Java 實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單Socket 通信的示例
Java socket 封裝了傳輸層的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié),開(kāi)發(fā)人員可以基于 socket 實(shí)現(xiàn)應(yīng)用層。本文介紹了 Java socket 簡(jiǎn)單用法。
1. 傳輸層協(xié)議
傳輸層包含了兩種協(xié)議,分別是 TCP (Transmission Control Protocol,傳輸控制協(xié)議) 和 UDP (User Datagram Protocol,用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議)。
TCP 是一種面向連接,可靠的流協(xié)議。通信雙方在“發(fā)送-接收”數(shù)據(jù)之前需要先建立 TCP 連接,然后通過(guò)互相發(fā)送二進(jìn)制數(shù)據(jù)流來(lái)進(jìn)行通信。所謂連接,指的是各種設(shè)備、線路,或網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行通信的應(yīng)用程序?yàn)榱讼嗷鬟f消息而建立的專有、虛擬的通信線路。連接一旦建立,進(jìn)行通信的應(yīng)用程序只使用該虛擬的通信線路發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。TCP 還需要處理端到端之間的流量控制。
UDP 是一種無(wú)連接的,不可靠的數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議。發(fā)送方不需要與接收方建立連接,通信雙方通過(guò)發(fā)送一個(gè)個(gè)獨(dú)立的數(shù)據(jù)報(bào)來(lái)進(jìn)行通訊。
TCP 通過(guò)序列號(hào)、確認(rèn)應(yīng)答、數(shù)據(jù)校驗(yàn)等機(jī)制確保了傳輸?shù)目煽啃裕m用于需要可靠數(shù)據(jù)傳輸?shù)膱?chǎng)景,應(yīng)用層協(xié)議 HTTP,F(xiàn)TP 基于 TCP。UDP 沒(méi)有復(fù)雜的控制機(jī)制,不糾錯(cuò),不重發(fā),不保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性,不確保數(shù)據(jù)到達(dá)目的地;不過(guò) UDP 傳送等量數(shù)據(jù)花費(fèi)更小的流量,適用于對(duì)時(shí)延要求高但對(duì)準(zhǔn)確性要求不高的場(chǎng)景,如視頻、音頻通訊。
Java 中有 3 種套接字類,java.net.Socket 和 java.net.ServerSocket 基于 TCP,java.net.DatagramSocket 基于 UDP。
2. TCP 示例
TCP 是面向連接的,所以在進(jìn)行通訊之前發(fā)送端(客戶端)需要先連接到接收端(服務(wù)端)??蛻舳送ㄟ^(guò) new Socket("localhost", 9090) 來(lái)創(chuàng)建一個(gè)連接到服務(wù)端的套接字,這個(gè)套接字連接到主機(jī) localhost 的 9090 端口。
ServerSocket 實(shí)現(xiàn)服務(wù)端套接字,通過(guò) new ServerSocket(9090) 來(lái)創(chuàng)建一個(gè)監(jiān)聽(tīng)端口為 9090 實(shí)例;ServerSocket.accept() 方法會(huì)阻塞等待客戶端的連接,一旦有連接過(guò)來(lái),會(huì)返回一個(gè)服務(wù)端的 Socket 實(shí)例。連接建立完成,客戶端 Socket 實(shí)例和服務(wù)端 Socket 實(shí)例就可以面向輸入輸出流發(fā)送數(shù)據(jù)了。
2.1 示例效果
客戶端程序接收控制臺(tái)輸入的內(nèi)容,客戶端控制臺(tái)每輸入一行,就往服務(wù)端發(fā)送,服務(wù)端接收到消息之后,將消息打印到控制臺(tái)。
客戶端輸入 "Bye" 時(shí),客戶端斷開(kāi)與服務(wù)端的連接,客戶端程序退出,服務(wù)端程序繼續(xù)等待連接。
客戶端控制臺(tái)輸入輸出:
$ java Server.java Bind Port 9090 New client connected. Received Message --> Are you OK!
