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1 這些都是什麼

既然是網絡傳輸，涉及幾個系統之間的交互，那麼首先要考慮的是如何準確的定位到網絡上的一臺或幾臺主機，另一個是如何進行可靠高效的數據傳輸。這裏就要使用到TCP/IP協議。

1.1 TCP/IP協議組

TCP/IP協議（傳輸控制協議）由網絡層的IP協議和傳輸層的TCP協議組成。

IP層負責網絡主機的定位，數據傳輸的路由，由IP地址可以唯一的確定Internet上的一臺主機。

TCP層負責面向應用的可靠的或非可靠的數據傳輸機制，這是網絡編程的主要對象。

TCP/IP是個協議組，可分爲三個層次：網絡層、傳輸層和應用層：

網絡層：IP協議、ICMP協議、ARP協議、RARP協議和BOOTP協議；

傳輸層：TCP協議與UDP協議；

應用層：FTP、HTTP、TELNET、SMTP、DNS等協議；

HTTP是應用層協議，其傳輸都是被包裝成TCP協議傳輸。可以用SOCKET實現HTTP。SOCKET是實現傳輸層協議的一種編程API，可以是TCP，也可以是UDP。

1.2 TCP

TCP --- 傳輸控制協議,提供的是面向連接、可靠的字節流服務。當客戶和服務器彼此交換數據前，必須先在雙方之間建立一個TCP連接，之後才能傳輸數據。TCP提供超時重發，丟棄重複數據，檢驗數據，流量控制等功能，保證數據能從一端傳到另一端。理想狀態下，TCP連接一旦建立，在通信雙方中的任何一方主動關閉連接前，TCP 連接都將被一直保持下去。斷開連接時服務器和客戶端均可以主動發起斷開TCP連接的請求。

TCP是一種面向連接的保證可靠傳輸的協議。通過TCP協議傳輸，得到的是一個順序的無差錯的數據流。發送方和接收方的成對的兩個socket之間必須建立連接，以便在TCP協議的基礎上進行通信，當一個socket（通常都是server socket）等待建立連接時，另一個socket可以要求進行連接，一旦這兩個socket連接起來，它們就可以進行雙向數據傳輸，雙方都可以進行發送或接收操作。

TCP特點：

TCP是面向連接的協議，通過三次握手建立連接，通訊完成時要拆除連接，由於TCP是面向連接協議，所以只能用於點對點的通訊。而且建立連接也需要消耗時間和開銷。

TCP傳輸數據無大小限制，進行大數據傳輸。

TCP是一個可靠的協議，它能保證接收方能夠完整正確地接收到發送方發送的全部數據。

要了解TCP，一定要知道"三次握手，四次拜拜"所謂的三次握手，就是發送數據前必須建立的連接叫三次握手，握手完了纔開始發的，這也就是面向連接的意思。

第一次握手：客戶端發送syn包(syn=j)到服務器，並進入SYN_SEND狀態，等待服務器確認；

第二次握手：服務器收到syn包，必須確認客戶的SYN（ack=j+1），同時自己也發送一個SYN包（syn=k），即SYN+ACK包，此時服務器進入SYN_RECV狀態；

第三次握手：客戶端收到服務器的SYN＋ACK包，向服務器發送確認包ACK(ack=k+1)，此包發送完畢，客戶端和服務器進入ESTABLISHED狀態，完成三次握手；

【適用情況】

TCP發送的包有序號，對方收到包後要給一個反饋，如果超過一定時間還沒收到反饋就自動執行超時重發，因此TCP最大的優點是可靠。一般網頁（http）、郵件（SMTP)、遠程連接(Telnet)、文件(FTP)傳送就用TCP

TCP在網絡通信上有極強的生命力，例如遠程連接（Telnet）和文件傳輸（FTP）都需要不定長度的數據被可靠地傳輸。但是可靠的傳輸是要付出代價的，對數據內容正確性的檢驗必然佔用計算機的處理時間和網絡的帶寬，因此TCP傳輸的效率不如UDP高。

1.3 UDP

UDP --- 用戶數據報協議，是一個無連接的簡單的面向數據報的運輸層協議。UDP不提供可靠性，它只是把應用程序傳給IP層的數據報發送出去，但是並不能保證它們能到達目的地。由於UDP在傳輸數據報前不用在客戶和服務器之間建立一個連接，且沒有超時重發等機制，故而傳輸速度很快。

