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[网络协议](七)Socket简介及客户端服务端代码实现

(一)Socket概念:

socket时TCP/IP协议的抽象,是操作系统对外开放的接口
在这里插入图片描述
socket起源于unix,京客户端和服务端各自管理一个文件,是其能分别对文件进行读写操作
socket的通信流程:
socket的通信流程

(二)代码实现:

运行代码时要先运行服务器端,在运行客户端

编写TCP和UDP实现服务端与客户端的通信:

只能固定发送数据

TCP实现:

服务器端实现:

  • 创建Socket,并将socket绑定端口
  • while循环使得socket一直在等待状态
  • 监听端口
  • 获取客户端请求信息后,执行相关业务逻辑
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
        public class TCPServer{
             public static void main(String []agrs)throws Exception{
                  ServerSocket ss=new ServerSocket(65000);      //创建Socket,并将socket绑定端口
                  while(true){                                 //while循环使得socket一直在等待状态
                      Socket socket=ss.accept();               //监听端口
                      new LengthCalculator(socket).start();     //获取客户端请求信息后,执行相关业务逻辑
                      }
                 }
   }

线程运行持续获得客户端的请求后,回送信息:

  • 获取socket输入流
  • 获取socket输出流
  • buff读取输入内容
  • 将接受流的byte数组转化为字符串
  • 回送客户端字符串长度
  • 关闭
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.Socket;
public class LengthCalculator extends Thread{
            private Socket socket;
            public LengthCalculator(Socket socket){
                   this.socket=socket;
                   }
             public void run(){
                     try{
                          //获取socket输入流
                          OutputStream os=socket.getOutputStream();   
                          //获取socket输出流
                          InputStream is=socket.getInputStream();
                          int ch=0;
                          //buff读取输入内容
                          byte[]buff=new byte[1024];
                          ch=is.read(buff);
                          //将接受流的byte数组转化为字符串
                          String content=new String(buff,0,ch);
                          //回送客户端字符串长度
                             os.write(String.valueOf(content.length()).getBytes());
                          //关闭
                          is.close();
                          os.close();
                          socket.close();
                  }catch(IOException e){
                  e.printStackTrace();
         }
      }
  }

客户端的实现:

  • 创建socket,并指定连接端口
  • 获取输出流
  • 获取输入流
  • 将要传递给server的字符串转换为byte数组
  • buff读取输入内容
  • ch获取读取长度
  • 关闭输入流及socket
import java.io.OutputStream;
import java.io.InputStream;
import java.net.Socket;
import java.net.Socket;

    public class TCPClient{
         public static void main(String []args)throws Exception{
               //创建socket,并指定连接端口
                Socket socket=new Socket(new InetSocketAddress("127.0.0.1",65000);
                //获取输出流
                OutputStream os=socket.getOutputStream();
                //获取输入流
                InputStream is=socket.getInputStream();
                //将要传递给server的字符串转换为byte数组
                os.write(new String("hello world").getBytes());
                int ch=0;
                //buff读取输入内容
                byte[]buff=new byte[1024];
                //ch获取读取长度
                ch=is.read(buff);
                String connect=new String (buff,0,ch);
                System.out.println(connect);
                //关闭输入流及socket
                is.close();
                os.close();
                socket.close();
          }
     }

UDP实现:

运行代码时要先运行服务器端,在运行客户端
服务器端

  • 服务器端接受客户端发送的数据报
    • 监听端口号
    • 存储从客户端接收的内容
    • 将客户端发送的内容封装进入DatagramPacket中
    • 将数据从二进制转化为字符串的形式
    • 将要发送的信息转化为二进制
  • 服务端发送数据报
    • 从DatagramPacket对象中获取到数据的来源地址和端口号
    • 发送数据给客户端
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;

        public class UDPServer{
            public static void main(String []args)  throws Exception{
            //服务器端接受客户端发送的数据报
             //监听端口号
                DatagramSocket socket=new DatagramSocket(65001);
                //存储从客户端接收的内容
                byte[]buff=new byte[100];
                //将客户端发送的内容封装进入DatagramPacket中
                DatagramPacket packet=new DatagramPacket(buff,buff.length);
                socket.receive(packet);
                //将数据从二进制转化为字符串的形式
                byte[]data=packet.getData();
                String content=new String(data,0,packet.getLength());
                System.out.println(content);
               // 将要发送的信息转化为二进制
               byte[]sendedContent=String.valueOf(content.length()).getBytes();
            
            //服务端发送数据报
            //从DatagramPacket对象中获取到数据的来源地址和端口号
              DatagramPacket packetToClient=new DatagramPacket(sendedContent,sendedContent.length,packet.getAddress(),packet.getPort());
              //发送数据给客户端
              socket.send(packetToClient);
             }
        }  
            

