單的Api來(lái)完成這些工作。Socket就是其中之一，對(duì)于Java而言，這些Api存在與java.net 這個(gè)包里面，因此只要導(dǎo)入這個(gè)包就可以準(zhǔn)備網(wǎng)絡(luò)編程了。

　　網(wǎng)絡(luò)編程的基本模型就是客戶機(jī)到服務(wù)器模型，簡(jiǎn)單的說(shuō)就是兩個(gè)進(jìn)程之間相互通訊，然后其中一個(gè)必須提供一個(gè)固定的位置，而另一個(gè)則只需要知道這個(gè)固定的位置。并去建立兩者之間的聯(lián)系，然后完成數(shù)據(jù)的通訊就可以了，這里提供固定位置的通常稱為服務(wù)器，而建立聯(lián)系的通常叫做客戶端，基于這個(gè)簡(jiǎn)單的模型，就可以進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)編程啦。

　　Java對(duì)這個(gè)模型的支持有很多種Api，而這里我只想介紹有關(guān)Socket的編程接口，對(duì)于Java而言已經(jīng)簡(jiǎn)化了Socket的編程接口。首先我們來(lái)討論有關(guān)提供固定位置的服務(wù)方是如何建立的。Java提供了ServerSocket來(lái)對(duì)其進(jìn)行支持.事實(shí)上當(dāng)你創(chuàng)建該類的一個(gè)實(shí)力對(duì)象并提供一個(gè)端口資源你就建立了一個(gè)固定位置可以讓其他計(jì)算機(jī)來(lái)訪問你，ServerSocket server=new ServerSocket(6789);這里稍微要注意的是端口的分配必須是唯一的。因?yàn)槎丝谑菫榱宋ㄒ粯?biāo)識(shí)每臺(tái)計(jì)算機(jī)唯一服務(wù)的，另外端口號(hào)是從0~65535之間的，前1024個(gè)端口已經(jīng)被Tcp/Ip 作為保留端口，因此你所分配的端口只能是1024個(gè)之后的。好了，我們有了固定位置.現(xiàn)在所需要的就是一根連接線了.該連接線由客戶方首先提出要求。因此Java同樣提供了一個(gè)Socket對(duì)象來(lái)對(duì)其進(jìn)行支持，只要客戶方創(chuàng)建一個(gè)Socket的實(shí)例對(duì)象進(jìn)行支持就可以了。Socket client
　　=new Socket(InetAddress.getLocalHost(),5678);客戶機(jī)必須知道有關(guān)服務(wù)器的IP地址，對(duì)于著一點(diǎn)Java也提供了一個(gè)相關(guān)的類InetAddress 該對(duì)象的實(shí)例必須通過它的靜態(tài)方法來(lái)提供，它的靜態(tài)方法主要提供了得到本機(jī)IP 和通過名字或IP直接得到InetAddress的方法。

　　上面的方法基本可以建立一條連線讓兩臺(tái)計(jì)算機(jī)相互交流了，可是數(shù)據(jù)是如何傳輸?shù)哪�？事�?shí)上I/O操作總是和網(wǎng)絡(luò)編程息息相關(guān)的。因?yàn)榈讓拥木W(wǎng)絡(luò)是繼續(xù)數(shù)據(jù)的，除非遠(yuǎn)程調(diào)用，處理問題的核心在執(zhí)行上，否則數(shù)據(jù)的交互還是依賴于IO操作的，所以你也必須導(dǎo)入java.io這個(gè)包.java的IO操作也不復(fù)雜，它提供了針對(duì)于字節(jié)流和Unicode的讀者和寫者，然后也提供了一個(gè)緩沖用于數(shù)據(jù)的讀寫。


　　BufferedReader in=new BufferedReader(new InputStreamReader(server.getInputStream()));
　　PrintWriter out=new PrintWriter(server.getOutputStream());

　　上面兩句就是建立緩沖并把原始的字節(jié)流轉(zhuǎn)變?yōu)閁nicode可以操作，而原始的字節(jié)流來(lái)源于Socket的兩個(gè)方法，getInputStream()和getOutputStream()方，分別用來(lái)得到輸入和輸出，那么現(xiàn)在有了基本的模型和基本的操作工具，我們可以做一個(gè)簡(jiǎn)單的Socket例程了.

　　服務(wù)方:


　　import java.io.*;
　　import java.net.*;
　　public class MyServer {
　　public static void main(String[] args) throws IOException{
　　ServerSocket server=new ServerSocket(5678);

Socket client=server.accept();
　　BufferedReader in=new BufferedReader(new InputStreamReader(client.getInputStream()));
　　PrintWriter out=new PrintWriter(client.getOutputStream());
　　while(true){
　　　String str=in.readLine();
　　　System.out.println(str);
　　　out.println("has receive....");
　　　out.flush();
　　　if(str.equals("end"))
　　　　break;
　　}
　　client.close();
　　}
　　}

　　這個(gè)程序的主要目的在于服務(wù)器不斷接收客戶機(jī)所寫入的信息只到，客戶機(jī)發(fā)送"End"字符串就退出程序，并且服務(wù)器也會(huì)做出"Receive"為回應(yīng)，告知客戶機(jī)已接收到消息。

