Java 網路程式設計
Java 網路程式設計
網路程式設計是指編寫執行在多個裝置(計算機)的程式,這些裝置都通過網路連線起來。
java.net 包中 J2SE 的 API 包含有類和介面,它們提供低層次的通訊細節。你可以直接使用這些類和介面,來專注於解決問題,而不用關注通訊細節。
java.net 包中提供了兩種常見的網路協議的支援:
TCP:TCP(英語:Transmission Control Protocol,傳輸控制協議) 是一種面向連線的、可靠的、基於位元組流的傳輸層通訊協議,TCP 層是位於 IP 層之上,應用層之下的中間層。TCP 保障了兩個應用程式之間的可靠通訊。通常用於網際網路協議,被稱 TCP / IP。
UDP:UDP (英語:User Datagram Protocol,使用者資料報協議),位於 OSI 模型的傳輸層。一個無連線的協議。提供了應用程式之間要傳送資料的資料報。由於UDP缺乏可靠性且屬於無連線協議,所以應用程式通常必須容許一些丟失、錯誤或重複的資料包。
本教程主要講解以下兩個主題。
Socket 程式設計:這是使用最廣泛的網路概念,它已被解釋地非常詳細。
URL 處理:這部分會在另外的篇幅裡講,點選這裡更詳細地瞭解在 Java 語言中的 URL 處理。
Socket 程式設計
套接字使用TCP提供了兩臺計算機之間的通訊機制。 客戶端程式建立一個套接字,並嘗試連線伺服器的套接字。
當連線建立時,伺服器會建立一個 Socket 物件。客戶端和伺服器現在可以通過對 Socket 物件的寫入和讀取來進行通訊。
java.net.Socket 類代表一個套接字,並且 java.net.ServerSocket 類為伺服器程式提供了一種來監聽客戶端,並與他們建立連線的機制。
以下步驟在兩臺計算機之間使用套接字建立TCP連線時會出現:
伺服器例項化一個 ServerSocket 物件,表示通過伺服器上的埠通訊。
伺服器呼叫 ServerSocket 類的 accept() 方法,該方法將一直等待,直到客戶端連線到伺服器上給定的埠。
伺服器正在等待時,一個客戶端例項化一個 Socket 物件,指定伺服器名稱和埠號來請求連線。
Socket 類的建構函式試圖將客戶端連線到指定的伺服器和埠號。如果通訊被建立,則在客戶端建立一個 Socket 物件能夠與伺服器進行通訊。
在伺服器端,accept() 方法返回伺服器上一個新的 socket 引用,該 socket 連線到客戶端的 socket。
連線建立後,通過使用 I/O 流在進行通訊,每一個socket都有一個輸出流和一個輸入流,客戶端的輸出流連線到伺服器端的輸入流,而客戶端的輸入流連線到伺服器端的輸出流。
TCP 是一個雙向的通訊協議,因此資料可以通過兩個資料流在同一時間傳送.以下是一些類提供的一套完整的有用的方法來實現 socket。
ServerSocket 類的方法
伺服器應用程式通過使用 java.net.ServerSocket 類以獲取一個埠,並且偵聽客戶端請求。
ServerSocket 類有四個構造方法:
序號 | 方法描述 |
1 |
public ServerSocket(int port) throws IOException 建立繫結到特定埠的伺服器套接字。 |
2 |
public ServerSocket(int port, int backlog) throws IOException 利用指定的 backlog 建立伺服器套接字並將其繫結到指定的本地埠號。 |
3 |
public ServerSocket(int port, int backlog, InetAddress address) throws IOException 使用指定的埠、偵聽 backlog 和要繫結到的本地 IP 地址建立伺服器。 |
4 |
public ServerSocket() throws IOException 建立非繫結伺服器套接字。 |
建立非繫結伺服器套接字。 如果 ServerSocket 構造方法沒有丟擲異常,就意味著你的應用程式已經成功繫結到指定的埠,並且偵聽客戶端請求。
這裡有一些 ServerSocket 類的常用方法:
序號 | 方法描述 |
1 |
public int getLocalPort() 返回此套接字在其上偵聽的埠。 |
2 |
public Socket accept() throws IOException 偵聽並接受到此套接字的連線。 |
3 |
public void setSoTimeout(int timeout) 通過指定超時值啟用/禁用 SO_TIMEOUT,以毫秒為單位。 |
4 |
public void bind(SocketAddress host, int backlog) 將 ServerSocket 繫結到特定地址(IP 地址和埠號)。 |
Socket 類的方法
java.net.Socket 類代表客戶端和伺服器都用來互相溝通的套接字。客戶端要獲取一個 Socket 物件通過例項化 ,而 伺服器獲得一個 Socket 物件則通過 accept() 方法的返回值。
Socket 類有五個構造方法.
