Java基礎:三步學會Java Socket編程 – JAVA編程語言程序開發技術文章

第一步 充分理解Socket

   1.什麼是socket

   所謂socket通常也稱作"套接字",用於描述IP地址和端口,是一個通信鏈的句柄。應用程序通常通過"套接字"向網絡發出請求或者應答網絡請求。

   以J2SDK-1.3為例,Socket和ServerSocket類庫位於java.net包中。ServerSocket用於服務器端,Socket是建立網絡連接時使用的。在連接成功時,應用程序兩端都會產生一個Socket實例,操作這個實例,完成所需的會話。對於一個網絡連接來說,套接字是平等的,並沒有差別,不因為在服務器端或在客戶端而產生不同級別。不管是Socket還是ServerSocket它們的工作都是通過SocketImpl類及其子類完成的。

   重要的Socket API:

   java.net.Socket繼承於java.lang.Object,有八個構造器,其方法並不多,下面介紹使用最頻繁的三個方法,其它方法大傢可以見JDK-1.3文檔。

   . Accept方法用於產生"阻塞",直到接受到一個連接,並且返回一個客戶端的Socket對象實例。"阻塞"是一個術語,它使程序運行暫時"停留"在這個地方,直到一個會話產生,然後程序繼續;通常"阻塞"是由循環產生的。

   . getInputStream方法獲得網絡連接輸入,同時返回一個IutputStream對象實例,。

   . getOutputStream方法連接的另一端將得到輸入,同時返回一個OutputStream對象實例。

   註意:其中getInputStream和getOutputStream方法均會產生一個IOException,它必須被捕獲,因為它們返回的流對象,通常都會被另一個流對象使用。

   2.如何開發一個Server-Client模型的程序

   開發原理:

   服務器,使用ServerSocket監聽指定的端口,端口可以隨意指定(由於1024以下的端口通常屬於保留端口,在一些操作系統中不可以隨意使用,所以建議使用大於1024的端口),等待客戶連接請求,客戶連接後,會話產生;在完成會話後,關閉連接。

   客戶端,使用Socket對網絡上某一個服務器的某一個端口發出連接請求,一旦連接成功,打開會話;會話完成後,關閉Socket。客戶端不需要指定打開的端口,通常臨時的、動態的分配一個1024以上的端口。

   {建立服務器}

 

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();
}
}

   這個程序建立瞭一個服務器,它一直監聽10000端口,等待用戶連接。在建立連接後給客戶端返回一段信息,然後結束會話。這個程序一次隻能接受一個客戶連接。
 
 
{建立客戶端}

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();
}
}

   這個客戶端連接到地址為xxx.xxx.xxx.xxx的服務器,端口為10000,並從鍵盤輸入一行信息,發送到服務器,然後接受服務器的返回信息,最後結束會話。
第二步 多個客戶同時連接

   在實際的網絡環境裡,同一時間隻對一個用戶服務是不可行的。一個優秀的網絡服務程序除瞭能處理用戶的輸入信息,還必須能夠同時響應多個客戶端的連接請求。在java中,實現以上功能特點是非常容易的。

   設計原理:

   主程序監聽一端口,等待客戶接入;同時構造一個線程類,準備接管會話。當一個Socket會話產生後,將這個會話交給線程處理,然後主程序繼續監聽。運用Thread類或Runnable接口來實現是不錯的辦法。

   {實現消息共享}

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();
}
}

   這個程序監聽10000端口,並將接入交給CreateServerThread線程運行。CreateServerThread線程接受輸入,並將輸入回應客戶,直到客戶輸入"bye",線程結束。我們可以在createMessage方法中,對輸入進行處理,並產生結果,然後把結果返回給客戶。 第三步 實現信息共享:在Socket上的實時交流

   網絡的偉大之一也是信息共享,Server可以主動向所有Client廣播消息,同時Client也可以向其它Client發佈消息。下面看看如何開發一個可以實時傳遞消息的程序。
  設計原理:

   服務器端接受客戶端的連接請求,同時啟動一個線程處理這個連接,線程不停的讀取客戶端輸入,然後把輸入加入隊列中,等候處理。在線程啟動的同時將線程加入隊列中,以便在需要的時候定位和取出。

   {源碼}

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);
client.sendMessage(tmp);
}

Message_Array.removeFirst();
isClear = Message_Array.size() > 0 ? false : true;
}
}
}
}

//— CreateServerThread
class CreateServerThread extends Thread
{
private Socket client;
private BufferedReader in;
private PrintWriter out;
private String Username;

public CreateServerThread(Socket s) throws IOException
{
client = s;
in = new BufferedReader(new InputStreamReader(client.getInputStream()));
out = new PrintWriter(client.getOutputStream(), true);
out.println("— Welcome to this chatroom —");
out.println("Input your nickname:");
start();
}

public void sendMessage(String msg)
{
out.println(msg);
}

public void run()
{
try
{
int flag = 0;
Thread_Counter++;
String line = in.readLine();

while (!line.equals("bye"))
{
if (line.equals("l"))
{
out.println(listOnlineUsers());
line = in.readLine();
continue;
}

if (flag++ == 0)
{
Username = line;
User_List.add(Username);
out.println(listOnlineUsers());
Threader.add(this);
pushMessage("[< " + Username + " come on in >]");
}
else
{
pushMessage("<" + Username + ">" + line);
}

line = in.readLine();
}

out.println("— See you, bye! —");
client.close();
}
catch (IOException e)
{}
finally
{
try
{
client.close();
}
catch (IOException e)
{}

Thread_Counter–;
Threader.remove(this);
User_List.remove(Username);
pushMessage("[< " + Username + " left>]");
}
}

private String listOnlineUsers()
{
String s ="-+- Online list -+-\015\012";

for (int i = 0; i < User_List.size(); i++)
{
s += "[" + User_List.get(i) + "]\015\012";
}

s += "-+———————+-";
return s;
}

private void pushMessage(String msg)
{
Message_Array.addLast(msg);
isClear = false;
}
}
}

   這就是程序運行後,多用戶登陸並且輸入信息後的屏幕。實現瞭信息的實時廣播。用戶輸入"l"就可以列出在線人員表。

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