一，網(wǎng)絡(luò)編程中兩個主要的問題
一個是如何準(zhǔn)確的定位網(wǎng)絡(luò)上一臺或多臺主機(jī)，另一個就是找到主機(jī)后如何可靠高效的進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
在TCP/IP協(xié)議中IP層主要負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)主機(jī)的定位，數(shù)據(jù)傳輸?shù)穆酚桑蒊P地址可以唯一地確定Internet上的一臺主機(jī)。
而TCP層則提供面向應(yīng)用的可靠（tcp）的或非可靠（UDP）的數(shù)據(jù)傳輸機(jī)制，這是網(wǎng)絡(luò)編程的主要對象，一般不需要關(guān)心IP層是如何處理數(shù)據(jù)的。
目前較為流行的網(wǎng)絡(luò)編程模型是客戶機(jī)/服務(wù)器（C/S）結(jié)構(gòu)。即通信雙方一方作為服務(wù)器等待客戶提出請求并予以響應(yīng)。客戶則在需要服務(wù)時向服務(wù)器提 出申請。服務(wù)器一般作為守護(hù)進(jìn)程始終運行，監(jiān)聽網(wǎng)絡(luò)端口，一旦有客戶請求，就會啟動一個服務(wù)進(jìn)程來響應(yīng)該客戶，同時自己繼續(xù)監(jiān)聽服務(wù)端口，使后來的客戶也 能及時得到服務(wù)。
二，兩類傳輸協(xié)議：TCP；UDP
TCP是Tranfer Control Protocol的 簡稱，是一種面向連接的保證可靠傳輸?shù)膮f(xié)議。通過TCP協(xié)議傳輸，得到的是一個順序的無差錯的數(shù)據(jù)流。發(fā)送方和接收方的成對的兩個socket之間必須建 立連接，以便在TCP協(xié)議的基礎(chǔ)上進(jìn)行通信，當(dāng)一個socket（通常都是server socket）等待建立連接時，另一個socket可以要求進(jìn)行連接，一旦這兩個socket連接起來，它們就可以進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)傳輸，雙方都可以進(jìn)行發(fā)送 或接收操作。
UDP是User Datagram Protocol的簡稱，是一種無連接的協(xié)議，每個數(shù)據(jù)報都是一個獨立的信息，包括完整的源地址或目的地址，它在網(wǎng)絡(luò)上以任何可能的路徑傳往目的地，因此能否到達(dá)目的地，到達(dá)目的地的時間以及內(nèi)容的正確性都是不能被保證的。
比較：
UDP：
- 每個數(shù)據(jù)報中都給出了完整的地址信息，因此無需要建立發(fā)送方和接收方的連接。
- UDP傳輸數(shù)據(jù)時是有大小限制的，每個被傳輸?shù)臄?shù)據(jù)報必須限定在64KB之內(nèi)。
- UDP是一個不可靠的協(xié)議，發(fā)送方所發(fā)送的數(shù)據(jù)報并不一定以相同的次序到達(dá)接收方
TCP：
- 面向連接的協(xié)議，在socket之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸之前必然要建立連接，所以在TCP中需要連接時間。
- TCP傳輸數(shù)據(jù)大小限制，一旦連接建立起來，雙方的socket就可以按統(tǒng)一的格式傳輸大的數(shù)據(jù)。
- TCP是一個可靠的協(xié)議，它確保接收方完全正確地獲取發(fā)送方所發(fā)送的全部數(shù)據(jù)。
應(yīng)用：
- TCP在網(wǎng)絡(luò)通信上有極強(qiáng)的生命力，例如遠(yuǎn)程連接（Telnet）和文件傳輸（FTP）都需要不定長度的數(shù)據(jù)被可靠地傳輸。但是可靠的傳輸是要付出代價的，對數(shù)據(jù)內(nèi)容正確性的檢驗必然占用計算機(jī)的處理時間和網(wǎng)絡(luò)的帶寬，因此TCP傳輸?shù)男什蝗鏤DP高。
- UDP操作簡單，而且僅需要較少的監(jiān)護(hù)，因此通常用于局域網(wǎng)高可靠性的分散系統(tǒng)中client/server應(yīng)用程序。例如視頻會議系統(tǒng)，并不要求音頻視頻數(shù)據(jù)絕對的正確，只要保證連貫性就可以了，這種情況下顯然使用UDP會更合理一些。
三，基于Socket的java網(wǎng)絡(luò)編程
1，什么是Socket
網(wǎng)絡(luò)上的兩個程序通過一個雙向的通訊連接實現(xiàn)數(shù)據(jù)的交換，這個雙向鏈路的一端稱為一個Socket。Socket通常用來實現(xiàn)客戶方和服務(wù)方的連接。Socket是TCP/IP協(xié)議的一個十分流行的編程界面，一個Socket由一個IP地址和一個端口號唯一確定。
但是，Socket所支持的協(xié)議種類也不光TCP/IP一種，因此兩者之間是沒有必然聯(lián)系的。在Java環(huán)境下，Socket編程主要是指基于TCP/IP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)編程。
2，Socket通訊的過程
Server端Listen(監(jiān)聽)某個端口是否有連接請求，Client端向Server 端發(fā)出Connect(連接)請求，Server端向Client端發(fā)回Accept（接受）消息。一個連接就建立起來了。Server端和Client 端都可以通過Send，Write等方法與對方通信。
