三步學會Java Socket編程

1.什麼是socket

　　所謂socket通常也稱作"通訊端"，用於描述IP地址和連接埠，是一個通訊鏈的控制代碼。應用程式通常通過"通訊端"向網路發出請求或者應答網路請求。

　　以J2SDK-1.3為例，Socket和ServerSocket類庫位於java.net包中。ServerSocket用於伺服器端，Socket是建立網路連接時使用的。在串連成功時，應用程式兩端都會產生一個Socket執行個體，操作這個執行個體，完成所需的會話。對於一個網路連接來說，通訊端是平等的，並沒有差別，不因為在伺服器端或在用戶端而產生不同層級。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，其它方法大家可以見JDK-1.3文檔。

　　. Accept方法用於產生"阻塞"，直到接受到一個串連，並且返回一個用戶端的Socket對象執行個體。"阻塞"是一個術語，它使程式運行暫時"停留"在這個地方，直到一個會話產生，然後程式繼續；通常"阻塞"是由迴圈產生的。

　　. getInputStream方法獲得網路連接輸入，同時返回一個IutputStream對象執行個體，。

　　. getOutputStream方法串連的另一端將得到輸入，同時返回一個OutputStream對象執行個體。

　　注意：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模型的程式

　　開發原理：

　　伺服器，使用ServerSocket監聽指定的連接埠，連接埠可以隨意指定（由於1024以下的連接埠通常屬於保留連接埠，在一些作業系統中不可以隨意使用，所以建議使用大於1024的連接埠），等待客戶串連請求，客戶串連後，會話產生；在完成會話後，關閉串連。

　　用戶端，使用Socket對網路上某一個伺服器的某一個連接埠發出串連請求，一旦串連成功，開啟會話；會話完成後，關閉Socket。用戶端不需要指定開啟的連接埠，通常臨時的、動態分配一個1024以上的連接埠。

　　｛建立伺服器｝

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(); } }

　　這個程式建立了一個伺服器，它一直監聽10000連接埠，等待使用者串連。在建立串連後給用戶端返回一段資訊，然後結束會話。這個程式一次只能接受一個客戶串連。

　　｛建立用戶端｝

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(); } }

　　這個用戶端串連到地址為xxx.xxx.xxx.xxx的伺服器，連接埠為10000，並從鍵盤輸入一行資訊，發送到伺服器，然後接受伺服器的返回資訊，最後結束會話。

第二步　多個客戶同時串連

　　在實際的網路環境裡，同一時間只對一個使用者服務是不可行的。一個優秀的網路服務程式除了能處理使用者的輸入資訊，還必須能夠同時響應多個用戶端的串連請求。在java中，實現以上功能特點是非常容易的。

　　設計原理：

　　主程式監聽一連接埠，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，然後主程式繼續監聽。運用Thread類或Runnable介面來實現是不錯的辦法。

　　｛實現訊息共用｝

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(); } }

　　這個程式監聽10000連接埠，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，併產生結果，然後把結果返回給客戶。

第三步 實現資訊共用:在Socket上的即時交流

　　網路的偉大之一也是資訊共用，Server可以主動向所有Client廣播訊息，同時Client也可以向其它Client發布訊息。下面看看如何開發一個可以即時傳遞訊息的程式。

　　設計原理：

　　伺服器端接受用戶端的串連請求，同時啟動一個線程處理這個串連，線程不停的讀取用戶端輸入，然後把輸入排入佇列中，等候處理。線上程啟動的同時將線程排入佇列中，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; } } }

　　這就是程式運行後，多使用者登陸並且輸入資訊後的螢幕。實現了資訊的即時廣播。使用者輸入"l"就可以列出線上人員表。