通信网络-Socket、Java中的网络支持、多线程服务器

前言

通信网络-Socket、Java中的网络支持、多线程服务器
场景：使用java网络创建一个聊天室
博客地址：芒果橙的个人博客

通信网络-Socket

两台计算机进行通信的条件： 有唯一的标识，表示所处的身份和所处的位置：IP地址 有共同的语言：协议 每台主机都有端口号，用来区分哪个应用在通信

TCP/IP

• TCP/IP是目前世界上应用最为广泛的协议，是以TCP和IP为基础的不同层次上多个协议的集合
• 也称：TCP/IP协议族、TCP/IP协议栈
• TCP：Transmission Control Protocol ——传输控制协议
• IP：Internet Protocol ——互联网协议

TCP/IP 模型

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端口

• 用于区分不同应用程序
• 端口号范围为0_{65535，其中0}1023为系统所保留
• IP地址和端口号组成了所谓的Socket，Socket是网络上运行的程序之间双向通信链路的终结点，是TCP和UDP的基础

Java中的网络支持

概念

针对网络通信的不同层次，Java中提供的网络功能有四大类

1. InetAddress：用于标识网络上的硬件资源
2. URL：统一资源定位符，通过URL可以直接读取或写入网络上的数据
3. Sockets：使用TCP协议实现网络通信的Socket相关的类
4. Datagram：使用UDP协议，将数据保存在数据报中，通过网络进行通信

1. InetAddress

• 获取本地的InetAddress实例：InetAddress.getLocalHost()

• 根据机器名获取InetAddress实例：InetAddress.getByName()

  InetAddress inetAddress = InetAddress.getLocalHost();System.out.println("IP地址：" + inetAddress.getHostAddress());System.out.println("计算机名：" + inetAddress.getHostName());InetAddress ia = InetAddress.getByName("NOD4AAITZWEN3FD");System.out.println("IP地址：" + ia.getHostAddress());System.out.println("计算机名：" + ia.getHostName());
  

2. URL

1. Uniform Resource Locator——统一资源定位符，表示Internet上某一资源的地址
2. 由两部分组成：协议名称和资源名称，冒号隔开

• 创建URL实例：new URL()

  URL baidu = new URL("http://www.baidu.com");URL url = new URL(baidu,"/s?wd=什么是url");System.out.println("协议：" + url.getProtocol());  // httpSystem.out.println("主机：" + url.getHost());      // www.baidu.comSystem.out.println("端口：" + url.getPort());      // -1 （未指定端口，则使用默认端口号，返回-1）System.out.println("查询字符串：" + url.getQuery());  // wd=什么是url
  

3. Socket

TCP协议是面向连接、可靠的、有序的，以字节流的方式发送数据

基于TCP协议实现网络通信的类

• 客户端的Socket类
• 服务端的ServerSocket类

基于tcp的socket模型

Socket和ServerSocket连接的实现步骤

1. 创建ServerSocket和Socket
2. 打开连接到Socket的输入/输出流
3. 按照协议对Socket进行读/写操作
4. 关闭输入输出流、关闭Socket

• 创建服务端

  // 1.创建服务端ServerSocket server = new ServerSocket(8888);// 2.监听System.out.println("服务器启动中...");Socket socket = server.accept();// 3.获取输入流，读取客户端信息InputStream inputStream = socket.getInputStream();InputStreamReader inputStreamReader = new InputStreamReader(inputStream);BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(inputStreamReader);String info;while ((info = bufferedReader.readLine()) != null) {System.out.println("接收到客户端信息：" + info);}// 4.关闭输入流和资源System.out.println("关闭服务端");socket.close();bufferedReader.close();inputStreamReader.close();inputStream.close();socket.close();server.close();
  

• 创建客户端

  // 1.创建客户端System.out.println("客户端启动中...");Socket client = new Socket("localhost",8888);// 2.获取输出流，向服务端发送信息OutputStream outputStream = client.getOutputStream();PrintWriter printWriter = new PrintWriter(outputStream);printWriter.write("我是客户端");printWriter.flush();// 3.关闭输出流和资源client.shutdownOutput();printWriter.close();outputStream.close();client.close();
  

4. Datagram

UDP协议——用户数据报协议，是无连接、不可靠、无序的，特点是速度比较快

进行数据传输时，首先将要传输的数据定义成数据报，在数据报中指明数据所要达到的Socket，然后再将数据报发送出去

TCP和UDP区别

	TCP	UDP
是否连接	面向连接	面向非连接
传输可靠性	可靠	不可靠
应用场合	传输大量数据	少量数据
速度	慢	快

• 创建服务端

  // 1.创建服务端System.out.println("服务端启动中...");DatagramSocket server = new DatagramSocket(8888);// 2.定义数据报byte[] bytes = new byte[1024];DatagramPacket datagramPacket = new DatagramPacket(bytes, bytes.length);// 3.接收数据//while (true) {server.receive(datagramPacket);// 4.读取数据String info = new String(datagramPacket.getData(),datagramPacket.getOffset(),datagramPacket.getLength(), StandardCharsets.UTF_8);System.out.println("接收到客户端信息：" + info);// 5.关闭资源server.close();System.out.println("服务端关闭...");//}
  

• 创建客户端

  // 1. 定义发送数据String message = "我是客户端";byte[] bytes = message.getBytes(StandardCharsets.UTF_8);// 2. 创建数据报，包含发送的信息DatagramPacket datagramPacket = new DatagramPacket(bytes, bytes.length);// 3. 创建SocketSystem.out.println("客户端启动...");DatagramSocket client = new DatagramSocket();// 4. 连接并发送client.connect(new InetSocketAddress("localhost",8888));client.send(datagramPacket);// 5. 关闭资源client.close();
  

多线程服务器

应用多线程来实现服务器与多客户端之间的通信

基本步骤

1. 服务端创建ServerSocket，循环调用accept()等待客户端连接（死循环）
2. 客户端创建一个Socket并请求和服务端连接
3. 服务端接收客户端请求，创建Socket与该客户端建立连接
4. 建立连接的两个socket在一个单独的线程中对话
5. 服务端持续等待新的连接