對于一個功能齊全的Socket，都要包含以下基本結(jié)構(gòu)，其工作過程包含以下四個基本的步驟：
（1） 創(chuàng)建Socket；
（2） 打開連接到Socket的輸入/出流；
（3） 按照一定的協(xié)議對Socket進(jìn)行讀/寫操作；
（4） 關(guān)閉Socket.（在實際應(yīng)用中，并未使用到顯示的close，雖然很多文章都推薦如此，不過在我的程序中，可能因為程序本身比較簡單，要求不高，所以并未造成什么影響。）
3，創(chuàng)建Socket
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Socket(InetAddress address, int port); Socket(InetAddress address, int port, boolean stream); Socket(String host, int prot); Socket(String host, int prot, boolean stream); Socket(SocketImpl impl) Socket(String host, int port, InetAddress localAddr, int localPort) Socket(InetAddress address, int port, InetAddress localAddr, int localPort) ServerSocket(int port); ServerSocket(int port, int backlog); ServerSocket(int port, int backlog, InetAddress bindAddr) 其中address、host和port分別是雙向連接中另一方的IP地址、主機(jī)名和端 口號，stream指明socket是流socket還是數(shù)據(jù)報socket，localPort表示本地主機(jī)的端口號，localAddr和 bindAddr是本地機(jī)器的地址（ServerSocket的主機(jī)地址），impl是socket的父類，既可以用來創(chuàng)建serverSocket又可 以用來創(chuàng)建Socket。count則表示服務(wù)端所能支持的最大連接數(shù)。例如：學(xué)習(xí)視頻網(wǎng) http://www.xxspw.com Socket client = new Socket("127.0.01.", 80); ServerSocket server = new ServerSocket(80); |
注意，在選擇端口時，必須小心。每一個端口提供一種特定的服務(wù)，只有給出正確的端口，才 能獲得相應(yīng)的服務(wù)。0~1023的端口號為系統(tǒng)所保留，例如http服務(wù)的端口號為80,telnet服務(wù)的端口號為21,ftp服務(wù)的端口號為23, 所以我們在選擇端口號時，最好選擇一個大于1023的數(shù)以防止發(fā)生沖突。
在創(chuàng)建socket時如果發(fā)生錯誤，將產(chǎn)生IOException，在程序中必須對之作出處理。所以在創(chuàng)建Socket或ServerSocket是必須捕獲或拋出例外。
4，簡單的Client/Server程序
1. 客戶端程序
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import java.io.*; import java.net.*; public class TalkClient { public static void main(String args[]) { try{ Socket socket=new Socket("127.0.0.1",4700); //向本機(jī)的4700端口發(fā)出客戶請求 BufferedReader sin=new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in)); //由系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)輸入設(shè)備構(gòu)造BufferedReader對象 PrintWriter os=new PrintWriter(socket.getOutputStream()); //由Socket對象得到輸出流，并構(gòu)造PrintWriter對象 BufferedReader is=new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream())); //由Socket對象得到輸入流，并構(gòu)造相應(yīng)的BufferedReader對象 String readline; readline=sin.readLine(); //從系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)輸入讀入一字符串 while(!readline.equals("bye")){ //若從標(biāo)準(zhǔn)輸入讀入的字符串為 "bye"則停止循環(huán) os.println(readline); //將從系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)輸入讀入的字符串輸出到Server os.flush(); //刷新輸出流，使Server馬上收到該字符串 System.out.println("Client:"+readline); //在系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)輸出上打印讀入的字符串 