java中Server端和Client端常見的通信方式總結

首先聲明知識必須站在巨人的肩膀上，所以本文部分內容參加，如下兩篇blog:

http://blog.163.com/luyanbinaiwx@126/blog/static/91941358201459644542/;

http://blog.sina.com.cn/s/blog_85b0ae450101irfz.html;

網絡編程主要包括兩種通信方式：TCP/IP通信和UDP通信；

兩種通信方式的區別：主要是前者是屬於可靠地，端到端的字節流通信協議；後者是一種不可靠的連接；

Socket編程是網絡編程所必須經歷的，根據TCP協議和UDP協議的不同，在網絡編程方面就有面向兩個協議的不同socket，一個是面向字節流（TCP）的一個是面向報文(UDP)的。

1.什麼是Socket:

兩臺機器建立一個雙向的網絡連接實現數據交換，這個雙向鏈路的一端稱爲一個Socket；

2.Java爲Socket編程封裝了幾個重要的類：

2.1 Socket類
Socket類實現了一個客戶端socket，作爲兩臺機器通信的終端，默認採用的傳輸層協議爲TCP，是一個可靠傳輸的協議。Socket類除了構造函數返回一個socket外，還提供了connect, getOutputStream, getInputStream和close方法。connect方法用於請求一個socket連接，getOutputStream用於獲得寫socket的輸出流，getInputStream用於獲得讀socket的輸入流，close方法用於關閉一個流。

2.2 DatagramSocket類
DatagramSocket類實現了一個發送和接收數據報的socket，傳輸層協議使用UDP，不能保證數據報的可靠傳輸。DataGramSocket主要有send, receive和close三個方法。send用於發送一個數據報，Java提供了DatagramPacket對象用來表達一個數據報。receive用於接收一個數據報，調用該方法後，一直阻塞接收到直到數據報或者超時。close是關閉一個socket。
2.3 ServerSocket類
ServerSocket類實現了一個服務器socket，一個服務器socket等待客戶端網絡請求，然後基於這些請求執行操作，並返回給請求者一個結果。ServerSocket提供了bind、accept和close三個方法。bind方法爲ServerSocket綁定一個IP地址和端口，並開始監聽該端口。accept方法爲ServerSocket接受請求並返回一個Socket對象，accept方法調用後，將一直阻塞直到有請求到達。close方法關閉一個ServerSocket對象。
2.4 SocketAddress
SocketAddress提供了一個socket地址，不關心傳輸層協議。這是一個虛類，由子類來具體實現功能、綁定傳輸協議。它提供了一個不可變的對象，被socket用來綁定、連接或者返回數值。
2.5 InetSocketAddress
InetSocketAddress實現了IP地址的SocketAddress，也就是有IP地址和端口號表達Socket地址。如果不制定具體的IP地址和端口號，那麼IP地址默認爲本機地址，端口號隨機選擇一個。
2.6. DatagramPacket
DatagramSocket是面向數據報socket通信的一個可選通道。數據報通道不是對網絡數據報socket通信的完全抽象。socket通信的控制由DatagramSocket對象實現。DatagramPacket需要與DatagramSocket配合使用才能完成基於數據報的socket通信。

3.不同通信協議下Server端和Client端所進行操作的步驟：

3.1 TCP/IP協議下Server端常見的操作步驟：

1. 構建一個ServerSocket實例，指定本地的端口。這個socket就是用來監聽指定端口的連接請求的。

2.重複如下幾個步驟：

a. 調用socket的accept()方法來獲得下面客戶端的連接請求。通過accept()方法返回的socket實例，建立了一個和客戶端的新連接。

b.通過這個返回的socket實例獲取InputStream和OutputStream,可以通過這兩個stream來分別讀和寫數據。

c.結束的時候調用socket實例的close()方法關閉socket連接。

常見的代碼：

1. //1. 構造ServerSocket實例，指定服務端口。  
2. ServerSocket servSock = new ServerSocket(servPort);  
3.   
4.   
5. while(true)  
6. {  
7.        // 2.調用accept方法，建立和客戶端的連接  
8.            Socket clntSock = servSock.accept();  
9.            SocketAddress clientAddress =      
10.                 clntSock.getRemoteSocketAddress();  
11.            System.out.println("Handling client at " + clientAddress);  
12.   
13.         // 3. 獲取連接的InputStream,OutputStream來進行數據讀寫  
14.             InputStream in = clntSock.getInputStream();  
15.             OutputStream out = clntSock.getOutputStream();  
16.   
17.             while((recvMsgSize = in.read(receiveBuf)) != -1)  
18.             {  
19.                 out.write(receiveBuf, 0, recvMsgSize);  
20.             }     
21.         // 4.操作結束，關閉socket.  
22.             clntSock.close();  
23. }    

