socket

 

第一步　充分理解Socket

1.什么是socket

所谓socket通常也称作”套接字”，用于描述IP地址和端口，是一个通信链的句柄。应用程序通常通过”套接字”向网络发出请求或者应答网络请求。

以J2SDK-1.6为例，Socket和ServerSocket类库位于java.net包中。ServerSocket用于服务器端，Socket是建立网络连接时使用的。在连接成功时，应用程序两端都会产生一个Socket实例，操作这个实例，完成所需的会话。对于一个网络连接来说，套接字是平等的，并没有差别，不因为在服务器端或在客户端而产生不同级别。不管是Socket还是ServerSocket它们的工作都是通过SocketImpl类及其子类完成的。

重要的Socket API：

java.net.Socket继承于java.lang.Object，有八个构造器，其方法并不多，下面介绍使用最频繁的三个方法，其它方法大家可以见JDK-1.6文档。

. Accept方法用于产生”阻塞”，直到接受到一个连接，并且返回一个客户端的Socket对象实例。”阻塞”是一个术语，它使程序运行暂时”停留”在这个地方，直到一个会话产生，然后程序继续；通常”阻塞”是由循环产生的。

. getInputStream方法获得网络连接输入，同时返回一个IutputStream对象实例，。

. getOutputStream方法连接的另一端将得到输入，同时返回一个OutputStream对象实例。

注意：其中getInputStream和getOutputStream方法均会产生一个IOException，它必须被捕获，因为它们返回的流对象，通常都会被另一个流对象使用。

2.如何开发一个Server-Client模型的程序
开发原理：

服务器，使用ServerSocket监听指定的端口，端口可以随意指定（由于1024以下的端口通常属于保留端口，在一些操作系统中不可以随意使用，所以建议使用大于1024的端口），等待客户连接请求，客户连接后，会话产生；在完成会话后，关闭连接。

客户端，使用Socket对网络上某一个服务器的某一个端口发出连接请求，一旦连接成功，打开会话；会话完成后，关闭Socket。客户端不需要指定打开的端口，通常临时的、动态的分配一个1024以上的端口。

//建立服务器

1. import java.net.*;
2. import java.io.*;
3.  
4. public class Server
5. {
6. private ServerSocket ss;
7. private Socket socket;
8. private BufferedReader in;
9. private PrintWriter out;
10.  
11. public Server()
12. {
13. try
14. {
15. ss = new ServerSocket(10000);
16.  
17. while (true)
18. {
19. socket = ss.accept();
20. in = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
21. out = new PrintWriter(socket.getOutputStream(),true);
22.  
23. String line = in.readLine();
24. out.println("you input is :" + line);
25. out.close();
26. in.close();
27. socket.close();
28. }
29. ss.close();
30. }
31. catch (IOException e)
32. {}
33. }
34.  
35. public static void main(String[] args)
36. {
37. new Server();
38. }
39. }

这个程序建立了一个服务器，它一直监听10000端口，等待用户连接。在建立连接后给客户端返回一段信息，然后结束会话。这个程序一次只能接受一个客户连接。
//建立客户端

1. import java.io.*;
2. import java.net.*;
3.  
4. public class Client
5. {
6. Socket socket;
7. BufferedReader in;
8. PrintWriter out;
9.  
10. public Client()
11. {
12. try
13. {
14. socket = new Socket("xxx.xxx.xxx.xxx", 10000);
15. in = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
16. out = new PrintWriter(socket.getOutputStream(),true);
17. BufferedReader line = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
18.  
19. out.println(line.readLine());
20. line.close();
21. out.close();
22. in.close();
23. socket.close();
24. }
25. catch (IOException e)
26. {}
27. }
28.  
29. public static void main(String[] args)
30. {
31. new Client();
32. }
33. }

这个客户端连接到地址为xxx.xxx.xxx.xxx的服务器，端口为10000，并从键盘输入一行信息，发送到服务器，然后接受服务器的返回信息，最后结束会话。

第二步　多个客户同时连接

在实际的网络环境里，同一时间只对一个用户服务是不可行的。一个优秀的网络服务程序除了能处理用户的输入信息，还必须能够同时响应多个客户端的连接请求。在java中，实现以上功能特点是非常容易的。

设计原理：

主程序监听一端口，等待客户接入；同时构造一个线程类，准备接管会话。当一个Socket会话产生后，将这个会话交给线程处理，然后主程序继续监听。运用Thread类或Runnable接口来实现是不错的办法。

//实现消息共享

1. import java.io.*;
2. import java.net.*;
3.  
4. public class Server extends ServerSocket
5. {
6. private static final int SERVER_PORT = 10000;
7.  
8. public Server() throws IOException
9. {
10. super(SERVER_PORT);
11.  
12. try
13. {
14. while (true)
15. {
16. Socket socket = accept();
17. new CreateServerThread(socket);
18. }
19. }
20. catch (IOException e)
21. {}
22. finally
23. {
24. close();
25. }
26. }
27. //--- CreateServerThread
28. class CreateServerThread extends Thread
29. {
30. private Socket client;
31. private BufferedReader in;
32. private PrintWriter out;
33.  
34. public CreateServerThread(Socket s) throws IOException
35. {
36. client = s;
37.  
38. in = new BufferedReader(new InputStreamReader(client.getInputStream(), "GB2312"));
39. out = new PrintWriter(client.getOutputStream(), true);
40. out.println("--- Welcome ---");
41. start();
42. }
43.  
44. public void run()
45. {
46. try
47. {
48. String line = in.readLine();
49.  
50. while (!line.equals("bye"))
51. {
52. String msg = createMessage(line);
53. out.println(msg);
54. line = in.readLine();
55. }
56. out.println("--- See you, bye! ---");
57. client.close();
58. }
59. catch (IOException e)
60. {}
61. }
62.  
63. private String createMessage(String line)
64. {
65. xxxxxxxxx;
66. }
67. }
68.  
69. public static void main(String[] args) throws IOException
70. {
71. new Server();
72. }
73. }

