淺出Java Socket編程

網路編程簡單的理解就是兩台電腦相互連訊資料而已.對於程式員而言,去掌握一種編程介面並使用一種編程模型相對就會顯得簡單的多了.Java SDK提供一些相對簡單的Api來完成這些工作.Socket就是其中之一.對於Java而言.這些Api存在與java.net 這個包裡面.因此只要匯入這個包就可以準備網路編程了.
網路編程的基本模型就是客戶機到伺服器模型.簡單的說就是兩個進程之間相互連訊,然後其中一個必須提供一個固定的位置,而另一個則只需要知道這個固定的位置.並去建立兩者之間的聯絡..然後完成資料的通訊就可以了.這裡提供固定位置的通常稱為伺服器,而建立聯絡的通常叫做用戶端.基於這個簡單的模型,就可以進入網路編程啦.
Java對這個模型的支援有很多種Api.而這裡我只想介紹有關Socket的編程介面.對於Java而言已經簡化了Socket的編程介面.首先我們來討論有關提供固定位置的服務方是如何建立的.Java提供了ServerSocket來對其進行支援.事實上當你建立該類的一個實力對象並提供一個連接埠資源你就建立了一個固定位置可以讓其他電腦來訪問你.ServerSocket server=new  ServerSocket(6789);這裡稍微要注意的是連接埠的分配必須是唯一的.因為連接埠是為了唯一標識每台電腦唯一服務的.另外連接埠號碼是從0~65535之間的,前1024個連接埠已經被Tcp/Ip 作為保留連接埠,因此你所分配的連接埠只能是1024個之後的.好了.我們有了固定位置.現在所需要的就是一根連接線了.該連接線由客戶方首先提出要求.因此Java同樣提供了一個Socket對象來對其進行支援.只要客戶方建立一個Socket的執行個體對象進行支援就可以了.Socket client
=new Socket(InetAddress.getLocalHost(),5678);客戶機必須知道有關伺服器的IP地址.對於著一點Java也提供了一個相關的類InetAddress 該對象的執行個體必須通過它的靜態方法來提供.它的靜態方法主要提供了得到本機IP 和通過名字或IP直接得到InetAddress的方法.
好了.上面的方法基本可以建立一條連線讓兩台電腦相互交流了.可是資料是如何傳輸的呢?事實上I/O操作總是和網路編程息息相關的.因為底層的網路是繼續資料的.除非遠程調用,處理問題的核心在執行上.否則資料的互動還是依賴於I\O操作的.所以你也必須匯入java.io這個包.java的IO操作也不複雜.它提供了針對於位元組流和Unicode的讀者和寫者,然後也提供了一個緩衝用於資料的讀寫.
  BufferedReader in=new BufferedReader(new InputStreamReader(server.getInputStream()));
  PrintWriter out=new PrintWriter(server.getOutputStream());
上面兩句就是建立緩衝並把原始的位元組流轉變為Unicode可以操作.而原始的位元組流來源於Socket的兩個方法.getInputStream()和getOutputStream()方.分別用來得到輸入和輸出.那麼現在有了基本的模型和基本的操作工具.我們可以做一個簡單的Socket常式了.
服務方:
import java.io.*;
import java.net.*;
public class MyServer {
public static void main(String[] args) throws IOException{
  ServerSocket server=new ServerSocket(5678);
  Socket client=server.accept();
BufferedReader in=new BufferedReader(new InputStreamReader(client.getInputStream()));
PrintWriter out=new PrintWriter(client.getOutputStream());
while(true){
String str=in.readLine();
System.out.println(str);
out.println("has receive....");
out.flush();
if(str.equals("end"))
break;
}
client.close();
}
}
這個程式的主要目的在於伺服器不斷接收客戶機所寫入的資訊只到.客戶機發送"End"字串就退出程式.並且伺服器也會做出"Receive"為回應.告知客戶機已接收到訊息.