UDP是一種面向無連接的協議，每個數據報都是一個獨立的信息，包括完整的源地址或目的地址，它在網絡上以任何可能的路徑傳往目的地，因此能否到達目的地，到達目的地的時間以及內容的正確性都是不能被保證的。

UDP特點：

UDP是面向無連接的通訊協議，UDP數據包括目的端口號和源端口號信息，由於通訊不需要連接，所以可以實現廣播發送。

UDP傳輸數據時有大小限制，每個被傳輸的數據報必須限定在64KB之內。

UDP是一個不可靠的協議，發送方所發送的數據報並不一定以相同的次序到達接收方。

【適用情況】

UDP是面向消息的協議，通信時不需要建立連接，數據的傳輸自然是不可靠的，UDP一般用於多點通信和實時的數據業務，比如語音廣播、視頻、QQ、TFTP(簡單文件傳送）、SNMP（簡單網絡管理協議）、RTP（實時傳送協議）RIP（路由信息協議，如報告股票市場，航空信息）、DNS(域名解釋）。注重速度流暢。

UDP操作簡單，而且僅需要較少的監護，因此通常用於局域網高可靠性的分散系統中client/server應用程序。例如視頻會議系統，並不要求音頻視頻數據絕對的正確，只要保證連貫性就可以了，這種情況下顯然使用UDP會更合理一些。

1.4 Socket

Socket通常也稱作"套接字"，用於描述IP地址和端口，是一個通信鏈的句柄。網絡上的兩個程序通過一個雙向的通訊連接實現數據的交換，這個雙向鏈路的一端稱爲一個Socket，一個Socket由一個IP地址和一個端口號唯一確定。應用程序通常通過"套接字"向網絡發出請求或者應答網絡請求。Socket是TCP/IP協議的一個十分流行的編程界面，但是，Socket所支持的協議種類也不光TCP/IP一種，因此兩者之間是沒有必然聯繫的。在Java環境下，Socket編程主要是指基於TCP/IP協議的網絡編程。

Socket通訊過程：服務端監聽某個端口是否有連接請求，客戶端向服務端發送連接請求，服務端收到連接請求向客戶端發出接收消息，這樣一個連接就建立起來了。客戶端和服務端都可以相互發送消息與對方進行通訊。

Socket是應用層與TCP/IP協議族通信的中間軟件抽象層，它是一組接口。在設計模式中，Socket其實就是一個門面模式，它把複雜的TCP/IP協議族隱藏在Socket接口後面，對用戶來說，一組簡單的接口就是全部，讓Socket去組織數據，以符合指定的協議。

由於通常情況下Socket連接就是TCP連接，因此Socket連接一旦建立，通信雙方即可開始相互發送數據內容，直到雙方連接斷開。但在實際網絡應用中，客戶端到服務器之間的通信往往需要穿越多箇中間節點，例如路由器、網關、防火牆等，大部分防火牆默認會關閉長時間處於非活躍狀態的連接而導致 Socket 連接斷連，因此需要通過輪詢告訴網絡，該連接處於活躍狀態。

套接字（socket）概念：

套接字（socket）是通信的基石，是支持TCP/IP協議的網絡通信的基本操作單元。它是網絡通信過程中端點的抽象表示，包含進行網絡通信必須的五種信息：連接使用的協議，本地主機的IP地址，本地進程的協議端口，遠地主機的IP地址，遠地進程的協議端口。

應用層通過傳輸層進行數據通信時，TCP會遇到同時爲多個應用程序進程提供併發服務的問題。多個TCP連接或多個應用程序進程可能需要通過同一個TCP協議端口傳輸數據。爲了區別不同的應用程序進程和連接，許多計算機操作系統爲應用程序與TCP／IP協議交互提供了套接字(Socket)接口。應用層可以和傳輸層通過Socket接口，區分來自不同應用程序進程或網絡連接的通信，實現數據傳輸的併發服務。
建立socket連接：

建立Socket連接至少需要一對套接字，其中一個運行於客戶端，稱爲ClientSocket ，另一個運行於服務器端，稱爲ServerSocket。

套接字之間的連接過程分爲三個步驟：服務器監聽，客戶端請求，連接確認。

服務器監聽：服務器端套接字並不定位具體的客戶端套接字，而是處於等待連接的狀態，實時監控網絡狀態，等待客戶端的連接請求；

客戶端請求：指客戶端的套接字提出連接請求，要連接的目標是服務器端的套接字。爲此，客戶端的套接字必須首先描述它要連接的服務器的套接字，指出服務器端套接字的地址和端口號，然後就向服務器端套接字提出連接請求。

