JAVASocket编程

单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,IO处理和Socket编程,1,目标,了解Tcp和UDP两类传输协议,基于Socket的java网络编程,支持多客户端的Client/Server程序,通过Socket实现文件传输,2,Java网络通信,传统的网络编程是一项非常细节化的工作，程序员必须处理和网络有关的大量细节，如各种协议，甚至要理解网络相关的硬件知识。而Java则将底层的网络通信细节予以屏蔽，使得使用的编程模型是一个文件模型，也就是说，可以象操作流一样来操作网络数据传输。另外，由于在网络连接中，通常都需要一个服务器同时为多个客户端服务，因此Java的多线程机制也大派用场。,3,Java网络通信,事实上网络编程简单的理解就是两台计算机相互通讯数据而已.对于程序员而言,去掌握一种编程接口并使用一种编程模型相对就会显得简单的多了.Java SDK提供一些相对简单的Api来完成这些工作.Socket就是其中之一.对于Java而言.这些Api存在与 这个包里面.因此只要导入这个包就可以准备网络编程了.,网络编程的基本模型就是客户机到服务器模型.简单的说就是两个进程之间相互通讯,然后其中一个必须提供一个固定的位置,而另一个则只需要知道这个固定的位 置.并去建立两者之间的联系.然后完成数据的通讯就可以了.这里提供固定位置的通常称为服务器,而建立联系的通常叫做客户端.基于这个简单的模型,就可 以进入网络编程啦,4,Java网络模型,5,两类传输协议：TCP，UDP,TCP,TCP是Tranfer Control Protocol的 简称，是一种面向连接的保证可靠传输的协议。通过TCP协议传输，得到的是一个顺序的无差错的数据流。发送方和接收方的成对的两个socket之间必须建 立连接，以便在TCP协议的基础上进行通信，当一个socket（通常都是server socket）等待建立连接时，另一个socket可以要求进行连接，一旦这两个socket连接起来，它们就可以进行双向数据传输，双方都可以进行发送 或接收操作。,6,两类传输协议：TCP，UDP,UDP,UDP是User Datagram Protocol的简称，是一种无连接的协议，每个数据报都是一个独立的信息，包括完整的源地址或目的地址，它在网络上以任何可能的路径传往目的地，因此能否到达目的地，到达目的地的时间以及内容的正确性都是不能被保证的。,7,TCP与UDP的比较,TCP,1，面向连接的协议，在socket之间进行数据传输之前必然要建立连接，所以在TCP中需要连接时间。,2，TCP传输数据大小限制，一旦连接建立起来，双方的socket就可以按统一的格式传输大的数据。,3，TCP是一个可靠的协议，它确保接收方完全正确地获取发送方所发送的全部数据。,8,TCP与UDP的比较,UDP,1，每个数据报中都给出了完整的地址信息，因此无需要建立发送方和接收方的连接。,2，UDP传输数据时是有大小限制的，每个被传输的数据报必须限定在64KB之内。,3，UDP是一个不可靠的协议，发送方所发送的数据报并不一定以相同的次序到达接收方,9,TCP与UDP的应用场合,1.TCP在网络通信上有极强的生命力，例如远程连接（Telnet）和文件传输（FTP）都需要不定长度的数据被可靠地传输。但是可靠的传输是要付出代价的，对数据内容正确性的检验必然占用计算机的处理时间和网络的带宽，因此TCP传输的效率不如UDP高。,2.UDP操作简单，而且仅需要较少的监护，因此通常用于局域网高可靠性的分散系统中client/server应用程序。例如视频会议系统，并不要求音频视频数据绝对的正确，只要保证连贯性就可以了，这种情况下显然使用UDP会更合理一些。,10,基于Socket的java网络编程,什么是Socket？,网络上的两个程序通过一个双向的通讯连接实现数据的交换，这个双向链路的一端称为一个Socket。Socket通常用来实现客户方和服务方的连接。Socket是TCP/IP协议的一个十分流行的编程界面，一个Socket由一个IP地址和一个端口号唯一确定。,但是，Socket所支持的协议种类也不光TCP/IP一种，因此两者之间是没有必然联系的。在Java环境下，Socket编程主要是指基于TCP/IP协议的网络编程。,11,基于Socket的java网络编程,Socket通讯的过程,Server端Listen(监听)某个端口是否有连接请求，Client端向Server 端发出Connect(连接)请求，Server端向Client端发回Accept（接受）消息。一个连接就建立起来了。Server端和Client 端都可以通过Send，Write等方法与对方通信。,12,基于Socket的java网络编程,Socket通讯的过程,对于一个功能齐全的Socket，都要包含以下基本结构，其工作过程包含以下四个基本的步骤：,（1） 创建Socket；,（2） 打开连接到Socket的输入/出流；,（3） 按照一定的协议对Socket进行读/写操作；,（4） 关闭Socket.