　　客戶機(jī)代碼:


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

　　public class Client{
　　static Socket server;

　　public static void main(String[] args)throws Exception{
　　server=new Socket(InetAddress.getLocalHost(),5678);
　　BufferedReader in=new BufferedReader(new InputStreamReader(server.getInputStream()));
　　PrintWriter out=new PrintWriter(server.getOutputStream());
　　BufferedReader wt=new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));

　　while(true){
　　　String str=wt.readLine();
　　　out.println(str);
　　　out.flush();
　　　if(str.equals("end")){
　　　　break;
　　　}
　　　System.out.println(in.readLine());
　　}
　　server.close();
　　}
　　}

　　客戶機(jī)代碼則是接受客戶鍵盤輸入,并把該信息輸出，然后輸出"End"用來(lái)做退出標(biāo)識(shí)。

　　這個(gè)程序只是簡(jiǎn)單的兩臺(tái)計(jì)算機(jī)之間的通訊，如果是多個(gè)客戶同時(shí)訪問一個(gè)服務(wù)器呢？你可以試著再運(yùn)行一個(gè)客戶端，結(jié)果是會(huì)拋出異常的。那么多個(gè)客戶端如何實(shí)現(xiàn)呢?

　　其實(shí),簡(jiǎn)單的分析一下，就可以看出客戶和服務(wù)通訊的主要通道就是Socket本身，而服務(wù)器通過accept方法就是同意和客戶建立通訊.這樣當(dāng)客戶建立Socket的同時(shí)。服務(wù)器也會(huì)使用這一根連線來(lái)先后通訊，那么既然如此只要我們存在多條連線就可以了。那么我們的程序可以變?yōu)槿缦?
服務(wù)器:


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

　　public class MyServer {
　　public static void main(String[] args) throws IOException{
　　ServerSocket server=new ServerSocket(5678);
　　while(true){
　　　Socket client=server.accept();
　　　BufferedReader in=new BufferedReader(new InputStreamReader(client.getInputStream()));
　　　PrintWriter out=new PrintWriter(client.getOutputStream());
　　　while(true){
　　　　String str=in.readLine();
　　　　System.out.println(str);
　　　　out.println("has receive....");
　　　　out.flush();
　　　　if(str.equals("end"))
　　　　　break;
　　　}
　　　client.close();
　　}
　　}
　　}

　　這里僅僅只是加了一個(gè)外層的While循環(huán)，這個(gè)循環(huán)的目的就是當(dāng)一個(gè)客戶進(jìn)來(lái)就為它分配一個(gè)Socket直到這個(gè)客戶完成一次和服務(wù)器的交互，這里也就是接受到客戶的"End"消息.那么現(xiàn)在就實(shí)現(xiàn)了多客戶之間的交互了。但是.問題又來(lái)了，這樣做雖然解決了多客戶,可是是排隊(duì)執(zhí)行的。也就是說(shuō)當(dāng)一個(gè)客戶和服務(wù)器完成一次通訊之后下一個(gè)客戶才可以進(jìn)來(lái)和服務(wù)器交互，無(wú)法做到同時(shí)服務(wù)，那么要如何才能同時(shí)達(dá)到既能相互之間交流又能同時(shí)交流呢？很顯然這是一個(gè)并行執(zhí)行的問題了。所以線程是最好的解決方案。
那么下面的問題是如何使用線程.首先要做的事情是創(chuàng)建線程并使得其可以和網(wǎng)絡(luò)連線取得聯(lián)系。然后由線程來(lái)執(zhí)行剛才的操作，要?jiǎng)?chuàng)建線程要么直接繼承Thread要么實(shí)現(xiàn)Runnable接口，要建立和Socket的聯(lián)系只要傳遞引用就可以了.而要執(zhí)行線程就必須重寫run方法，而run方法所做的事情就是剛才單線程版本main所做的事情，因此我們的程序變成了這樣:


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

　　public class MultiUser extends Thread{
　　private Socket client;

　　public MultiUser(Socket c){
　　this.client=c;
　　}

　　public void run(){
　　try{
　　　BufferedReader in=new BufferedReader(new InputStreamReader(client.getInputStream()));
　　　PrintWriter out=new PrintWriter(client.getOutputStream());
　　　//Mutil User but can parallel
　　　while(true){
　　　　String str=in.readLine();
　　　　System.out.println(str);
　　　　out.println("has receive....");
　　　　out.flush();
　　　　if(str.equals("end"))
　　　　　break;
　　　}
　　　client.close();
　　}catch(IOException ex){
　　}finally{
　　}
　　}

　　public static void main(String[] args)throws IOException{
　　ServerSocket server=new ServerSocket(5678);
　　while(true){
　　//transfer location change Single User or Multi User
　　MultiUser mu=new MultiUser(server.accept());
　　mu.start();
　　}
　　}
　　}

　　我的類直接從Thread類繼承了下來(lái).并且通過構(gòu)造函數(shù)傳遞引用和客戶Socket建立了聯(lián)系，這樣每個(gè)線程就有了。一個(gè)通訊管道.同樣我們可以填寫run方法，把之前的操作交給線程來(lái)完成，這樣多客戶并行的Socket就建立起來(lái)了。