Java 实现简单Socket 通信的示例
Javasocket封装了传输层的实现细节，开发人员可以基于socket实现应用层。本文介绍了Javasocket简单用法。
1.传输层协议
传输层包含了两种协议，分别是TCP(TransmissionControlProtocol，传输控制协议)和UDP(UserDatagramProtocol，用户数据报协议)。
TCP是一种面向连接，可靠的流协议。通信双方在“发送-接收”数据之前需要先建立TCP连接，然后通过互相发送二进制数据流来进行通信。所谓连接，指的是各种设备、线路，或网络中进行通信的应用程序为了相互传递消息而建立的专有、虚拟的通信线路。连接一旦建立，进行通信的应用程序只使用该虚拟的通信线路发送和接收数据。TCP还需要处理端到端之间的流量控制。
UDP是一种无连接的，不可靠的数据报协议。发送方不需要与接收方建立连接，通信双方通过发送一个个独立的数据报来进行通讯。
TCP通过序列号、确认应答、数据校验等机制确保了传输的可靠性，适用于需要可靠数据传输的场景，应用层协议HTTP，FTP基于TCP。UDP没有复杂的控制机制，不纠错，不重发，不保证数据的准确性，不确保数据到达目的地；不过UDP传送等量数据花费更小的流量，适用于对时延要求高但对准确性要求不高的场景，如视频、音频通讯。
Java中有3种套接字类，java.net.Socket和java.net.ServerSocket基于TCP，java.net.DatagramSocket基于UDP。
2.TCP示例
TCP是面向连接的，所以在进行通讯之前发送端（客户端）需要先连接到接收端（服务端）。客户端通过newSocket("localhost",9090)来创建一个连接到服务端的套接字，这个套接字连接到主机localhost的9090端口。
ServerSocket实现服务端套接字，通过newServerSocket(9090)来创建一个监听端口为9090实例；ServerSocket.accept()方法会阻塞等待客户端的连接，一旦有连接过来，会返回一个服务端的Socket实例。连接建立完成，客户端Socket实例和服务端Socket实例就可以面向输入输出流发送数据了。
2.1示例效果
客户端程序接收控制台输入的内容，客户端控制台每输入一行，就往服务端发送，服务端接收到消息之后，将消息打印到控制台。
客户端输入"Bye"时，客户端断开与服务端的连接，客户端程序退出，服务端程序继续等待连接。
客户端控制台输入输出：
$javaServer.java BindPort9090 Newclientconnected. ReceivedMessage-->AreyouOK!
服务端控制台输出：
$javaClient.java AreyouOK! SendMsg-->AreyouOK! Bye $
2.2服务端程序代码
importjava.net.*;
importjava.io.*;
classServer{
publicstaticvoidmain(String[]args){
//ServerSocket实现了AutoCloseable接口，所以支持try-with-resource语句
//创建一个ServerSocket，监听9090端口
try(ServerSocketserv=newServerSocket(9090)){
System.out.printf("BindPort%d\n",serv.getLocalPort());
Socketsocket=null;
while(true){
//接收连接，如果没有连接，accept()方法会阻塞
socket=serv.accept();
//获取输入流，并使用BufferedInputStream和InputStreamReader装饰，方便以字符流的形式处理，方便一行行读取内容
try(BufferedReaderin=newBufferedReader(newInputStreamReader(socket.getInputStream()))){
Stringmsg=null;
char[]cbuf=newchar[1024];
intlen=0;
while((len=in.read(cbuf,0,1024))!=-1){//循环读取输入流中的内容
msg=newString(cbuf,0,len);
if("Bye".equals(msg)){//如果检测到"Bye"，则跳出循环，不再读取输入流中内容。
break;
}
System.out.printf("ReceivedMessage-->%s\n",msg);
}
}catch(IOExceptione){
e.printStackTrace();
}
}
}catch(IOExceptione){
e.printStackTrace();
}
}
}
2.3客户端程序代码
importjava.net.*;
importjava.io.*;
importjava.util.*;
classClient{
publicstaticvoidmain(String[]args){
try(Socketsocket=newSocket("localhost",9090)){
BufferedWriterout=newBufferedWriter(newOutputStreamWriter(socket.getOutputStream()));
Scannerscanner=newScanner(System.in);
scanner.useDelimiter("\r\n");
Stringmsg=null;
while(!(msg=scanner.next()).equals("Bye")){
System.out.printf("SendMsg-->%s\n",msg);
out.write(msg);
out.flush();//立即发送，否则需要积累到一定大小才一次性发送
}
}catch(IOExceptione){
e.printStackTrace();
}
}
}
3.UDP示例
UDP不需要连接，客户端与服务端通过发送数据报来完成通信。Java中使用java.net.DatagramSocket来表示UDP客户端或服务端的套接字，使用java.net.DatagramPacket来表示UDP的数据报。客户端和服务端可以直接向对方发送数据报，不需要进行连接。
下面代码基于UDP实现了与上面程序同样的功能。不过消息可能会出错，某些消息可能也不能到达服务端。
3.1服务端程序代码
importjava.net.*;
importjava.io.*;
classServer{
publicstaticvoidmain(String[]args){
//创建一个DatagramPacket实例，用来接收客户端发送过来的UDP数据报，这个实例可以重复利用。
byte[]buf=newbyte[8192];//缓存区
intlen=buf.length;//要利用的缓存区的大小
DatagramPacketpac=newDatagramPacket(buf,len);
//创建服务端的套接字，需要指定绑定的端口号
try(DatagramSocketserv=newDatagramSocket(9191)){
while(true){
serv.receive(pac);//接收数据报。如果没有数据报发送过来，会阻塞
System.out.println("Message-->"+newString(pac.getData(),0,pac.getLength()));
}
}catch(IOExceptione){
e.printStackTrace();
}
}
}
3.2客户端程序代码
importjava.io.*;
importjava.net.*;
importjava.util.*;
classClient{
publicstaticvoidmain(String[]args){
//创建一个客户端的UDP套接字，不需要指定任何信息
try(DatagramSocketclient=newDatagramSocket()){
//创建一个数据报实例，数据和长度在发送之前都会重新设置，所以这里直接置为0即可。
//由于是发送端，所以需要设置服务端的地址和端口
DatagramPacketpac=newDatagramPacket(newbyte[0],0,InetAddress.getByName("localhost"),9191);
//扫描控制台输入
Scannerscanner=newScanner(System.in);
scanner.useDelimiter("\r\n");
Stringmsg=null;
while(!(msg=scanner.next()).equals("Bye")){
//设置要发送的数据
pac.setData(msg.getBytes());
//发送数据报
client.send(pac);
System.out.println("SentMessage-->"+msg);
}
}catch(IOExceptione){
e.printStackTrace();
}
}
}
需要注意的是，UDP是面向无连接的，但DatagramSocket的API中提供了带有connect字样的方法，这里的connect并非TCP中连接的意思。而是指定了当前的UDP套接字只能够向指定的主机和端口发送数据报。
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