客戶機代碼:
import java.net.*;
import java.io.*;
public class Client{
static Socket server;
public static void main(String[] args)throws Exception{
  server=new Socket(InetAddress.getLocalHost(),5678);
  BufferedReader in=new BufferedReader(new InputStreamReader(server.getInputStream()));
  PrintWriter out=new PrintWriter(server.getOutputStream());
  BufferedReader wt=new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
  while(true){
   String str=wt.readLine();
   out.println(str);
   out.flush();
   if(str.equals("end")){
    break;
   }
   System.out.println(in.readLine());
  }
  server.close();
}
}
客戶機代碼則是接受客戶鍵盤輸入,並把該資訊輸出,然後輸出"End"用來做退出標識.
這個程式只是簡單的兩台電腦之間的通訊.如果是多個客戶同時訪問一個伺服器呢?你可以試著再運行一個用戶端,結果是會拋出異常的.那麼多個用戶端如何?呢?
其實,簡單的分析一下,就可以看出客戶和服務通訊的主要通道就是Socket本身.而伺服器通過accept方法就是同意和客戶建立通訊.這樣當客戶建立Socket的同時.伺服器也會使用這一根連線來先後通訊.那麼既然如此只要我們存在多條連線就可以了.那麼我們的程式可以變為如下:
伺服器:
import java.io.*;
import java.net.*;
public class MyServer {
public static void main(String[] args) throws IOException{
  ServerSocket server=new ServerSocket(5678);
while(true){
  Socket client=server.accept();
BufferedReader in=new BufferedReader(new InputStreamReader(client.getInputStream()));
PrintWriter out=new PrintWriter(client.getOutputStream());
while(true){
String str=in.readLine();
System.out.println(str);
out.println("has receive....");
out.flush();
if(str.equals("end"))
break;
}
client.close();
}
}
}
這裡僅僅只是加了一個外層的While迴圈.這個迴圈的目的就是當一個客戶進來就為它分配一個Socket直到這個客戶完成一次和伺服器的互動,這裡也就是接受到客戶的"End"訊息.那麼現在就實現了多客戶之間的互動了.但是.問題又來了.這樣做雖然解決了多客戶,可是是排隊執行的.也就是說當一個客戶和伺服器完成一次通訊之後下一個客戶才可以進來和伺服器互動.無法做到同時服務.那麼要如何才能同時達到既能相互之間交流又能同時交流呢?很顯然這是一個並存執行的問題了.所以線程是最好的解決方案.
那麼下面的問題是如何使用線程.首先要做的事情是建立線程並使得其可以和網路連線取得聯絡.然後由線程來執行剛才的操作.要建立線程要麼直接繼承Thread要麼實現Runnable介面,要建立和Socket的聯絡只要傳遞引用就可以了.而要執行線程就必須重寫run方法.而run方法所做的事情.就是剛才單線程版本main所做的事情.因此我們的程式變成了這樣:
import java.net.*;
import java.io.*;
public class MultiUser extends Thread{
private Socket client;
public MultiUser(Socket c){
  this.client=c;
}
public void run(){
  try{  
   BufferedReader in=new BufferedReader(new InputStreamReader(client.getInputStream()));
   PrintWriter out=new PrintWriter(client.getOutputStream());
    //Mutil User but can't parallel
    while(true){
     String str=in.readLine();
     System.out.println(str);
     out.println("has receive....");
     out.flush();
     if(str.equals("end"))
      break;
    }
   client.close(); 
   }catch(IOException ex){
   }finally{
   }
}
public static void main(String[] args)throws IOException{
  ServerSocket server=new ServerSocket(5678);
  while(true){
   //transfer location change Single User or Multi User
   MultiUser mu=new MultiUser(server.accept());
   mu.start();
  }
}
}
我的類直接從Thread類繼承了下來.並且通過建構函式傳遞引用和客戶Socket建立了聯絡.這樣每個線程就有了.一個通訊管道.同樣我們可以填寫run方法.把之前的操作交給線程來完成.這樣多客戶並行的Socket就建立起來了.