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三步学会Java Socket编程


  第一步 充分理解Socket
  1.什么是socket
  所谓socket通常也称作"套接字",用于描述IP地址和端口,是一个通信链的句柄。应用程序通常通过"套接字"向网络发出请求或者应答网络请求。
  以J2SDK-1.3为例,Socket和ServerSocket类库位于java.net包中。ServerSocket用于服务器端,Socket是建立网络连接时使用的。在连接成功时,应用程序两端都会产生一个Socket实例,操作这个实例,完成所需的会话。对于一个网络连接来说,套接字是平等的,并没有差别,不因为在服务器端或在客户端而产生不同级别。不管是Socket还是ServerSocket它们的工作都是通过SocketImpl类及其子类完成的。
  重要的Socket API:
  java.net.Socket继承于java.lang.Object,有八个构造器,其方法并不多,下面介绍使用最频繁的三个方法,其它方法大家可以见JDK-1.3文档。
  . Accept方法用于产生"阻塞",直到接受到一个连接,并且返回一个客户端的Socket对象实例。"阻塞"是一个术语,它使程序运行暂时"停留"在这个地方,直到一个会话产生,然后程序继续;通常"阻塞"是由循环产生的。
  . getInputStream方法获得网络连接输入,同时返回一个IutputStream对象实例,。
  . getOutputStream方法连接的另一端将得到输入,同时返回一个OutputStream对象实例。
  注意:其中getInputStream和getOutputStream方法均会产生一个IOException,它必须被捕获,因为它们返回的流对象,通常都会被另一个流对象使用。
  2.如何开发一个Server-Client模型的程序
  开发原理:
  服务器,使用ServerSocket监听指定的端口,端口可以随意指定(由于1024以下的端口通常属于保留端口,在一些操作系统中不可以随意使用,所以建议使用大于1024的端口),等待客户连接请求,客户连接后,会话产生;在完成会话后,关闭连接。
  客户端,使用Socket对网络上某一个服务器的某一个端口发出连接请求,一旦连接成功,打开会话;会话完成后,关闭Socket。客户端不需要指定打开的端口,通常临时的、动态的分配一个1024以上的端口。{建立服务器}
  import java.net.*;
  import java.io.*;
  public class Server
  {
  private ServerSocket ss;
  private Socket socket;
  private BufferedReader in;
  private PrintWriter out;
  public Server()
  {
  try
  {
  ss = new ServerSocket(10000);
  while (true)
  {
  socket = ss.accept();
  in = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
  out = new PrintWriter(socket.getOutputStream(),true);
  String line = in.readLine();
  out.println("you input is :" + line);
  out.close();
  in.close();
  socket.close();
  }
  ss.close();
  }
  catch (IOException e)
  {}
  }
  public static void main(String[] args)
  {
  new Server();
  }
  }
  这个程序建立了一个服务器,它一直监听10000端口,等待用户连接。在建立连接后给客户端返回一段信息,然后结束会话。这个程序一次只能接受一个客户连接。
  {建立客户端}
  import java.io.*;
  import java.net.*;
  public class Client
  {
  Socket socket;
  BufferedReader in;
  PrintWriter out;
  
  public Client()
  {
  try
  {
  socket = new Socket("xxx.xxx.xxx.xxx", 10000);
  in = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
  out = new PrintWriter(socket.getOutputStream(),true);
  BufferedReader line = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
  
  out.println(line.readLine());
  line.close();
  out.close();
  in.close();
  socket.close();
  }
  catch (IOException e)
  {}
  }
  public static void main(String[] args)
  {
  new Client();
  }
  }
  这个客户端连接到地址为xxx.xxx.xxx.xxx的服务器,端口为10000,并从键盘输入一行信息,发送到服务器,然后接受服务器的返回信息,最后结束会话。
  第二步 多个客户同时连接
  在实际的网络环境里,同一时间只对一个用户服务是不可行的。一个优秀的网络服务程序除了能处理用户的输入信息,还必须能够同时响应多个客户端的连接请求。在java中,实现以上功能特点是非常容易的。
  设计原理:
  主程序监听一端口,等待客户接入;同时构造一个线程类,准备接管会话。当一个Socket会话产生后,将这个会话交给线程处理,然后主程序继续监听。运用Thread类或Runnable接口来实现是不错的办法。
  {实现消息共享}
  import java.io.*;
  import java.net.*;
  
