Java - 网络

术语网络编程 是指编写跨多个设备（计算机）执行的程序，其中设备都通过网络相互连接。

J2SE API 的 java.net 包包含一组类和接口，这些类和接口提供低级通信细节，让您可以编写专注于解决手头问题的程序。

java.net 包提供了对两种常见网络协议的支持 -

• TCP − TCP 代表传输控制协议，它允许两个应用程序之间的可靠通信。 TCP 通常用于 Internet 协议，称为 TCP/IP。

• UDP − UDP 代表用户数据报协议，这是一种无连接协议，允许在应用程序之间传输数据包。

本章很好地理解了以下两个主题 -

• 套接字编程 − 这是 Networking 中使用最广泛的概念，已经解释得很详细了。

• 网址处理 − 这将单独介绍。点击这里了解Java语言中的URL处理。

套接字编程

套接字使用 TCP 提供两台计算机之间的通信机制。客户端程序在通信结束时创建一个套接字并尝试将该套接字连接到服务器。

建立连接后，服务器在通信结束时创建一个套接字对象。客户端和服务器现在可以通过写入和读取套接字进行通信了。

java.net.Socket 类表示一个套接字，java.net.ServerSocket 类为服务器程序提供了一种机制来监听客户端并与它们建立连接。

使用套接字在两台计算机之间建立 TCP 连接时会发生以下步骤 -

• 服务器实例化一个 ServerSocket 对象，表示在哪个端口号上进行通信。

• 服务器调用 ServerSocket 类的 accept() 方法。此方法一直等待，直到客户端连接到给定端口上的服务器。

• 服务器等待后，客户端实例化一个 Socket 对象，指定服务器名称和要连接的端口号。

• Socket 类的构造函数尝试将客户端连接到指定的服务器和端口号。如果建立了通信，客户端现在拥有一个能够与服务器通信的 Socket 对象。

• 在服务器端，accept() 方法返回对连接到客户端套接字的服务器上的新套接字的引用。

建立连接后，可以使用 I/O 流进行通信。每个套接字都有一个 OutputStream 和一个 InputStream。客户端的OutputStream连接到服务器的InputStream，客户端的InputStream连接到服务器的OutputStream。

TCP 是一种双向通信协议，因此可以同时在两个流之间发送数据。以下是一些有用的类，它们提供了一套完整的方法来实现套接字。

ServerSocket 类方法

java.net.ServerSocket 服务器应用程序使用该类来获取端口并侦听客户端请求。

ServerSocket 类有四个构造函数 -

如果ServerSocket构造函数没有抛出异常，说明你的应用已经成功绑定到指定的端口，可以接受客户端的请求了。

以下是ServerSocket类的一些常用方法 -

当 ServerSocket 调用 accept() 时，该方法在客户端连接之前不会返回。客户端连接后，ServerSocket 在未指定的端口上创建一个新的 Socket，并返回对这个新 Socket 的引用。客户端和服务器之间现在已经建立了 TCP 连接，可以开始通信了。

套接字类方法

java.net.Socket class 表示客户端和服务器都用来相互通信的套接字。客户端通过实例化一个Socket对象得到一个Socket对象，而服务端通过accept()方法的返回值获取一个Socket对象。

Socket 类有五个构造函数，客户端用来连接服务器 -

当 Socket 构造函数返回时，它并不是简单地实例化一个 Socket 对象，而是实际尝试连接到指定的服务器和端口。

这里列出了 Socket 类中一些感兴趣的方法。注意客户端和服务端都有一个 Socket 对象，所以这些方法可以被客户端和服务端调用。

InetAddress 类方法

此类表示 Internet 协议 (IP) 地址。以下是您在进行套接字编程时需要的以下有用方法 -

套接字客户端示例

下面的 GreetingClient 是一个客户端程序，它通过套接字连接到服务器并发送问候语，然后等待响应。

示例

// File Name GreetingClient.java
import java.net.*;
import java.io.*;

public class GreetingClient {

   public static void main(String [] args) {
      String serverName = args[0];
      int port = Integer.parseInt(args[1]);
      try {
         System.out.println("Connecting to " + serverName + " on port " + port);
         Socket client = new Socket(serverName, port);
         
         System.out.println("Just connected to " + client.getRemoteSocketAddress());
         OutputStream outToServer = client.getOutputStream();
         DataOutputStream out = new DataOutputStream(outToServer);
         
         out.writeUTF("Hello from " + client.getLocalSocketAddress());
         InputStream inFromServer = client.getInputStream();
         DataInputStream in = new DataInputStream(inFromServer);
         
         System.out.println("Server says " + in.readUTF());
         client.close();
      } catch (IOException e) {
         e.printStackTrace();
      }
   }
}

套接字服务器示例

以下 GreetingServer 程序是一个服务器应用程序示例，它使用 Socket 类在命令行参数指定的端口号上侦听客户端 -

示例

// File Name GreetingServer.java
import java.net.*;
import java.io.*;

public class GreetingServer extends Thread {
   private ServerSocket serverSocket;
   
   public GreetingServer(int port) throws IOException {
      serverSocket = new ServerSocket(port);
      serverSocket.setSoTimeout(10000);
   }

   public void run() {
      while(true) {
         try {
            System.out.println("Waiting for client on port " + 
               serverSocket.getLocalPort() + "...");
            Socket server = serverSocket.accept();
            
            System.out.println("Just connected to " + server.getRemoteSocketAddress());
            DataInputStream in = new DataInputStream(server.getInputStream());
            
            System.out.println(in.readUTF());
            DataOutputStream out = new DataOutputStream(server.getOutputStream());
            out.writeUTF("Thank you for connecting to " + server.getLocalSocketAddress()
               + "\nGoodbye!");
            server.close();
            
         } catch (SocketTimeoutException s) {
            System.out.println("Socket timed out!");
            break;
         } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
            break;
         }
      }
   }
   
   public static void main(String [] args) {
      int port = Integer.parseInt(args[0]);
      try {
         Thread t = new GreetingServer(port);
         t.start();
      } catch (IOException e) {
         e.printStackTrace();
      }
   }
}

编译客户端和服务端，然后启动服务端如下-

$ java GreetingServer 6066
Waiting for client on port 6066...

检查客户端程序如下 -

输出

$ java GreetingClient localhost 6066
Connecting to localhost on port 6066
Just connected to localhost/127.0.0.1:6066
Server says Thank you for connecting to /127.0.0.1:6066
Goodbye!