Socket介绍及使用Java实现socket通信

编程语言 2023-07-15 17:28:23 阅读次数: 0

一、Socket概述

        Socket（套接字）是计算机网络编程中用于实现网络通信的一种机制。它提供了一种编程接口，允许应用程序通过网络进行数据传输，实现不同主机之间的通信。

        Socket可以看作是一种抽象的概念，用于描述网络通信的端点。它包含了通信所需的各种参数和状态信息，以便应用程序能够通过它进行数据的发送和接收。

Socket的主要特点包括以下几个方面：

  1. 通信协议：Socket可以基于不同的通信协议进行数据传输，例如TCP/IP、UDP等。
  2. 通信模型：Socket可以支持不同的通信模型，如面向连接的流式Socket（如TCP）和无连接的数据报式Socket（如UDP）。
  3. 客户端-服务器模型：Socket通常用于实现客户端-服务器模型，其中客户端应用程序通过Socket与服务器进行通信。
  4. 端口号：Socket通过端口号来标识应用程序的通信端口，以便不同的应用程序能够同时在同一台主机上进行网络通信。
  5. API接口：Socket提供了一组API接口，供应用程序进行Socket编程，包括建立连接、发送数据、接收数据、关闭连接等操作。

        Socket编程可以在不同的编程语言中进行，如C、C++、Java、Python等，通过调用相应的Socket API来实现网络通信功能。在Socket编程中，通常涉及以下几个步骤：

  1. 创建Socket：使用Socket API创建一个Socket对象，指定协议类型和通信模式。
  2. 绑定端口：将Socket绑定到本地的IP地址和端口号上。
  3. 监听连接请求（仅服务器端）：对于服务器端，调用Socket API监听来自客户端的连接请求。
  4. 建立连接（仅客户端）：对于客户端，调用Socket API与服务器端建立连接。
  5. 数据传输：通过Socket发送和接收数据。
  6. 关闭连接：在通信结束后，关闭Socket连接。

        Socket编程可以用于各种网络应用，如Web服务器、邮件服务器、聊天应用、游戏等。它为应用程序提供了灵活、可靠和高效的网络通信方式。

二、Java实现socket通信

1. 使用TCP连接

使用TCP通信，它使用java.net.Socket创建了一个Socket对象。Socket类通常用于TCP通信。

（1）服务端

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

public class Server {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            // 创建ServerSocket对象，指定监听的端口号
            ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(12345);

            System.out.println("等待客户端连接...");

            // 监听客户端的连接请求
            Socket clientSocket = serverSocket.accept();
            System.out.println("客户端已连接");

            // 获取输入流和输出流 输入流和输出流是通过socket对象来进行数据传输的。
            BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(clientSocket.getInputStream()));
            PrintWriter out = new PrintWriter(clientSocket.getOutputStream(), true);

            String message;

            while (true) {
                // 读取客户端发送的信息
                message = in.readLine();

                if (message.equalsIgnoreCase("exit")) {
                    // 如果接收到终止标志，退出循环
                    break;
                }

                System.out.println("收到客户端消息：" + message);

                // 发送响应给客户端
                out.println("已收到你的消息：" + message);
            }

            // 关闭连接
            clientSocket.close();
            serverSocket.close();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

（2）客户端

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

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            // 创建Socket对象，指定服务端的IP地址和端口号
            Socket socket = new Socket("127.0.0.1", 12345);

            // 获取输入流和输出流 输入流和输出流是通过socket对象来进行数据传输的。
            BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
            PrintWriter out = new PrintWriter(socket.getOutputStream(), true);

            // 从控制台读取用户输入
            BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
            String message;

            while (true) {
                System.out.println("请输入要发送的信息（输入 'exit' 退出）：");
                message = reader.readLine();

                if (message.equalsIgnoreCase("exit")) {
                    // 如果用户输入 'exit'，发送终止标志给服务端并退出循环
                    out.println("exit");
                    break;
                }

                // 将用户输入的信息发送给服务端
                out.println(message);

                // 接收服务端的响应并打印
                String response = in.readLine();
                System.out.println("服务端响应：" + response);
            }

            // 关闭连接
            socket.close();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

测试结果：

 2. 使用UDP连接

使用UDP通信，使用java.net.DatagramSocket创建了一个DatagramSocket对象。DatagramSocket类通常用于UDP通信。

（1）服务端

package socket.UDP;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.net.*;

public class UDPClient {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            // 创建DatagramSocket对象
            DatagramSocket socket = new DatagramSocket();

            InetAddress serverAddress = InetAddress.getByName("127.0.0.1");
            int serverPort = 12345;

            // 从控制台读取用户输入
            BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
            String message;

            while (true) {
                System.out.println("请输入要发送的信息（输入 'exit' 退出）：");
                message = reader.readLine();

                if (message.equalsIgnoreCase("exit")) {
                    // 如果用户输入 'exit'，退出循环
                    break;
                }

                byte[] sendData = message.getBytes();

                // 创建发送数据的DatagramPacket对象
                DatagramPacket sendPacket = new DatagramPacket(sendData, sendData.length, serverAddress, serverPort);

                // 发送数据
                socket.send(sendPacket);

                byte[] receiveData = new byte[1024];

                // 创建接收数据的DatagramPacket对象
                DatagramPacket receivePacket = new DatagramPacket(receiveData, receiveData.length);

                // 接收服务端的响应
                socket.receive(receivePacket);

                // 将接收到的数据转换为字符串并打印
                String response = new String(receivePacket.getData(), 0, receivePacket.getLength());
                System.out.println("服务端响应：" + response);
            }

            // 关闭Socket连接
            socket.close();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

（2）客户端

package socket.UDP;

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

public class UDPServer {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            // 创建DatagramSocket对象，并指定监听的端口号
            DatagramSocket socket = new DatagramSocket(12345);
            System.out.println("等待客户端连接...");

            byte[] receiveData = new byte[1024];

            while (true) {
                // 创建接收数据的DatagramPacket对象
                DatagramPacket receivePacket = new DatagramPacket(receiveData, receiveData.length);

                // 接收客户端发送的数据
                socket.receive(receivePacket);

                // 获取客户端的IP地址和端口号
                InetAddress clientAddress = receivePacket.getAddress();
                int clientPort = receivePacket.getPort();

                // 将接收到的数据转换为字符串
                String message = new String(receivePacket.getData(), 0, receivePacket.getLength());
                System.out.println("收到客户端消息：" + message);

                if (message.equalsIgnoreCase("exit")) {
                    // 如果接收到终止标志，退出循环
                    break;
                }

                // 构造发送数据的字节数组
                String response = "已收到你的消息：" + message;
                byte[] sendData = response.getBytes();

                // 创建发送数据的DatagramPacket对象
                DatagramPacket sendPacket = new DatagramPacket(sendData, sendData.length, clientAddress, clientPort);

                // 发送响应给客户端
                socket.send(sendPacket);
            }

            // 关闭Socket连接
            socket.close();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

测试结果：

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