三步學會Java Socket程式設計
第一步 充分理解Socket
1.什麼是socket
所謂socket通常也稱作"套接字",用於描述IP地址和埠,是一個通訊鏈的控制程式碼。應用程式通常透過"套接字"向網路發出請求或者應答網路請求。
以J2SDK-1.3為例,Socket和ServerSocket類庫位於java.net包中。ServerSocket用於伺服器端,Socket是建立網路連線時使用的。在連線成功時,應用程式兩端都會產生一個Socket例項,操作這個例項,完成所需的會話。對於一個網路連線來說,套接字是平等的,並沒有差別,不因為在伺服器端或在客戶端而產生不同級別。不管是Socket還是ServerSocket它們的工作都是透過SocketImpl類及其子類完成的。
重要的Socket API:
java.net.Socket繼承於java.lang.Object,有八個構造器,其方法並不多,下面介紹使用最頻繁的三個方法,其它方法大家可以見JDK-1.3文件。
.Accept方法用於產生"阻塞",直到接受到一個連線,並且返回一個客戶端的Socket物件例項。"阻塞"是一個術語,它使程式執行暫時"停留"在這個地方,直到一個會話產生,然後程式繼續;通常"阻塞"是由迴圈產生的。
.getInputStream方法獲得網路連線輸入,同時返回一個IutputStream物件例項,。
.getOutputStream方法連線的另一端將得到輸入,同時返回一個OutputStream物件例項。
注意:其中getInputStream和getOutputStream方法均會產生一個IOException,它必須被捕獲,因為它們返回的流物件,通常都會被另一個流物件使用。
2.如何開發一個Server-Client模型的程式
開發原理:
伺服器,使用ServerSocket監聽指定的埠,埠可以隨意指定(由於1024以下的埠通常屬於保留埠,在一些作業系統中不可以隨意使用,所以建議使用大於1024的埠),等待客戶連線請求,客戶連線後,會話產生;在完成會話後,關閉連線。
客戶端,使用Socket對網路上某一個伺服器的某一個埠發出連線請求,一旦連線成功,開啟會話;會話完成後,關閉Socket。客戶端不需要指定開啟的埠,通常臨時的、動態的分配一個1024以上的埠。
{建立伺服器} import java.net.*; import java.io.*; public class Server { private ServerSocket ss; private Socket socket; private BufferedReader in; private PrintWriter out; public Server() { try { ss = new ServerSocket(10000); while (true) { socket = ss.accept(); in = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream())); out = new PrintWriter(socket.getOutputStream(),true); String line = in.readLine(); out.println("you input is :" + line); out.close(); in.close(); socket.close(); } ss.close(); } catch (IOException e) {} } public static void main(String[] args) { new Server(); } } |
這個程式建立了一個伺服器,它一直監聽10000埠,等待使用者連線。在建立連線後給客戶端返回一段資訊,然後結束會話。這個程式一次只能接受一個客戶連線。
{建立客戶端} import java.io.*; import java.net.*; public class Client { Socket socket; BufferedReader in; PrintWriter out; public Client() { try { socket = new Socket("xxx.xxx.xxx.xxx", 10000); in = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream())); out = new PrintWriter(socket.getOutputStream(),true); BufferedReader line = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in)); out.println(line.readLine()); line.close(); out.close(); in.close(); socket.close(); } catch (IOException e) {} } public static void main(String[] args) { new Client(); } } |
這個客戶端連線到地址為xxx.xxx.xxx.xxx的伺服器,埠為10000,並從鍵盤輸入一行資訊,傳送到伺服器,然後接受伺服器的返回資訊,最後結束會話。
第二步 多個客戶同時連線
在實際的網路環境裡,同一時間只對一個使用者服務是不可行的。一個優秀的網路服務程式除了能處理使用者的輸入資訊,還必須能夠同時響應多個客戶端的連線請求。在java中,實現以上功能特點是非常容易的。
設計原理:
主程式監聽一埠,等待客戶接入;同時構造一個執行緒類,準備接管會話。當一個Socket會話產生後,將這個會話交給執行緒處理,然後主程式繼續監聽。運用Thread類或Runnable介面來實現是不錯的辦法。
{實現訊息共享} import java.io.*; import java.net.*; public class Server extends ServerSocket { private static final int SERVER_PORT = 10000; public Server() throws IOException { super(SERVER_PORT); try { while (true) { Socket socket = accept(); new CreateServerThread(socket); } } catch (IOException e) {} finally { close(); } } //--- CreateServerThread class CreateServerThread extends Thread { private Socket client; private BufferedReader in; private PrintWriter out; public CreateServerThread(Socket s) throws IOException { client = s; in = new BufferedReader(new InputStreamReader(client.getInputStream(), "GB2312")); out = new PrintWriter(client.getOutputStream(), true); out.println("--- Welcome ---"); start(); } public void run() { try { String line = in.readLine(); while (!line.equals("bye")) { String msg = createMessage(line); out.println(msg); line = in.readLine(); } out.println("--- See you, bye! ---"); client.close(); } catch (IOException e) {} } private String createMessage(String line) { xxxxxxxxx; } } public static void main(String[] args) throws IOException { new Server(); } } |
