Java socket套接字编程入门
服务之间的通信,有基于应用层的http,也有基于底层的tcp协议。通信会涉及到数据的发送、接收以及拆组包,信息控制等网络流程。网络分层分为两种:五层、七层。
java socket 套接字编程指的是编写跨多台计算机执行的程序。在这些计算机之间都是通过网络进行连接。
有两种协议用于套接字开发:UDP(User Datagram Protocol)用户数据报协议和TCP(Transfer Control Protocol)传输控制协议。因此socket是属于传输层。
UDP和TCP的主要区别:UDP是无连接传输模式,这意味着客户端与服务端没有会话。 TCP是面向连接传输模式,意味着必须首先要在客户端与服务端建立一个连接(排他性连接),以便于通信。
UDP没有会话,没有办法保证通信内容的完整性,因有可能会出现丢包情况。没有建立会话,因此每次通信更快传输更多,使用于就算偶尔丢包也能正常使用的场景。
TCP通过会话的方式来保证内容的完整性,会话的过程自然会涉及到创建连接,监听,接收处理,返回等流程。
清楚流程,再来看下各端代码逻辑。
server服务端
public static void main(String[] args) {
try {
//1、建立服务连接
//服务运行于特定的服务器中并绑定一个socket 端口
ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(9090);
//2、创建socket并监听
//监听socket创建的连接并接受到它,此为阻塞方法,直到连接创建
Socket socket = serverSocket.accept();
//接收传输过来的数据
//设置每次接收块的大小
char[] data = new char[10];
BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
int len = 0;
//3、接收数据
//处理传输数据大于接收块的容量
//读取的字符数,如果已到达流的末尾则为-1
while ((len = br.read(data)) != -1){
System.out.println(String.valueOf(data, 0, len));
}
//关闭
//顺序:按打开的顺序进行反序关闭
br.close();
socket.close();
serverSocket.close();
} catch (Exception e){
e.printStackTrace();
}
}
client客户端
public static void main(String[] args) throws IOException {
//创建socket连接
Socket socket = new Socket("127.0.0.1", 9090);
//发送数据到服务端
BufferedWriter writer = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(socket.getOutputStream()));
writer.write("这是一个测试");
writer.flush();//刷新缓冲流,把write提交进去,不然服务端没接收到内容
// 关闭连接,否则服务端抛出:java.net.SocketException: Connection reset //通知服务端,客户端发送数据完成。
writer.close();
}
关于java.net.SocketException: Connection reset。 谈不上通知,是一种标识,让服务端知道发送数据已经完成。服务端是通过阻塞的方式来监听和接收数据,在整个过程中有二处阻塞:1、监听accept();2、读取read(data)。
如果客户端没有close(),服务端read() 并不知道是否结束,但随着客户main主线程运行完成,就会强行切断关闭此连接,因此才会有此异常抛出。
Java socket server接收并返回数据
在上边的学习中,会发现,服务端只能处理一次,accept()是一种阻塞状态,因此它只能同时处理一个请求,其它的请求只能排队等待前面的处理完成。
为了支持多任务同时处理的能力,首先不要让主服务运行完成即结束,而是一种死循环的方式,让一直等待接收,其次,处理数据的需要另开线程进行,即socket的生命周期置于新开线程中。
先定义SocketHandler作为线程单独处理socket。
public class SocketHandler implements Runnable {
private Socket socket;
SocketHandler(Socket socket) {
this.socket = socket;
}
@Override
public void run() {
BufferedReader bufferedReader = null;
PrintWriter writer = null;
try {
System.out.println("thread:\t" + Thread.currentThread().getName() );
bufferedReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream())); //true,表示自动刷新,不需要人为触发
writer = new PrintWriter(new OutputStreamWriter(socket.getOutputStream()), true);
String userInput;
while ((userInput = bufferedReader.readLine()) != null) {
if ("exit".equals(userInput)) {
System.out.println("退出连接通信\t");
break;
}
System.out.println("接收内容:\t" + userInput);
String result = "服务器时间:" + LocalDateTime.now() +"\t" + new StringBuilder(userInput).reverse();
writer.println(result);
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
try {
if (writer != null) writer.close();
if (bufferedReader != null) bufferedReader.close();
socket.close();
} catch (IOException ioException) {
ioException.printStackTrace();
}
}
}
}
server服务端:
public static void main(String[] args) throws IOException {
ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(9090);
//固定线程池来接收处理
Executor executor = Executors.newFixedThreadPool(3);
//死循环,保证主线程不退出
while (true){
executor.execute(new SocketHandler(serverSocket.accept()));
}
}
client客户端:
public class Client {
public void send(String message){
Socket socket = null;
BufferedReader bufferedReader = null;
PrintWriter writer = null;
try {
socket = new Socket("127.0.0.1",9090);
//发送数据到服务端
writer = new PrintWriter(new OutputStreamWriter(socket.getOutputStream()), true);
writer.println(message);
System.out.println("发送内容:\t"+message);
//接收服务端返回数据流
bufferedReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
String input = null;
while ((input = bufferedReader.readLine()) != null){
System.out.println("接收服务端数据:\t"+input);
//退出指令,关闭连接
writer.println("exit");
break;
}
} catch (UnknownHostException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
try {
if (writer != null) writer.close();
if (bufferedReader != null) bufferedReader.close();
socket.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
public static void main(String[] args) {
Client client = new Client();
for (int i = 0; i < 10; i++) {
String text = RandomStringUtils.randomAlphabetic(5);
client.send(text);
}
}
PrintWriter 与 BufferedWriter 的区别:
PrintWriter:是一种格式化对象的输出流,是一种高级流。此类实现了所有的PrintStream的print方法,它不包含用于写原始字节的方法,而对于原始字节,程序应该使用未编码的字节流。
与PrintStream相比较,它具有自动行刷新的缓冲字符输出流。只需要在构造函数中指定参数autoFlush=true,使用方法println()即可实现自动行刷新。(println(xx) = print(xx) + println())。
这个类中的方法永远不会抛出I/O异常,尽管它的一些构造函数可能抛出I/O异常。客户端可以通过调用checkError()来查询是否发生了错误。
PrintWriter还可以直接与文件通信:
new PrintWriter("c://text.txt");
BufferedWriter:字符缓冲输出流(高级流),将文本写入字符输出流,缓冲各个字符,从而提供单个字符、数组和字符串的高效写入。 可以指定缓冲区的大小,或者接受默认的大小。在大多数情况下,默认值就足够大了。
提供了一个newLine()方法,通知流结束。因此如果把上面的PrintWriter 换成BufferedWriter
BufferedWriter bufferedWriter = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(socket.getOutputStream()));
bufferedWriter.write(result);
bufferedWriter.newLine();
bufferedWriter.flush();