連接確認：當服務器端套接字監聽到或者說接收到客戶端套接字的連接請求時，就響應客戶端套接字的請求，建立一個新的線程，把服務器端套接字的描述發給客戶端，一旦客戶端確認了此描述，雙方就正式建立連接。而服務器端套接字繼續處於監聽狀態，繼續接收其他客戶端套接字的連接請求。
SOCKET連接與TCP連接

創建Socket連接時，可以指定使用的傳輸層協議，Socket可以支持不同的傳輸層協議（TCP或UDP），當使用TCP協議進行連接時，該Socket連接就是一個TCP連接。

【適用情況】

很多情況下，需要服務器端主動向客戶端推送數據，保持客戶端與服務器數據的實時與同步。此時若雙方建立的是Socket連接，服務器就可以直接將數據傳送給客戶端；

1.5 HTTP

HTTP協議是建立在TCP協議之上的一種應用，HTTP連接使用的是“請求—響應”的方式，不僅在請求時需要先建立TCP連接，而且需要客戶端向服務器發出請求後，請求中包含請求方法、URI、協議版本以及相關的MIME樣式的消息，服務器端才能回覆數據，包含消息的協議版本、一個成功和失敗碼以及相關的MIME式樣的消息。在請求結束後，會主動釋放連接。從建立連接到關閉連接的過程稱爲“一次連接”。由於HTTP在每次請求結束後都會主動釋放連接，因此HTTP連接是一種“短連接”，要保持客戶端程序的在線狀態，需要不斷地向服務器發起連接請求。通常的做法是即時不需要獲得任何數據，客戶端也保持每隔一段固定的時間向服務器發送一次“保持連接”的請求，服務器在收到該請求後對客戶端進行回覆，表明知道客戶端“在線”。若服務器長時間無法收到客戶端的請求，則認爲客戶端“下線”，若客戶端長時間無法收到服務器的回覆，則認爲網絡已經斷開。

HTTP/1.0爲每一次HTTP的請求/響應建立一條新的TCP鏈接，因此一個包含HTML內容和圖片的頁面將需要建立多次的短期的TCP鏈接。一次TCP鏈接的建立將需要3次握手。

另外，爲了獲得適當的傳輸速度，則需要TCP花費額外的迴路鏈接時間（RTT）。每一次鏈接的建立需要這種經常性的開銷，而其並不帶有實際有用的數據，只是保證鏈接的可靠性，因此HTTP/1.1提出了可持續鏈接的實現方法。HTTP/1.1將只建立一次TCP的鏈接而重複地使用它傳輸一系列的請求/響應消息，因此減少了鏈接建立的次數和經常性的鏈接開銷。

結論：HTTP是應用層協議，其傳輸都是被包裝成TCP協議傳輸。可以用SOCKET實現HTTP。SOCKET是實現傳輸層協議的一種編程API，可以是TCP，也可以是UDP。

【適用情況】

若雙方建立的是HTTP連接，則服務器需要等到客戶端發送一次請求後才能將數據傳回給客戶端，因此，客戶端定時向服務器端發送連接請求，不僅可以保持在線，同時也是在“詢問”服務器是否有新的數據，如果有就將數據傳給客戶端。

1.6 FTP

文件傳輸協議（File Transfer Protocol, FTP）是TCP/IP網絡上兩臺計算機傳送文件的協議，FTP是在TCP/IP網絡和INTERNET上最早使用的協議之一，它屬於網絡協議組的應用層。FTP客戶機可以給服務器發出命令來下載文件，上載文件，創建或改變服務器上的目錄。

2 N層交換技術

2.1 二層交換

交換原理：根據第二層數據鏈路層的MAC地址來實現端到端的數據交換；

工作流程：

（1）交換機某端口收到數據包，讀取源MAC地址，得到源MAC地址機器所連端口；

（2）讀取目的MAC地址，在地址表中查找對應端口；

（3）如果地址表中有目的MAC地址對應端口，直接複製數據至此端口；

（4）如果地址表中沒有目的MAC地址對應端口，廣播所有端口，當目的機器迴應時，更新地址表，下次就不需要廣播了；

不斷的循環上述過程，全網的MAC地址信息都可以學習到，二層交換機就這樣學習和維護它的地址表。第二層交換機根據MAC選擇端口轉發數據，算法又很簡單，其方便採用廉價芯片實現，且速度快。