（在实际应用中，并未使用到显示的close，虽然很多文章都推荐如此，不过在我的程序中，可能因为程序本身比较简单，要求不高，所以并未造成什么影响。）,13,基于Socket的java网络编程,创建Socket,java在包中提供了两个类Socket和ServerSocket，分别用来表示双向连接的客户端和服务端。这是两个封装得非常好的类，使用很方便。其构造方法如下：,Socket(String host, int prot);,Socket(String host, int prot, boolean stream);,Socket(InetAddress address, int port);,Socket(InetAddress address, int port, boolean stream);,其中address、host和port分别是双向连接中另一方的IP地址、主机名和端 口号， stream指明socket是流socket还是数据报socket,14,基于Socket的java网络编程,注意,在选择端口时，必须小心。每一个端口提供一种特定的服务，只有给出正确的端口，才能获得相应的服务。01023的端口号为系统所保留，例如http服务的端口号为80,telnet服务的端口号为21,ftp服务的端口号为23, 所以我们在选择端口号时，最好选择一个大于1023的数以防止发生冲突。,在创建socket时如果发生错误，将产生IOException，在程序中必须对之作出处理。所以在创建Socket或ServerSocket是必须捕获或抛出例外。,15,简单的Client/Server程序客户端程序,try ,/向本机的8189端口发出客户请求,Socket socket=new Socket(127.0.0.1,8189);,/由系统标准输入设备构造BufferedReader对象,BufferedReader sin=new BufferedReader(new InputStreamReader(System.,in,);,/由Socket对象得到输出流，并构造PrintWriter对象,PrintWriter os=new PrintWriter(socket.getOutputStream();,/由Socket对象得到输入流，并构造相应的BufferedReader对象,BufferedReader is=new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream();,String readline;,readline=sin.readLine();/从系统标准输入读入字符串,while(!readline.equals(bye),/将从系统标准输入读入的字符串输出到Server,os.println(readline);,/并刷新输出流，使Server马上收到该字符串,os.flush();,System.,out,.println(客户端：+readline);,/从Server读出字符串，并打印到标准输出设备上,System.,out,.println(服务器端：+is.readLine();,readline=sin.readLine();,os.close();,is.close();,socket.close();, catch (UnknownHostException e) ,e.printStackTrace();, catch (IOException e) ,e.,printStackTrace,();,16,简单的Client/Server程序服务器端程序,try ,ServerSocket server=new ServerSocket(8189);,Socket socket=server.accept();,String line;,BufferedReader is=new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream();,PrintWriter os=new PrintWriter(socket.getOutputStream();,BufferedReader sin=new BufferedReader(new InputStreamReader(System.,in,);,System.,out,.println(客户端：+is.readLine();,line=sin.readLine();,while(!line.equals(bye),os.println(line);,os.flush();,System.,out,.println(服务器：+line);,System.,out,.println(客户端：+is.readLine();,line=sin.readLine();,os.close();,is.close();,socket.close();,server.close();, catch (IOException e) ,e.printStackTrace();,17,支持多客户的client/server程序,前面的Client/Server程序只能实现Server和一个客户的对话。