這個程式監聽10000埠,並將接入交給CreateServerThread執行緒執行。CreateServerThread執行緒接受輸入,並將輸入回應客戶,直到客戶輸入"bye",執行緒結束。我們可以在createMessage方法中,對輸入進行處理,併產生結果,然後把結果返回給客戶。
第三步 實現資訊共享:在Socket上的實時交流
網路的偉大之一也是資訊共享,Server可以主動向所有Client廣播訊息,同時Client也可以向其它Client釋出訊息。下面看看如何開發一個可以實時傳遞訊息的程式。
設計原理:
伺服器端接受客戶端的連線請求,同時啟動一個執行緒處理這個連線,執行緒不停的讀取客戶端輸入,然後把輸入加入佇列中,等候處理。線上程啟動的同時將執行緒加入佇列中,以便在需要的時候定位和取出。
{原始碼} import java.io.*; import java.net.*; import java.util.*; import java.lang.*; public class Server extends ServerSocket { private static ArrayList User_List = new ArrayList(); private static ArrayList Threader = new ArrayList(); private static LinkedList Message_Array = new LinkedList(); private static int Thread_Counter = 0; private static boolean isClear = true; protected static final int SERVER_PORT = 10000; protected FileOutputStream LOG_FILE = new FileOutputStream("d:/connect.log", true); public Server() throws FileNotFoundException, IOException { super(SERVER_PORT); new Broadcast(); //append connection log Calendar now = Calendar.getInstance(); String str = "[" + now.getTime().toString() + "] Accepted a connection1512"; byte[] tmp = str.getBytes(); LOG_FILE.write(tmp); try { while (true) { Socket socket = accept(); new CreateServerThread(socket); } } finally { close(); } } public static void main(String[] args) throws IOException { new Server(); } //--- Broadcast class Broadcast extends Thread { public Broadcast() { start(); } public void run() { while (true) { if (!isClear) { String tmp = (String)Message_Array.getFirst(); 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; } } } } //--- CreateServerThread class CreateServerThread extends Thread { private Socket client; private BufferedReader in; private PrintWriter out; private String Username; public CreateServerThread(Socket s) throws IOException { client = s; in = new BufferedReader(new InputStreamReader(client.getInputStream())); out = new PrintWriter(client.getOutputStream(), true); out.println("--- Welcome to this chatroom ---"); out.println("Input your nickname:"); start(); } public void sendMessage(String msg) { out.println(msg); } public void run() { try { int flag = 0; Thread_Counter++; String line = in.readLine(); while (!line.equals("bye")) { if (line.equals("l")) { out.println(listOnlineUsers()); line = in.readLine(); continue; } if (flag++ == 0) { Username = line; User_List.add(Username); out.println(listOnlineUsers()); Threader.add(this); pushMessage("[< " + Username + " come on in >]"); } else { pushMessage("" + line); } line = in.readLine(); } out.println("--- See you, bye! ---"); client.close(); } catch (IOException e) {} finally { try { client.close(); } catch (IOException e) {} Thread_Counter--; Threader.remove(this); User_List.remove(Username); pushMessage("[< " + Username + " left>]"); } } private String listOnlineUsers() { String s ="-+- Online list -+-1512"; for (int i = 0; i < User_List.size(); i++) { s += "[" + User_List.get(i) + "]1512"; } s += "-+---------------------+-"; return s; } private void pushMessage(String msg) { Message_Array.addLast(msg); isClear = false; } } } |
這就是程式執行後,多使用者登陸並且輸入資訊後的螢幕。實現了資訊的實時廣播。使用者輸入"l"就可以列出線上人員表。
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