2.2 三層交換

交換原理：根據第三層網絡層的IP地址來完成端到端的數據交換；

場景：A(ip1) => 三層交換機 =>B(ip2)

工作流程：

（1）A發數據給B，根據B的ip地址+子網掩碼，A能夠判斷出B和自己是否在同一個網段；

（2）B如果和A在同一個網段內，但A不知道B的MAC地址，A會發送一個ARP請求，以獲取B的MAC地址，並根據MAC通過二層交換機將數據發送給B；

（3）B如果和A不在同一個網段內，且不知道B的MAC地址，A會將數據包發送給網關（A的本地一定有網關的MAC地址）。網關收到數據包後，將源MAC地址會修改爲網關自己的MAC地址，目的IP對應的MAC地址爲目的MAC地址，以完成數據交換。

看似第三層交換機是第二層交換機+路由功能的組合，實際並非這樣：數據通過第三層轉發設備後，會記錄IP與MAC的映射關係，下次需要轉發時，不會再經過第三層設備。

2.3 四層交換

二層和三層交換設備都是基於端到端的交換，這種基於IP和MAC地址的交換技術，有着很高效傳輸率，但是缺乏根據目的主機應用需求動態交換數據的功能。

四層設備不但能夠完成端到端的交換，還能夠根據目的主機的應用特點，分配或限制其流量；

四層設備基於傳輸層數據包交換，是一類建立在TCP/IP應用層至上，實現用戶應用需求的設備；它實現一類應用層的訪問控制與質量保證服務，與其說它是硬件設備，不如說它是軟件網絡管理系統。

四層交換核心技術

包過濾

利用四層信息定義過濾規則，能夠控制指定端口的TCP/UDP通信，它可以在高速芯片中實現，極大提高包過濾速率；
包優先級

三層以下設備只有MAC，PORT，IP等信息，因爲缺乏四層信息，無法確認TCP/IP等四層優先級信息；四層設備允許基於目的地址/端口（即應用服務）的組合來區分優先級。
負載均衡

將附加有負載均衡服務的IP地址，通過不同的物理服務做成一個集羣，提供相同的服務，並將其定義爲一個單獨的虛擬服務器；

這個虛擬服務器是一個有獨立IP的邏輯服務器，用戶數據流只需要流向虛擬服務器IP，而不與物理服務器進行通信；

只有通過交換機執行網絡地址轉換（NAT）後，才能得到真實訪問；

虛擬服務器組裏轉換通信流量實現均衡，其中具體關係到OSPF、RIP、VRRP等協議；
主機備用連接

同（3）所含技術類似，可以實現主備同IP自動切換；

2.4 七層交換

交換原理：比四層更進一步，可以根據應用層的數據報文來完成更多的複雜交換功能（例如根據http報文路由）。由於七層交換還沒有具體的標準，文章也不多展開啦。

3 JDK Socket

在java.net包下有兩個類：Socket和ServerSocket。ServerSocket用於服務器端，Socket是建立網絡連接時使用的。在連接成功時，應用程序兩端都會產生一個Socket實例，操作這個實例，完成所需的會話。對於一個網絡連接來說，套接字是平等的，並沒有差別，不因爲在服務器端或在客戶端而產生不同級別。不管是Socket還是ServerSocket它們的工作都是通過SocketImpl類及其子類完成的。

列出幾個常用的構造方法：

Socket(InetAddress address,int port); //創建一個流套接字並將其連接到指定 IP 地址的指定端口號
Socket(String host,int port); //創建一個流套接字並將其連接到指定主機上的指定端口號
Socket(InetAddress address,int port, InetAddress localAddr,int localPort); //創建一個套接字並將其連接到指定遠程地址上的指定遠程端口
Socket(String host,int port, InetAddress localAddr,int localPort); //創建一個套接字並將其連接到指定遠程主機上的指定遠程端口
Socket(SocketImpl impl); //使用用戶指定的 SocketImpl 創建一個未連接 Socket

