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比爾學Java：Java Socket篇

2019-11-18 12:14:48
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來源：轉載
供稿：網友

　　比爾最近接到一個項目，是要在原來的系統上實現客戶端與服務器的連接。原來的系統是用java開發的，項目組討后，決定應用Java提供的Socket類來解決問題。比爾是C開發的高手，對Java卻只略知皮毛。所以，比爾一頭扎進Java中，開始他的學習歷程。當然，首先還要解決眼前的問題，學習Socket編程。
　　在學習Socket編程之前，先看看自己是否熟悉TCP、UDP、Ports等網絡基本概念，要是還不熟悉的話就得先去補補課羅！
　　Socket 的基本概念
　　1、Socket，也就是俗稱的套接字。
　　2、Sun Java中的定義：是運行在網絡上的兩個程序間雙向通訊連接的末端，它提供客戶端和服務器端的連接通道。Socket綁定于特定端口這樣TCP層就知道將數據提供給哪個應用程序。
　　3、字面上的理解，Socket的意思是"插座、孔"，你還可以把它形象地理解為打電話用的電話機，你從聽筒里聽到對方聲音，同時將聲音通過話筒傳給對方。
　　
　　我想你現在和我剛開始的時候一樣：似乎有點明白，又似乎不是很明白，沒關系，我希望通過下面例子的講解你能夠徹底地把握它。在實例之前，讓我們先來看看Socket實現的基本原理。
　　Socket編程實現原理
　　從連接的建立到連接的結束，每個Socket應用都大致包含以下幾個基本步驟：
　　1、服務器端socket綁定于特定端口，服務器偵聽socket等待連接請求；
　　2、客戶端向服務器和特定端口提交連接請求；
　　3、服務器接受連接，產生一新的socket，綁定到另一端口，由此socket來處理和客戶端的交互，服務器繼續偵聽原socket來接受其他客戶端的連接請求；
　　
　　4、連接成功后客戶端也產生一socket，并通過它來與服務器端通訊（注重：客戶端socket并不與特定端口綁定）；
　　5、接下來，服務器端和客戶端就通過讀取和寫入各自的socket來進行通訊。
　　注重：本文中只講解基于TCP的Socket應用
　　Java中的Socket類
　　Java中提供兩個類（在java.net包中）——Socket和ServerSocket來分別實現客戶端和服務器端Socket。但Socket的實際工作是由抽象類SocketImpl的實例來完成的，這其實是設計模式中Abstract Factory模式的一個應用。
　　
　　ServerSocket類的常用構造器和主要方法：
　　
　　ServerSocket(int port) 在指定的端口號上產生一服務器端socket
　　Socket accept()
　　偵聽socket，接受連接
　　Socket類的常見構造器和主要方法：
　　
　　Socket(String host, int port) 生成一socket并連接至指定的主機和端口
　　InputStream getInputStream() 返回socket的輸入流
　　OutputStream getOuputStream() 返回socket的輸出流
　　一個客戶服務器實例
　　了解了上面的一些基本知識以后，我想大家現在都迫不及待地想親自動手編寫自己的socket，那就讓我們開始吧！在這個例子中，我們模擬了一個Echo服務，它偵聽3333端口。客戶端接受用戶鍵盤輸入并向服務器端發出連接請求，服務器端接受客戶端連接，連接成功后建立會話，客戶端于是向服務器端發送用戶輸入信息，服務器端接收此信息并且簡單返回給客戶端。源碼如下：
　　
　　（服務器端）
　　
　　/**
　　 * <p>Title:EchoServer.java </p>
　　 * <p>Description: EchoServer create a echo-like server at port 3333</p>
　　 * @author Mac
　　 * @version 2002/9/2
　　 */
　　
　　import java.net.*;
　　import java.io.*;
　　
　　public class EchoServer
　　{
　　 public static void main (String[] args) throws IOException
　　 {
　　 ServerSocket echoServer = null;
　　 try
　　 {
　　 echoServer = new ServerSocket(3333); //creat a server socket at port
　　3333（問題一）
　　 }
　　 catch(IOException e)
　　 {
　　 System.err.　　 System.exit(-1);
　　 }
　　
　　 Socket echoClient = null;
　　 try
　　 {
　　 echoClient = echoServer.accept(); //accept a connection
　　 }
　　 catch(IOException e)
　　 {
　　 System.err.println("IO error:" + e.getMessage());
　　 System.exit(-1);
　　 }
　　
　　 PrintWriter out = new PrintWriter(echoClient.getOutputStream(),true);
　　 //gets the socket's output stream and opens a PrintWriter on it
　　 //if you remove the argument true,what will happen?（問題三）