这个程序监听10000端口，并将接入交给CreateServerThread线程运行。CreateServerThread线程接受输入，并将输入回应客户，直到客户输入”bye”，线程结束。我们可以在createMessage方法中，对输入进行处理，并产生结果，然后把结果返回给客户。

第三步 实现信息共享:在Socket上的实时交流

网络的伟大之一也是信息共享，Server可以主动向所有Client广播消息，同时Client也可以向其它Client发布消息。下面看看如何开发一个可以实时传递消息的程序。

设计原理：
服务器端接受客户端的连接请求，同时启动一个线程处理这个连接，线程不停的读取客户端输入，然后把输入加入队列中，等候处理。在线程启动的同时将线程加入队列中，以便在需要的时候定位和取出。

//源码

1. import java.io.*;
2. import java.net.*;
3. import java.util.*;
4. import java.lang.*;
5.  
6. public class Server extends ServerSocket
7. {
8. private static ArrayList User_List = new ArrayList();
9. private static ArrayList Threader = new ArrayList();
10. private static LinkedList Message_Array = new LinkedList();
11. private static int Thread_Counter = 0;
12. private static boolean isClear = true;
13. protected static final int SERVER_PORT = 10000;
14. protected FileOutputStream LOG_FILE = new FileOutputStream("d:/connect.log", true);
15.  
16. public Server() throws FileNotFoundException, IOException
17. {
18. super(SERVER_PORT);
19. new Broadcast();
20.  
21. //append connection log
22. Calendar now = Calendar.getInstance();
23. String str = "[" + now.getTime().toString() + "] Accepted a connection1512";
24. byte[] tmp = str.getBytes();
25. LOG_FILE.write(tmp);
26.  
27. try
28. {
29. while (true)
30. {
31. Socket socket = accept();
32. new CreateServerThread(socket);
33. }
34. }
35. finally
36. {
37. close();
38. }
39. }
40.  
41. public static void main(String[] args) throws IOException
42. {
43. new Server();
44. }
45.  
46. //--- Broadcast
47. class Broadcast extends Thread
48. {
49. public Broadcast()
50. {
51. start();
52. }
53.  
54. public void run()
55. {
56. while (true)
57. {
58. if (!isClear)
59. {
60. String tmp = (String)Message_Array.getFirst();
61.  
62. 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;
63. }
64. }
65. }
66. }
67.  
68. //--- CreateServerThread
69. class CreateServerThread extends Thread
70. {
71. private Socket client;
72. private BufferedReader in;
73. private PrintWriter out;
74. private String Username;
75.  
76. public CreateServerThread(Socket s) throws IOException
77. {
78. client = s;
79. in = new BufferedReader(new InputStreamReader(client.getInputStream()));
80. out = new PrintWriter(client.getOutputStream(), true);
81. out.println("--- Welcome to this chatroom ---");
82. out.println("Input your nickname:");
83. start();
84. }
85.  
86. public void sendMessage(String msg)
87. {
88. out.println(msg);
89. }
90.  
91. public void run()
92. {
93. try
94. {
95. int flag = 0;
96. Thread_Counter++;
97. String line = in.readLine();
98.  
99. while (!line.equals("bye"))
100. {
101. if (line.equals("l"))
102. {
103. out.println(listOnlineUsers());
104. line = in.readLine();
105. continue;
106. }
107.  
108. if (flag++ == 0)
109. {
110. Username = line;
111. User_List.add(Username);
112. out.println(listOnlineUsers());
113. Threader.add(this);
114. pushMessage("[< " + Username + " come on in >]");
115. }
116. else
117. {
118. pushMessage("< " + Username + ">" + line);
119. }
120.  
121. line = in.readLine();
122. }
123.  
124. out.println("--- See you, bye! ---");
125. client.close();
126. }
127. catch (IOException e)
128. {}
129. finally
130. {
131. try
132. {
133. client.close();
134. }
135. catch (IOException e)
136. {}
137.  
138. Thread_Counter--;
139. Threader.remove(this);
140. User_List.remove(Username);
141. pushMessage("[< " + Username + " left>]");
142. }
143. }
144.  
145. private String listOnlineUsers()
146. {
147. String s ="-+- Online list -+-1512";
148.  
149. for (int i = 0; i < User_List.size(); i++)
150. {
151. s += "[" + User_List.get(i) + "]1512";
152. }
153.  
154. s += "-+---------------------+-";
155. return s;
156. }
157.  
158. private void pushMessage(String msg)
159. {
160. Message_Array.addLast(msg);
161. isClear = false;
162. }
163. }
164. }