ServerSocket(int port); //創建綁定到特定端口的服務器套接字
ServerSocket(int port,int backlog); //利用指定的 backlog 創建服務器套接字並將其綁定到指定的本地端口號
ServerSocket(int port,int backlog, InetAddress bindAddr); //使用指定的端口、偵聽 backlog 和要綁定到的本地 IP地址創建服務器

構造方法的參數中，address、host和port分別是雙向連接中另一方的IP地址、主機名和端口號，stream指明socket是流socket還是數據報socket，localPort表示本地主機的端口號，localAddr和bindAddr是本地機器的地址（ServerSocket的主機地址），impl是socket的父類，既可以用來創建serverSocket又可以用來創建Socket。count則表示服務端所能支持的最大連接數。

注意：必須小心選擇端口號。每一個端口提供一種特定的服務，只有給出正確的端口，才能獲得相應的服務。0~1023的端口號爲系統所保留，例如http服務的端口號爲80,telnet服務的端口號爲21,ftp服務的端口號爲23, 所以我們在選擇端口號時，最好選擇一個大於1023的數以防止發生衝突。

幾個重要的Socket方法：

public InputStream getInputStream(); //方法獲得網絡連接輸入，同時返回一個IutputStream對象實例
public OutputStream getOutputStream(); //方法連接的另一端將得到輸入，同時返回一個OutputStream對象實例
public Socket accept(); //用於產生"阻塞"，直到接受到一個連接，並且返回一個客戶端的Socket對象實例。

"阻塞"是一個術語，它使程序運行暫時"停留"在這個地方，直到一個會話產生，然後程序繼續；通常"阻塞"是由循環產生的。

注意：其中getInputStream和getOutputStream方法均會產生一個IOException，它必須被捕獲，因爲它們返回的流對象，通常都會被另一個流對象使用。

4 基本的Client/Server程序

以下是一個基本的客戶端/服務器端程序代碼。主要實現了服務器端一直監聽某個端口，等待客戶端連接請求。客戶端根據IP地址和端口號連接服務器端，從鍵盤上輸入一行信息，發送到服務器端，然後接收服務器端返回的信息，最後結束會話。這個程序一次只能接受一個客戶連接。

客戶端程序：

package sock;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.PrintWriter;
import java.net.Socket;

public class SocketClient {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            /** 創建Socket*/
            // 創建一個流套接字並將其連接到指定 IP 地址的指定端口號(本處是本機)
            Socket socket =new Socket("127.0.0.1",2013);
            // 60s超時
            socket.setSoTimeout(60000);

            /** 發送客戶端準備傳輸的信息 */
            // 由Socket對象得到輸出流，並構造PrintWriter對象
            PrintWriter printWriter =new PrintWriter(socket.getOutputStream(),true);
            // 將輸入讀入的字符串輸出到Server
            BufferedReader sysBuff =new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
            printWriter.println(sysBuff.readLine());
            // 刷新輸出流，使Server馬上收到該字符串
            printWriter.flush();

            /** 用於獲取服務端傳輸來的信息 */
            // 由Socket對象得到輸入流，並構造相應的BufferedReader對象
            BufferedReader bufferedReader =new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
            // 輸入讀入一字符串
            String result = bufferedReader.readLine();
            System.out.println("Server say : " + result);

            /** 關閉Socket*/
            printWriter.close();
            bufferedReader.close();
            socket.close();
        }catch (Exception e) {
            System.out.println("Exception:" + e);
        }
    }
}

服務器端程序：

package sock;
import java.io.BufferedReader;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.PrintWriter;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;

public class SocketServer {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            /** 創建ServerSocket*/
            // 創建一個ServerSocket在端口2013監聽客戶請求
            ServerSocket serverSocket =new ServerSocket(2013);
            while (true) {
                // 偵聽並接受到此Socket的連接,請求到來則產生一個Socket對象，並繼續執行
                Socket socket = serverSocket.accept();

                /** 獲取客戶端傳來的信息 */
                // 由Socket對象得到輸入流，並構造相應的BufferedReader對象
                BufferedReader bufferedReader =new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
                // 獲取從客戶端讀入的字符串
                String result = bufferedReader.readLine();
                System.out.println("Client say : " + result);

                /** 發送服務端準備傳輸的 */
                // 由Socket對象得到輸出流，並構造PrintWriter對象
                PrintWriter printWriter =new PrintWriter(socket.getOutputStream());
                printWriter.print("hello Client, I am Server!");
                printWriter.flush();