　　 BufferedReader in = new BufferedReader(
　　 new InputStreamReader(echoClient.getInputStream()));
　　 //gets the socket's input stream and opens a BufferedReader on it
　　 String strFromClient;
　　
　　 while((strFromClient = in.readLine()) != null)
　　 {
　　 out.println("result is :" + strFromClient);
　　 }
　　
　　 in.close();
　　 out.close();
　　 echoClient.close();
　　 echoServer.close();
　　 }
　　}
　　
　　（客戶端）
　　/**
　　 *<p>Title:EchoClient.java </p>
　　 *<p>Description: EchoClient creates a socket thereby getting a connection to
　　echo-like server</p>
　　 * @author Mac Wang
　　 * @version 2002/8/30
　　 */
　　
　　import java.net.*;
　　import java.io.*;
　　
　　public class EchoClient
　　{
　　
　　 public static void main(String[] args)
　　 {
　　 try
　　 {
　　Socket echoClient = new Socket("yourhostname",3333);
　　//creat a new socket connected to host and port 3333
　　 PrintWriter out = new PrintWriter(echoClient.getOutputStream(),true);
　　
　　 BufferedReader in = new BufferedReader(
　　 new InputStreamReader(echoClient.getInputStream()));
　　 String fromServer,fromUser;
　　 BufferedReader stdIn = new BufferedReader(
　　 new InputStreamReader(System.in));
　　 //gets the system input stream and opens a BufferedReader on it
　　 while ((fromUser = stdIn.readLine()) != null)
　　 {
　　 if (fromUser.equals("bye")) break;
　　//when user types "bye" then end
　　
　　 System.out.println("input is:" + fromUser);
　　 out.println(fromUser);
　　
　　 fromServer = in.readLine();
　　 System.out.println(fromServer);
　　 }
　　 out.close();
　　 in.close();
　　 echoClient.close();
　　 }
　　 catch(UnknownHostException e)
　　 {
　　 System.err.println("Unknown host:yourhostname");
　　 System.exit(1);
　　 }
　　 catch(IOException e)
　　 {
　　 System.err.println("I/0 error:" + e.getMessage());
　　 System.exit(1);
　　 }
　　 }
　　}
　　現在大家可以分別運行Server和Client，看看程序運行效果（注重：你必須將yourhostname替換成你自己的主機名或IP地址）。并且思考以下幾個問題：
　　
　　1、把端口號換成2222后看看程序運行效果？那么89呢？是不是任何數字都可以呢？
　　
　　2、假如不采用我們自己編寫的echo server，而是連接到系統本身提供的echo server（端口號為7），試試看會發生什么情況，客戶端Socket是否需要改變呢？
　　
　　3、去掉PrintWriter中的參數True，看看程序運行的效果？
　　
　　4、注重程序中是如何讀取和寫入Socket的？
　　5、試著多打開幾個客戶端，看看效果如何？
　　從問題5中大家可以看出來，上面的例子只支持一個用戶連接，那么如何支持多用戶的同時訪問呢？最簡單有效的方法就是利用多線程實現，每個線程對應一個用戶連接，server接受一個client連接后，就新產生一個線程，并交由它去處理余下的工作。下面就是支持多用戶的服務器端實現：
　　/**
　　*<p>Title:EchoMultiServer </p>
　　 *<p>Description: EchoServer create a echo-like server at port 3333 which supports
　　multi-client</p>
　　 * @author Mac Wang
　　 * @version 2002/9/2
　　 */
　　import java.net.*;
　　import java.io.*;
　　class EchoMultiServerThread extends Thread
　　{
　　 private Socket echoClient = nul

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