服務(wù)端控制臺(tái)輸出:
$ java Client.java Are you OK! Send Msg --> Are you OK! Bye $
2.2 服務(wù)端程序代碼
import java.net.*;
import java.io.*;
class Server {
public static void main(String[] args) {
// ServerSocket 實(shí)現(xiàn)了 AutoCloseable 接口,所以支持 try-with-resource 語(yǔ)句
// 創(chuàng)建一個(gè) ServerSocket,監(jiān)聽(tīng) 9090 端口
try(ServerSocket serv = new ServerSocket(9090)){
System.out.printf("Bind Port %d\n", serv.getLocalPort());
Socket socket = null;
while(true){
// 接收連接,如果沒(méi)有連接,accept() 方法會(huì)阻塞
socket = serv.accept();
// 獲取輸入流,并使用 BufferedInputStream 和 InputStreamReader 裝飾,方便以字符流的形式處理,方便一行行讀取內(nèi)容
try(BufferedReader in = new BufferedReader( new InputStreamReader(socket.getInputStream()) )){
String msg = null;
char[] cbuf = new char[1024];
int len = 0;
while( (len = in.read(cbuf, 0, 1024)) != -1 ){ // 循環(huán)讀取輸入流中的內(nèi)容
msg = new String(cbuf, 0, len);
if("Bye".equals(msg)) { // 如果檢測(cè)到 "Bye" ,則跳出循環(huán),不再讀取輸入流中內(nèi)容。
break;
}
System.out.printf("Received Message --> %s \n", msg);
}
}catch (IOException e){
e.printStackTrace();
}
}
}catch (IOException e){
e.printStackTrace();
}
}
}
2.3 客戶端程序代碼
import java.net.*;
import java.io.*;
import java.util.*;
class Client{
public static void main(String[] args){
try(Socket socket = new Socket("localhost", 9090)){
BufferedWriter out = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(socket.getOutputStream()));
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
scanner.useDelimiter("\r\n");
String msg = null;
while( !(msg = scanner.next()).equals("Bye") ){
System.out.printf("Send Msg --> %s \n", msg);
out.write(msg);
out.flush(); // 立即發(fā)送,否則需要積累到一定大小才一次性發(fā)送
}
}catch (IOException e){
e.printStackTrace();
}
}
}
3. UDP 示例
UDP 不需要連接,客戶端與服務(wù)端通過(guò)發(fā)送數(shù)據(jù)報(bào)來(lái)完成通信。Java 中使用 java.net.DatagramSocket 來(lái)表示 UDP 客戶端或服務(wù)端的套接字,使用 java.net.DatagramPacket 來(lái)表示 UDP 的數(shù)據(jù)報(bào)??蛻舳撕头?wù)端可以直接向?qū)Ψ桨l(fā)送數(shù)據(jù)報(bào),不需要進(jìn)行連接。
下面代碼基于 UDP 實(shí)現(xiàn)了與上面程序同樣的功能。不過(guò)消息可能會(huì)出錯(cuò),某些消息可能也不能到達(dá)服務(wù)端。
3.1 服務(wù)端程序代碼
import java.net.*;
import java.io.*;
class Server {
public static void main(String[] args){
// 創(chuàng)建一個(gè) DatagramPacket 實(shí)例,用來(lái)接收客戶端發(fā)送過(guò)來(lái)的 UDP 數(shù)據(jù)報(bào),這個(gè)實(shí)例可以重復(fù)利用。
byte[] buf = new byte[8192]; // 緩存區(qū)
int len = buf.length; // 要利用的緩存區(qū)的大小
DatagramPacket pac = new DatagramPacket(buf, len);
// 創(chuàng)建服務(wù)端的套接字,需要指定綁定的端口號(hào)
try(DatagramSocket serv = new DatagramSocket(9191)){
while(true){
serv.receive(pac); // 接收數(shù)據(jù)報(bào)。如果沒(méi)有數(shù)據(jù)報(bào)發(fā)送過(guò)來(lái),會(huì)阻塞
System.out.println("Message --> " + new String(pac.getData(), 0, pac.getLength()));
}
}catch (IOException e){
e.printStackTrace();
}
}
}
3.2 客戶端程序代碼
import java.io.*;
import java.net.*;
import java.util.*;
class Client {
public static void main(String[] args){
// 創(chuàng)建一個(gè)客戶端的 UDP 套接字,不需要指定任何信息
try(DatagramSocket client = new DatagramSocket()){
// 創(chuàng)建一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)實(shí)例,數(shù)據(jù)和長(zhǎng)度在發(fā)送之前都會(huì)重新設(shè)置,所以這里直接置為 0 即可。
// 由于是發(fā)送端,所以需要設(shè)置服務(wù)端的地址和端口
DatagramPacket pac = new DatagramPacket(new byte[0], 0, InetAddress.getByName("localhost"), 9191);
// 掃描控制臺(tái)輸入
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
scanner.useDelimiter("\r\n");
String msg = null;
while( !(msg = scanner.next()).equals("Bye") ){
// 設(shè)置要發(fā)送的數(shù)據(jù)
pac.setData(msg.getBytes());
// 發(fā)送數(shù)據(jù)報(bào)
client.send(pac);
System.out.println("Sent Message --> " + msg);
}
}catch (IOException e){
e.printStackTrace();
}
}
}
需要注意的是,UDP 是面向無(wú)連接的,但 DatagramSocket 的 API 中提供了帶有 connect 字樣的方法,這里的 connect 并非 TCP 中連接的意思。而是指定了當(dāng)前的 UDP 套接字只能夠向指定的主機(jī)和端口發(fā)送數(shù)據(jù)報(bào)。
以上就是Java 實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單Socket 通信的示例的詳細(xì)內(nèi)容,更多關(guān)于Java 實(shí)現(xiàn)Socket 通信的資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章!
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