                /** 關閉Socket*/
                printWriter.close();
                bufferedReader.close();
                socket.close();
            }
        }catch (Exception e) {
            System.out.println("Exception:" + e);
        }finally{
            //serverSocket.close();
        }
    }
}

5 多客戶端連接服務器

上面的服務器端程序一次只能連接一個客戶端，這在實際應用中顯然是不可能的。通常的網絡環境是多個客戶端連接到某個主機進行通訊，所以我們要對上面的程序進行改造。

設計思路：服務器端主程序監聽某一個端口，客戶端發起連接請求，服務器端主程序接收請求，同時構造一個線程類，用於接管會話。當一個Socket會話產生後，這個會話就會交給線程進行處理，主程序繼續進行監聽。

下面的實現程序流程是：客戶端和服務器建立連接，客戶端發送消息，服務端根據消息進行處理並返回消息，若客戶端申請關閉，則服務器關閉此連接，雙方通訊結束。

客戶端程序：

package sock;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.PrintWriter;
import java.net.Socket;

public class SocketClient {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            Socket socket =new Socket("127.0.0.1",2013);
            socket.setSoTimeout(60000);

            PrintWriter printWriter =new PrintWriter(socket.getOutputStream(),true);
            BufferedReader bufferedReader =new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));

            String result ="";
            while(result.indexOf("bye") == -1){
                BufferedReader sysBuff =new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
                printWriter.println(sysBuff.readLine());
                printWriter.flush();

                result = bufferedReader.readLine();
                System.out.println("Server say : " + result);
            }

            printWriter.close();
            bufferedReader.close();
            socket.close();
        }catch (Exception e) {
            System.out.println("Exception:" + e);
        }
    }
}

服務器端程序：

package sock;
import java.io.*;
import java.net.*;

public class Server extends ServerSocket {
    private static final int SERVER_PORT =2013;

    public Server()throws IOException {
        super(SERVER_PORT);

        try {
            while (true) {
                Socket socket = accept();
                new CreateServerThread(socket);//當有請求時，啓一個線程處理
            }
        }catch (IOException e) {
        }finally {
            close();
        }
    }

    //線程類
    class CreateServerThread extends Thread {
        private Socket client;
        private BufferedReader bufferedReader;
        private PrintWriter printWriter;

        public CreateServerThread(Socket s)throws IOException {
            client = s;

            bufferedReader =new BufferedReader(new InputStreamReader(client.getInputStream()));

            printWriter =new PrintWriter(client.getOutputStream(),true);
            System.out.println("Client(" + getName() +") come in...");

            start();
        }

        public void run() {
            try {
                String line = bufferedReader.readLine();

                while (!line.equals("bye")) {
                    printWriter.println("continue, Client(" + getName() +")!");
                    line = bufferedReader.readLine();
                    System.out.println("Client(" + getName() +") say: " + line);
                }
                printWriter.println("bye, Client(" + getName() +")!");

                System.out.println("Client(" + getName() +") exit!");
                printWriter.close();
                bufferedReader.close();
                client.close();
            }catch (IOException e) {
            }
        }
    }

    public static void main(String[] args)throws IOException {
        new Server();
    }
}

6 信息羣發共享

以上雖然實現了多個客戶端和服務器連接，但是仍然是消息在一個客戶端和服務器之間相互傳播。現在我們要實現信息共享，即服務器可以向多個客戶端發送廣播消息，客戶端也可以向其他客戶端發送消息。類似於聊天室的那種功能，實現信息能在多個客戶端之間共享。

設計思路：客戶端循環可以不停輸入向服務器發送消息，並且啓一個線程，專門用來監聽服務器端發來的消息並打印輸出。服務器端啓動時，啓動一個監聽何時需要向客戶端發送消息的線程。每次接受客戶端連接請求，都啓一個線程進行處理，並且將客戶端信息存放到公共集合中。當客戶端發送消息時，服務器端將消息順序存入隊列中，當需要輸出時，從隊列中取出廣播到各客戶端處。客戶端輸入showuser命令可以查看在線用戶列表，輸入bye向服務器端申請退出連接。

