「java」 TCP編程

                         TCP編程

首先需要了解TCP的連接過程，然後使用socket編程實現。TCP分爲客戶端和服務器端編程。下面都會介紹。

但是首先會先介紹下TCP連接的整體概念，其實新手可以先連接整個過程，然後在細緻的分析其中各個類的函數怎麼用啊，有什麼參數啊。當然可以先寫一個程序，跑起來，然後在細緻的扣含義哈。

在看下面代碼之前，建議明白什麼java的Thread類如何使用，和I/O通訊哈！

1. TCP建立鏈接的步驟

1.服務端開放一個port，被動地等待客戶端的連接。 
2.客戶端向服務器端發送連接請求，需要通過該port，然後被動地等待服務器的響應， 通過I/O流與服務端通信 ，當然只有在服務器開啓的時候纔可能連接上。
3.當客戶端向服務端發出連接請求後，並被服務器正確接受並相應後，服務端創建一個sockt實例，併爲該實例創建一個新的線程，使用I/O 流與客戶端進行通訊

    public void client() throws Exception {
        Socket socket = new Socket(InetAddress.getLocalHost(), 8090);
        // InetAddress.getLocalHost()爲客戶端請求連接的主機號，此處設置爲本地主機，服務進程的端口號是8090
        // 主機號和端口號唯一確定了唯一主機上面的唯一進程。
        OutputStream os = socket.getOutputStream();
        // socket.getOutputStream()獲得輸出流，通過輸出流像主機發送數據。
        os.write("黑貓呼叫白貓收到請回復!".getBytes());
        socket.shutdownOutput();
        // 關閉數據輸出，如果不關閉的話服務端並不知道數據傳輸已經結束還會一直等待。
        InputStream is = socket.getInputStream();
        int len = 0;
        byte[] b = new byte[1024];
        while ((len = is.read(b)) != -1) {
            String str = new String(b, 0, len);
            System.out.println(str);
        }
        is.close();
        os.close();
        socket.close();
    }

@Test
    public void server() throws Exception {
        ServerSocket ss = new ServerSocket(8090);
        // 給服務端一個端口號8090使得客戶端可以連接。
        Socket socket = ss.accept();
        // 接受客戶端的連接
        InputStream is = socket.getInputStream();
        // 獲得客戶端的輸入流
        int len = 0;
        byte[] b = new byte[1024];
        while ((len = is.read(b)) != -1) {
            String str = new String(b, 0, len);
            System.out.println(str);
        }
        OutputStream os = socket.getOutputStream();
        // 通過輸出流向客戶端發送數據。
        os.write("黑貓這裏是白貓，我已收到你的呼叫!".getBytes());
        os.close();
        // socket.shutdownOutput();
        is.close();
        socket.close();
        ss.close();
    }

 

2. 服務器處理多客戶端請求時

在TCP Socket編程中，客戶端有多個，而服務器端只有一個。

• 由客戶端TCP向服務器端TCP發送連接請求，服務器端的ServerSocket實例則監聽來自客戶端的TCP連接請求，併爲每個請求創建新的Socket實例。因此要爲每個Socket連接開啓一個線程。（P14）
• 由於服務端在調用accept（）等待客戶端的連接請求時會阻塞，直到收到客戶端發送的連接請求才會繼續往下執行代碼。
• 服務器端要同時處理ServerSocket實例和Socket實例，而客戶端只需要使用Socket實例。 
• 每個Socket實例會關聯一個InputStream和OutputStream對象，通過OutputStream來發送數據，並通過從InputStream來接收數據。. 

簡單來說，使用TCP方式進行網絡通訊時，需要建立專門的虛擬連接，然後進行可靠的數據傳輸，如果數據發送失敗，則客戶端會自動重發該數據 。由於TCP需要建立專用的虛擬連接以及確認傳輸是否正確，所以使用TCP方式的速度稍微慢一些，而且傳輸時產生的數據量要比UDP稍微大一些。 
 

2.1.TCP客戶端創建步驟

1. 創建一個Socket實例 指定遠程主機的ip和端口，建立一個TCP連接
2. 通過I/O流與服務端通信
3. 當不需要連接的時候，使用Socket類的close來關閉連接（當通信結束，可以使用Socket的close（）方法關閉該客戶端連接）

具體代碼實現如下：

/**
     *
     * @param serverIp  服務端 IP
     * @param serverPort 服務端端口
     * @param msg 發生的消息
     * @throws IOException
     */
    public static void client(String serverIp, int serverPort, String msg) throws IOException {
        String response = null;
        //與端口進行連接
        Socket socket = new Socket(serverIp, serverPort);
        socket.setSoTimeout(5000);
        PrintStream out = new PrintStream(socket.getOutputStream());
        BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
        out.println(msg);
        try {
            response = bufferedReader.readLine();
            System.out.println("接收到服務端消息:"+response);
        } catch (SocketTimeoutException e) {
            System.out.println("連接超時，無響應");
        }
        if (socket != null) {
            //如果構造函數建立起了連接，則關閉套接字，如果沒有建立起連接，自然不用關閉
            socket.close(); //只關閉socket，其關聯的輸入輸出流也會被關閉
        }
    }

 

2.2 TCP服務端創建步驟：

創建一個ServerSocket實例並指定本地端口，用來監聽客戶端在該端口發送的TCP連接請求。當接收客戶端TCP 請求後

1. 調用ServerSocket的accept（）方法以獲取客戶端連接，並通過其返回值創建一個Socket實例
2. 爲返回的Socket實例開啓新的線程，並使用Socket實例的I/O流與客戶端通信
3. 當連接終止後，調用ServerSocket close 方法，關閉服務端 

具體實現代碼:

/**
 * 這個類主要是爲了用來創建Sockt 實例
 */
public class TcpServerThread implements Runnable {
    private Socket socketClient = null;
    String responseToClient = "你好客戶端";

    public TcpServerThread(Socket socketClient) {
        this.socketClient = socketClient;
    }
    public void run() {
        try {
            //獲取Socket的輸出流，用來向客戶端發送數據
            PrintStream out = new PrintStream(socketClient.getOutputStream());
            //獲取Socket的輸入流，用來接收從客戶端發送過來的數據
            BufferedReader buf = new BufferedReader(new InputStreamReader(socketClient.getInputStream()));
            boolean flag = true;
            while (flag) {
                //接收從客戶端發送過來的數據
                String str = buf.readLine();
                if (str == null || "".equals(str)) {
                    flag = false;
                } else {
                    //將接收到的字符串前面加上echo，發送到對應的客戶端
                    System.out.println("接受到客戶端消息客戶端消息：" + str);
                    out.println(":" + responseToClient);
                }
            }
            out.close();
            socketClient.close();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

 /**
     *
     * @param port 服務器端口
     * @throws Exception
     */
    public static void tcpServer(int port)throws  Exception{
        ServerSocket serverSocket =new ServerSocket(port);
        Socket socketClient=null;
        boolean flag=true;
        while (flag){
            socketClient=serverSocket.accept();
            System.out.println("與客戶端連接成功");
            new Thread(new TcpServerThread(socketClient)).start();
        }
        serverSocket.close();
    }

 

當然跑代碼的時候，肯定是先跑server，否則client的連接肯定會出錯哈，然後一定注意其中異常的拋出，還有使用完成後，需要對socket進行關閉什麼的問題。

 

參考：https://blog.csdn.net/u013309870/article/details/52121198

https://blog.csdn.net/github_38151745/article/details/79045713