客户端实现

  • 客户端给服务器端发送数据
    • 存储要发送的数据
    • 将IP地址封装成InetAddres对象
    • 将要发送给服务器端的数据封装为DatagramPacket对象,要写上ip与端口号
    • 发送数据给服务器
  • 客户端接收服务器的数据
    • 创建DatagramPacket对象来存储服务器发送的数据
    • 将服务器端发送的数据取出并打印到控制台
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetAddress;

public class UDPClient{
      public static void main(String[]args)throws Exception{
                  //客户端给服务器端发送数据
                 DatagramSocket socket=new DatagramSocket();
                 //存储要发送的数据
                 byte[]buf="hello world".getBytes();
                 //将IP地址封装成InetAddres对象
                 InetAddress address=InetAddress.getByName("127.0.0.1");
                 //将要发送给服务器端的数据封装为DatagramPacket对象,要写上ip与端口号
                 DatagramPacket packet=new DatagramPacket(buf,buf.length,address,65001);
                 //发送数据给服务器
                 socket.send(packet);
                         
                    //客户端接收服务器的数据
                    byte[]data=new byte[100];
                    //创建DatagramPacket对象来存储服务器发送的数据
                    DatagramPacket receivedPacket=new DatagramPacket(buf,buf.length);
              
                 socket.receive(receivedPacket);
                 //将服务器端发送的数据取出并打印到控制台
                 String content=new String(receivedPacket.getData(),0,receivedPacket.getLength());
                 System.out.println(content);
        }
    }

(三)升级版

可从键盘输入数据并发送

import java.io.*;
import java.net.Inet4Address;
import java.net.InetSocketAddress;
import java.net.Socket;

public class Client {
	public static void main(String[] args) throws IOException {
		Socket socket = new Socket();
		// 连接本地
		socket.setSoTimeout(3000);
		 // 连接本地,端口2000;超时时间3000ms
	    socket.connect(new InetSocketAddress(Inet4Address.getLocalHost(), 2000), 3000);

	    System.out.println("已发起服务器连接,并进入后续流程~");
	    System.out.println("客户端信息:" + socket.getLocalAddress() + " P:" + socket.getLocalPort());
	    System.out.println("服务器信息:" + socket.getInetAddress() + " P:" + socket.getPort());

	    try {
	        // 发送接收数据
	        todo(socket);
	    } catch (Exception e) {
	        System.out.println("异常关闭");
	    }

	    // 释放资源
	    socket.close();
	    System.out.println("客户端已退出~");

	}

	private static void todo(Socket client) throws IOException {
	    // 构建键盘输入流
	    InputStream in = System.in;
	    BufferedReader input = new BufferedReader(new InputStreamReader(in));
	    // 得到Socket输出流,并转换为打印流
	    OutputStream outputStream = client.getOutputStream();
	    PrintStream socketPrintStream = new PrintStream(outputStream);
	    // 得到Socket输入流,并转换为BufferedReader
	    InputStream inputStream = client.getInputStream();
	    BufferedReader socketBufferedReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(inputStream));

	    boolean flag = true;
	    do {
	        // 键盘读取一行
	        String str = input.readLine();
	        // 发送到服务器
	        socketPrintStream.println(str);
	        // 从服务器读取一行
	        String echo = socketBufferedReader.readLine();
	        if ("bye".equalsIgnoreCase(echo)) {
	            flag = false;
	        }else {
	            System.out.println(echo);
	        }
	    }while (flag);

	    // 资源释放
	    socketPrintStream.close();
	    socketBufferedReader.close();

	}
}
import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.PrintStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;

public class Server {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        ServerSocket server = new ServerSocket(2000);
        System.out.println("服务器准备就绪~");
        System.out.println("服务器信息:" + server.getInetAddress() + " P:" + server.getLocalPort());
        // 等待客户端连接
        for (; ; ) {
            // 得到客户端
            Socket client = server.accept();
            // 客户端构建异步线程
            ClientHandler clientHandler = new ClientHandler(client);
            // 启动线程
            clientHandler.start();
        }

    }

    /**
     * 客户端消息处理
     */
    private static class ClientHandler extends Thread {
        private Socket socket;
        private boolean flag = true;

        ClientHandler(Socket socket) {
            this.socket = socket;
        }

        @Override
        public void run() {
            super.run();
            System.out.println("新客户端连接:" + socket.getInetAddress() +
                    " P:" + socket.getPort());

            try {
                // 得到打印流,用于数据输出;服务器回送数据使用
                PrintStream socketOutput = new PrintStream(socket.getOutputStream());
                // 得到输入流,用于接收数据
                BufferedReader socketInput = new BufferedReader(new InputStreamReader(
                        socket.getInputStream()));

                do {
                    // 客户端拿到一条数据
                    String str = socketInput.readLine();
                    if ("bye".equalsIgnoreCase(str)) {
                        flag = false;
                        // 回送
                        socketOutput.println("bye");
                    } else {
                        // 打印到屏幕。并回送数据长度
                        System.out.println(str);
                        socketOutput.println("回送:" + str.length());
                    }

                } while (flag);

                socketInput.close();
                socketOutput.close();

            } catch (Exception e) {
                System.out.println("连接异常断开");
            } finally {
                // 连接关闭
                try {
                    socket.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }

            System.out.println("客户端已退出:" + socket.getInetAddress() +
                    " P:" + socket.getPort());

        }
    }
}

服务器端运行后如图:
在这里插入图片描述
客户端运行后如图:
在这里插入图片描述
在客户端输入数据后如图效果
在这里插入图片描述
输入bye时退出:
在这里插入图片描述

运行代码时要先运行服务器端,在运行客户端

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