客戶端代碼：

package sock;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.PrintWriter;
import java.net.Socket;

public class SocketClient extends Socket{

    private static final String SERVER_IP ="127.0.0.1";
    private static final int SERVER_PORT =2013;

    private Socket client;
    private PrintWriter out;
    private BufferedReader in;

    /**
     * 與服務器連接，並輸入發送消息
     */
    public SocketClient()throws Exception{
        super(SERVER_IP, SERVER_PORT);
        client =this;
        out =new PrintWriter(this.getOutputStream(),true);
        in =new BufferedReader(new InputStreamReader(this.getInputStream()));
        new readLineThread();

        while(true){
            in =new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
            String input = in.readLine();
            out.println(input);
        }
    }

    /**
     * 用於監聽服務器端向客戶端發送消息線程類
     */
    class readLineThread extends Thread{

        private BufferedReader buff;
        public readLineThread(){
            try {
                buff =new BufferedReader(new InputStreamReader(client.getInputStream()));
                start();
            }catch (Exception e) {
            }
        }

        @Override
        public void run() {
            try {
                while(true){
                    String result = buff.readLine();
                    if("byeClient".equals(result)){//客戶端申請退出，服務端返回確認退出
                        break;
                    }else{//輸出服務端發送消息
                        System.out.println(result);
                    }
                }
                in.close();
                out.close();
                client.close();
            }catch (Exception e) {
            }
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        try {
            new SocketClient();//啓動客戶端
        }catch (Exception e) {
        }
    }
}

服務器端代碼：

package sock;
import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.PrintWriter;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
import java.util.ArrayList;
import java.util.LinkedList;
import java.util.List;


public class Server extends ServerSocket{

    private static final int SERVER_PORT =2013;

    private static boolean isPrint =false;//是否輸出消息標誌
    private static List user_list =new ArrayList();//登錄用戶集合
    private static List<ServerThread> thread_list =new ArrayList<ServerThread>();//服務器已啓用線程集合
    private static LinkedList<String> message_list =new LinkedList<String>();//存放消息隊列

    /**
     * 創建服務端Socket,創建向客戶端發送消息線程,監聽客戶端請求並處理
     */
    public Server()throws IOException{
        super(SERVER_PORT);//創建ServerSocket
        new PrintOutThread();//創建向客戶端發送消息線程

        try {
            while(true){//監聽客戶端請求，啓個線程處理
                Socket socket = accept();
                new ServerThread(socket);
            }
        }catch (Exception e) {
        }finally{
            close();
        }
    }

    /**
     * 監聽是否有輸出消息請求線程類,向客戶端發送消息
     */
    class PrintOutThread extends Thread{

        public PrintOutThread(){
            start();
        }

        @Override
        public void run() {
            while(true){
                if(isPrint){//將緩存在隊列中的消息按順序發送到各客戶端，並從隊列中清除。
                    String message = message_list.getFirst();
                    for (ServerThread thread : thread_list) {
                        thread.sendMessage(message);
                    }
                    message_list.removeFirst();
                    isPrint = message_list.size() >0 ?true :false;
                }
            }
        }
    }

    /**
     * 服務器線程類
     */
    class ServerThread extends Thread{
        private Socket client;
        private PrintWriter out;
        private BufferedReader in;
        private String name;

        public ServerThread(Socket s)throws IOException{
            client = s;
            out =new PrintWriter(client.getOutputStream(),true);
            in =new BufferedReader(new InputStreamReader(client.getInputStream()));
            in.readLine();
            out.println("成功連上聊天室,請輸入你的名字：");
            start();
        }

        @Override
        public void run() {
            try {
                int flag =0;
                String line = in.readLine();
                while(!"bye".equals(line)){
                    //查看在線用戶列表
                    if ("showuser".equals(line)) {
                        out.println(this.listOnlineUsers());
                        line = in.readLine();
                    }
                    //第一次進入，保存名字
                    if(flag++ ==0){
                        name = line;
                        user_list.add(name);
                        thread_list.add(this);
                        out.println(name +"你好,可以開始聊天了...");
                        this.pushMessage("Client<" + name +">進入聊天室...");
                    }else{
                        this.pushMessage("Client<" + name +"> say : " + line);
                    }
                    line = in.readLine();
                }
                out.println("byeClient");
            }catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }finally{//用戶退出聊天室
                try {
                    client.close();
                }catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                thread_list.remove(this);
                user_list.remove(name);
                pushMessage("Client<" + name +">退出了聊天室");
            }
        }