在实际应用 中，往往是在服务器上运行一个永久的程序，它可以接收来自其他多个客户端的请求，提供相应的服务。为了实现在服务器方给多个客户提供服务的功能，需要对上 面的程序进行改造，利用多线程实现多客户机制。服务器总是在指定的端口上监听是否有客户请求，一旦监听到客户请求，服务器就会启动一个专门的服务线程来响 应该客户的请求，而服务器本身在启动完线程之后马上又进入监听状态，等待下一个客户的到来。,见程序示例,18,使用Socket实现文件传输,见程序示例：文件传输,19,Datagram通讯,在TCP/IP协议的传输层除了TCP协议之外还有一个UDP协议，相比而言UDP的应用不如TCP广泛，几个标准的应用层协议HTTP，使用的都是TCP协议。但是，UDP协议可以应用在需要很强的实时交互性的场合，如网络游戏，视频会议等。,1，什么是Datagram,数据报（Datagram）就跟日常生活中的邮件系统一样，是不能保证可靠的寄到的，而面向链接的TCP就好比电话，双方能肯定对方接受到了信息。,TCP，可靠，传输大小无限制，但是需要连接建立时间，差错控制开销大。,UDP，不可靠，差错控制开销较小，传输大小限制在64K以下，不需要建立连接。,20,Datagram通讯,2，Datagram使用,包中提供了两个类DatagramSocket和DatagramPacket用来支持数据报通信，DatagramSocket用于在程序之间建立传送数据报的通信连接， DatagramPacket则用来表示一个数据报。,DatagramSocket的构造方法：,DatagramSocket（）；,DatagramSocket（int prot）;,DatagramSocket(int port, InetAddress laddr),其中，port指明socket所使用的端口号，如果未指明端口号，则把socket连接到 本地主机上一个可用的端口。laddr指明一个可用的本地地址。给出端口号时要保证不发生端口冲突，否则会生成SocketException类例外。注 意：上述的两个构造方法都声明抛弃非运行时例外SocketException，程序中必须进行处理，或者捕获、或者声明抛弃。,21,Datagram通讯,用数据报方式编写client/server程序时，无论在客户方还是服务方，首先都要建立一个DatagramSocket对象，用来接收或发送数据报，然后使用DatagramPacket类对象作为传输数据的载体。,DatagramPacket的构造方法 ：,DatagramPacket（byte buf,int length）；,DatagramPacket(byte buf, int length, InetAddress addr, int port);,DatagramPacket(byte buf, int offset, int length)；,DatagramPacket(byte buf, int offset, int length, InetAddress address, int port)；,22,Datagram通讯,其中，buf中存放数据报数据，length为数据报中数据的长度，addr和port旨明目的地址，offset指明了数据报的位移量。,在接收数据前，应该采用上面的第一种方法生成一个DatagramPacket对象，给出接收数据的缓冲区及其长度。然后调用DatagramSocket 的方法receive()等待数据报的到来，receive()将一直等待，直到收到一个数据报为止。,DatagramPacket packet=new DatagramPacket(buf, 256);,Socket.receive (packet);,23,Datagram通讯,发送数据前，也要先生成一个新的DatagramPacket对象，这时要使用上面的第二种 构造方法，在给出存放发送数据的缓冲区的同时，还要给出完整的目的地址，包括IP地址和端口号。发送数据是通过DatagramSocket的方法 send()实现的，send()根据数据报的目的地址来寻径，以传递数据报。,DatagramPacket packet=new DatagramPacket(buf, length, address, port);,Socket.send(packet)；,在构造数据报时，要给出InetAddress类参数。类InetAddress在包中定义，用来表示一个Internet地址，我们可 以通过它提供的类方法getByName（）从一个表示主机名的字符串获取该主机的IP地址，然后再获取相应的地址信息。,24,Thank you,25,