  public class Server extends ServerSocket
  {
  private static final int SERVER_PORT = 10000;
  
  public Server() throws IOException
  {
  super(SERVER_PORT);
  
  try
  {
  while (true)
  {
  Socket socket = accept();
  new CreateServerThread(socket);
  }
  }
  catch (IOException e)
  {}
  finally
  {
  close();
  }
  }
  //--- CreateServerThread
  class CreateServerThread extends Thread
  {
  private Socket client;
  private BufferedReader in;
  private PrintWriter out;
  public CreateServerThread(Socket s) throws IOException
  {
  client = s;
  in = new BufferedReader(new InputStreamReader(client.getInputStream(), "GB2312"));
  out = new PrintWriter(client.getOutputStream(), true);
  out.println("--- Welcome ---");
  start();
  }
  
  public void run()
  {
  try
  {
  String line = in.readLine();
  
  while (!line.equals("bye"))
  {
  String msg = createMessage(line);
  out.println(msg);
  line = in.readLine();
  }
  out.println("--- See you, bye! ---");
  client.close();
  }
  catch (IOException e)
  {}
  }
  private String createMessage(String line)
  {
  xxxxxxxxx;
  }
  }
  public static void main(String[] args) throws IOException
  {
  new Server();
  }
  }
  这个程序监听10000端口,并将接入交给CreateServerThread线程运行。CreateServerThread线程接受输入,并将输入回应客户,直到客户输入"bye",线程结束。我们可以在createMessage方法中,对输入进行处理,并产生结果,然后把结果返回给客户。
  第三步 实现信息共享:在Socket上的实时交流
  网络的伟大之一也是信息共享,Server可以主动向所有Client广播消息,同时Client也可以向其它Client发布消息。下面看看如何开发一个可以实时传递消息的程序。
  设计原理:
  服务器端接受客户端的连接请求,同时启动一个线程处理这个连接,线程不停的读取客户端输入,然后把输入加入队列中,等候处理。在线程启动的同时将线程加入队列中,以便在需要的时候定位和取出。
  {源码}
  import java.io.*;
  import java.net.*;
  import java.util.*;
  import java.lang.*;
  public class Server extends ServerSocket
  {
  private static ArrayList User_List = new ArrayList();
  private static ArrayList Threader = new ArrayList();
  private static LinkedList Message_Array = new LinkedList();
  private static int Thread_Counter = 0;
  private static boolean isClear = true;
  protected static final int SERVER_PORT = 10000;
  protected FileOutputStream LOG_FILE = new FileOutputStream("d:/connect.log", true);
  
  public Server() throws FileNotFoundException, IOException
  {
  super(SERVER_PORT);
  new Broadcast();
  //append connection log
  Calendar now = Calendar.getInstance();
  String str = "[" + now.getTime().toString() + "] Accepted a connection\015\012";
  byte[] tmp = str.getBytes();
  LOG_FILE.write(tmp);
  
  try
  {
  while (true)
  {
  Socket socket = accept();
  new CreateServerThread(socket);
  }
  }
  finally
  {
  close();
  }
  }
  public static void main(String[] args) throws IOException
  {
  new Server();
  }
  //--- Broadcast
  class Broadcast extends Thread
  {
  public Broadcast()
  {
  start();
  }
  public void run()
  {
  while (true)
  {
  if (!isClear)
  {
  String tmp = (String)Message_Array.getFirst();
  for (int i = 0; i < Threader.size(); i++)
  {
  CreateServerThread client = (CreateServerThread)Threader.get(i);
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