        //放入消息隊列末尾，準備發送給客戶端
        private void pushMessage(String msg){
            message_list.addLast(msg);
            isPrint =true;
        }

        //向客戶端發送一條消息
        private void sendMessage(String msg){
            out.println(msg);
        }

        //統計在線用戶列表
        private String listOnlineUsers() {
            String s ="--- 在線用戶列表 ---\015\012";
            for (int i =0; i < user_list.size(); i++) {
                s +="[" + user_list.get(i) +"]\015\012";
            }
            s +="--------------------";
            return s;
        }
    }

    public static void main(String[] args)throws IOException {
        new Server();//啓動服務端
    }
}

7 文件傳輸

客戶端向服務器端傳送文件，服務端可獲取文件名用於保存，獲取文件大小計算傳輸進度，比較簡單，直接貼代碼。

客戶端代碼：

package sock;

import java.io.DataOutputStream;
import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.net.Socket;

/**
 * 客戶端
 */
public class Client extends Socket{

    private static final String SERVER_IP ="127.0.0.1";
    private static final int SERVER_PORT =2013;

    private Socket client;
    private FileInputStream fis;
    private DataOutputStream dos;

    public Client(){
        try {
            try {
                client =new Socket(SERVER_IP, SERVER_PORT);
                //向服務端傳送文件
                File file =new File("c:/test.doc");
                fis =new FileInputStream(file);
                dos =new DataOutputStream(client.getOutputStream());

                //文件名和長度
                dos.writeUTF(file.getName());
                dos.flush();
                dos.writeLong(file.length());
                dos.flush();

                //傳輸文件
                byte[] sendBytes =new byte[1024];
                int length =0;
                while((length = fis.read(sendBytes,0, sendBytes.length)) >0){
                    dos.write(sendBytes,0, length);
                    dos.flush();
                }
            }catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }finally{
                if(fis !=null)
                    fis.close();
                if(dos !=null)
                    dos.close();
                client.close();
            }
        }catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    public static void main(String[] args)throws Exception {
        new Client();
    }
}

服務器端代碼：

package sock;
import java.io.DataInputStream;
import java.io.File;
import java.io.FileOutputStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;

/**
 * 服務器
 */
public class Server extends ServerSocket{

    private static final int PORT =2013;

    private ServerSocket server;
    private Socket client;
    private DataInputStream dis;
    private FileOutputStream fos;

    public Server()throws Exception{
        try {
            try {
                server =new ServerSocket(PORT);

                while(true){
                    client = server.accept();

                    dis =new DataInputStream(client.getInputStream());
                    //文件名和長度
                    String fileName = dis.readUTF();
                    long fileLength = dis.readLong();
                    fos =new FileOutputStream(new File("d:/" + fileName));

                    byte[] sendBytes =new byte[1024];
                    int transLen =0;
                    System.out.println("----開始接收文件<" + fileName +">,文件大小爲<" + fileLength +">----");
                    while(true){
                        int read =0;
                        read = dis.read(sendBytes);
                        if(read == -1)
                            break;
                        transLen += read;
                        System.out.println("接收文件進度" +100 * transLen/fileLength +"%...");
                        fos.write(sendBytes,0, read);
                        fos.flush();
                    }
                    System.out.println("----接收文件<" + fileName +">成功-------");
                    client.close();
                }
            }catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }finally {
                if(dis !=null)
                    dis.close();
                if(fos !=null)
                    fos.close();
                server.close();
            }
        }catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    public static void main(String[] args)throws Exception {
        new Server();
    }
}

聊聊Socket、TCP/IP、HTTP、FTP及網絡編程

1 這些都是什麼

1.1 TCP/IP協議組

1.2 TCP

1.3 UDP

1.4 Socket

1.5 HTTP

1.6 FTP

2 N層交換技術

2.1 二層交換

2.2 三層交換

2.3 四層交換

2.4 七層交換

3 JDK Socket

4 基本的Client/Server程序

5 多客戶端連接服務器

6 信息羣發共享

7 文件傳輸

Spring Cloud 部署時如何使用 Kubernetes 作爲註冊中心和配置中心

20行代碼完成WebService請求

記錄一個java.util.logging.Logger 使用中關於時間格式的問題

loadrunner啓動java客戶端程序

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