Client端常見的操作：

1.構建Socket實例，通過指定的遠程服務器地址和端口來建立連接。

2.通過Socket實例包含的InputStream和OutputStream來進行數據的讀寫。

3.操作結束後調用socket實例的close方法，關閉。

常見的代碼：

1. // 1.根據指定的server地址和端口，建立socket連接。  
2. Socket socket = new Socket(server, servPort);  
3.   
4. // 2. 根據socket實例獲取InputStream, OutputStream進行數據讀寫。  
5. InputStream in = socket.getInputStream();  
6. OutputStream out = socket.getOutputStream();  
7. out.write(data);  
8.   
9. //3.操作結束，關閉socket.  
10. socket.close();

3.2 TCP/IP協議下Server端常見的操作步驟：

因爲UDP協議不需要建立連接，它的過程如下：

1. 構造DatagramSocket實例，指定本地端口。

2. 通過DatagramSocket實例的receive方法接收DatagramPacket.DatagramPacket中間就包含了通信的內容。

3. 通過DatagramSocket的send和receive方法來收和發DatagramPacket.

常見代碼：

1. // 1. 構建DatagramSocket實例，指定本地端口。  
2. DatagramSocket socket = new DatagramSocket(servPort);  
3.   
4. // 2. 構建需要收發的DatagramPacket報文  
5. DatagramPacket packet = new DatagramPacket(new byte[ECHOMAX], ECHOMAX);  
6.   
7. while(true)  
8. {  
9.     // 3. 收報文  
10.     socket.receive(packet);  
11.     System.out.println("Handling client at " + packet.getAddress().getHostAddress()  
12.         + " on port " + packet.getPort());  
13.     // 4. 發報文  
14.     socket.send(packet);  
15.     packet.setLength(ECHOMAX);  
16. }

Client端常見的操作：

1. 構造DatagramSocket實例。

2.通過DatagramSocket實例的send和receive方法發送DatagramPacket報文。

3.結束後，調用DatagramSocket的close方法關閉。

因爲和TCP不同，UDP發送報文的時候可以在同一個本地端口隨意發送給不同的服務器，一般不需要在UDP的DatagramSocket的構造函數中指定目的服務器的地址。

另外，UDP客戶端還有一個重要的不同就是，TCP客戶端發送echo連接消息之後會在調用read方法的時候進入阻塞狀態，而UDP這樣卻不行。 因爲UDP中間是可以允許報文丟失的。如果報文丟失了，進程一直在阻塞或者掛起的狀態，則進程會永遠沒法往下走了。所以會一般設置一個 setSoTimeout方法，指定在多久的時間內沒有收到報文就放棄。也可以通過指定一個數字，循環指定的次數來讀取報文，讀到就返回，否則就放棄。

典型的代碼：

1. // 1. 構造UDP DatagramSocket對象  
2. DatagramSocket socket = new DatagramSocket();  
3.   
4. // 2。指定timeout時間，防止進入無限等待狀態  
5. socket.setSoTimeout(TIMEOUT);  
6.   
7. // 3. 構造收發的報文對象  
8. DatagramPacket sendPacket = new DatagramPacket(bytesToSend,  
9.     bytesToSend.length, serverAddress, servPort);  
10. DatagramPacket receivePacket =  
11.     new DatagramPacket(new byte[bytesToSend.length], bytesToSend.length);  
12.   
13. // 4.指定嘗試的次數  
14. int tries = 0;  
15. boolean receivedResponse = false;  
16.  do  
17. {  
18.     socket.send(sendPacket);  
19.     try  
20.     {  
21.         socket.receive(receivePacket);  
22.    
23.         if(!receivePacket.getAddress().equals(serverAddress))  
24.         {  
25.             throw new IOException("Received packet from an unknown source");  
26.         }  
27.         receivedResponse = true;  
28.     }  
29.     catch(InterruptedIOException e)  
30.     {  
31.         tries += 1;  
32.         System.out.println("Timed out, " + (MAXTRIES - tries) + "");  
33.     }  
34. }while((!receivedResponse) && (tries < MAXTRIES));  
35.   
36. // 根據是否接收到報文進行反饋  
37. if(receivedResponse)  
38. {  
39.     System.out.println("Received: " + new String(receivePacket.getData()));  
40. }  
41. else  
42. {  
43.     System.out.println("No response -- giving up.");  
44. }  
45.   
46. // 5. 關閉socket  
47. socket.close();