System.out.println("Server:"+is.readLine()); //從Server讀入一字符串，并打印到標(biāo)準(zhǔn)輸出上 readline=sin.readLine(); //從系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)輸入讀入一字符串 } //繼續(xù)循環(huán) os.close(); //關(guān)閉Socket輸出流 is.close(); //關(guān)閉Socket輸入流 socket.close(); //關(guān)閉Socket }catch(Exception e) { System.out.println("Error"+e); //出錯，則打印出錯信息 } }} |
2. 服務(wù)器端程序
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import java.io.*; import java.net.*; import java.applet.Applet; public class TalkServer{ public static void main(String args[]) { try{ ServerSocket server=null; try{ server=new ServerSocket(4700); //創(chuàng)建一個ServerSocket在端口4700監(jiān)聽客戶請求 }catch(Exception e) { System.out.println("can not listen to:"+e); //出錯，打印出錯信息 } Socket socket=null; try{ socket=server.accept(); //使用accept()阻塞等待客戶請求，有客戶 //請求到來則產(chǎn)生一個Socket對象，并繼續(xù)執(zhí)行 }catch(Exception e) { System.out.println("Error."+e); //出錯，打印出錯信息 } String line; BufferedReader is=new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream())); //由Socket對象得到輸入流，并構(gòu)造相應(yīng)的BufferedReader對象 PrintWriter os=newPrintWriter(socket.getOutputStream()); //由Socket對象得到輸出流，并構(gòu)造PrintWriter對象 BufferedReader sin=new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in)); //由系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)輸入設(shè)備構(gòu)造BufferedReader對象 System.out.println("Client:"+is.readLine()); //在標(biāo)準(zhǔn)輸出上打印從客戶端讀入的字符串 line=sin.readLine(); //從標(biāo)準(zhǔn)輸入讀入一字符串 while(!line.equals("bye")){ //如果該字符串為 "bye"，則停止循環(huán) os.println(line); //向客戶端輸出該字符串 os.flush(); //刷新輸出流，使Client馬上收到該字符串 System.out.println("Server:"+line); //在系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)輸出上打印讀入的字符串 System.out.println("Client:"+is.readLine()); //從Client讀入一字符串，并打印到標(biāo)準(zhǔn)輸出上 line=sin.readLine(); //從系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)輸入讀入一字符串 } //繼續(xù)循環(huán) os.close(); //關(guān)閉Socket輸出流 is.close(); //關(guān)閉Socket輸入流 socket.close(); //關(guān)閉Socket server.close(); //關(guān)閉ServerSocket }catch(Exception e){ System.out.println("Error:"+e); //出錯，打印出錯信息 } } } |
5，支持多客戶的client/server程序
前面的Client/Server程序只能實現(xiàn)Server和一個客戶的對話。在實際應(yīng)用 中，往往是在服務(wù)器上運行一個永久的程序，它可以接收來自其他多個客戶端的請求，提供相應(yīng)的服務(wù)。為了實現(xiàn)在服務(wù)器方給多個客戶提供服務(wù)的功能，需要對上 面的程序進(jìn)行改造，利用多線程實現(xiàn)多客戶機(jī)制。服務(wù)器總是在指定的端口上監(jiān)聽是否有客戶請求，一旦監(jiān)聽到客戶請求，服務(wù)器就會啟動一個專門的服務(wù)線程來響 應(yīng)該客戶的請求，而服務(wù)器本身在啟動完線程之后馬上又進(jìn)入監(jiān)聽狀態(tài)，等待下一個客戶的到來。