序號 | 方法描述 |
1 |
public Socket(String host, int port) throws UnknownHostException, IOException. 建立一個流套接字並將其連線到指定主機上的指定埠號。 |
2 |
public Socket(InetAddress host, int port) throws IOException 建立一個流套接字並將其連線到指定 IP 地址的指定埠號。 |
3 |
public Socket(String host, int port, InetAddress localAddress, int localPort) throws IOException. 建立一個套接字並將其連線到指定遠端主機上的指定遠端埠。 |
4 |
public Socket(InetAddress host, int port, InetAddress localAddress, int localPort) throws IOException. 建立一個套接字並將其連線到指定遠端地址上的指定遠端埠。 |
5 |
public Socket() 通過系統預設型別的 SocketImpl 建立未連線套接字 |
當 Socket 構造方法返回,並沒有簡單的例項化了一個 Socket 物件,它實際上會嘗試連線到指定的伺服器和埠。
下面列出了一些感興趣的方法,注意客戶端和伺服器端都有一個 Socket 物件,所以無論客戶端還是服務端都能夠呼叫這些方法。
序號 | 方法描述 |
1 |
public void connect(SocketAddress host, int timeout) throws IOException 將此套接字連線到伺服器,並指定一個超時值。 |
2 |
public InetAddress getInetAddress() 返回套接字連線的地址。 |
3 |
public int getPort() 返回此套接字連線到的遠端埠。 |
4 |
public int getLocalPort() 返回此套接字繫結到的本地埠。 |
5 |
public SocketAddress getRemoteSocketAddress() 返回此套接字連線的端點的地址,如果未連線則返回 null。 |
6 |
public InputStream getInputStream() throws IOException 返回此套接字的輸入流。 |
7 |
public OutputStream getOutputStream() throws IOException 返回此套接字的輸出流。 |
8 |
public void close() throws IOException 關閉此套接字。 |
InetAddress 類的方法
這個類表示網際網路協議(IP)地址。下面列出了 Socket 程式設計時比較有用的方法:
序號 | 方法描述 |
1 |
static InetAddress getByAddress(byte[] addr) 在給定原始 IP 地址的情況下,返回 InetAddress 物件。 |
2 |
static InetAddress getByAddress(String host, byte[] addr) 根據提供的主機名和 IP 地址建立 InetAddress。 |
3 |
static InetAddress getByName(String host) 在給定主機名的情況下確定主機的 IP 地址。 |
4 |
String getHostAddress() 返回 IP 地址字串(以文字表現形式)。 |
5 |
String getHostName() 獲取此 IP 地址的主機名。 |
6 |
static InetAddress getLocalHost() 返回本地主機。 |
7 |
String toString() 將此 IP 地址轉換為 String。 |
Socket 客戶端例項
如下的 GreetingClient 是一個客戶端程式,該程式通過 socket 連線到伺服器併發送一個請求,然後等待一個響應。
GreetingClient.java 檔案程式碼:
Socket 服務端例項
如下的GreetingServer 程式是一個伺服器端應用程式,使用 Socket 來監聽一個指定的埠。
GreetingServer.java 檔案程式碼:
編譯以上兩個 java 檔案程式碼,並執行以下命令來啟動服務,使用埠號為 6066:
$ javac GreetingServer.java $ java GreetingServer 6066 等待遠端連線,埠號為:6066...
新開一個命令視窗,執行以上命令來開啟客戶端:
$ javac GreetingClient.java $ java GreetingClient localhost 6066 連線到主機:localhost ,埠號:6066 遠端主機地址:localhost/127.0.0.1:6066 伺服器響應: 謝謝連線我:/127.0.0.1:6066 Goodbye!