Java 網(wǎng)絡(luò)編程是實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信的重要技術(shù)棠涮，它可以幫助我們實(shí)現(xiàn)像聊天室搅方、遠(yuǎn)程調(diào)用比吭、下載、上傳等網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用姨涡。Java 網(wǎng)絡(luò)編程是基于 TCP/IP 協(xié)議實(shí)現(xiàn)的衩藤，在 Java 中，可以使用 Socket 類(lèi)來(lái)進(jìn)行創(chuàng)建客戶(hù)端和服務(wù)端之間的通信涛漂。Socket 類(lèi)是在 java.net 包中實(shí)現(xiàn)的赏表。
TCP/IP 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議
TCP/IP 是 Transmission Control Protocol / Internet Protocol检诗，是一組網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，是因特網(wǎng)的基礎(chǔ)瓢剿。TCP/IP 協(xié)議族主要包括入門(mén)級(jí)協(xié)議（如 IP逢慌、ICMP）、傳輸層協(xié)議（如 TCP 與 UDP）和應(yīng)用層協(xié)議（如 FTP间狂、HTTP攻泼、SMTP 等）
- IP（Internet Protocol）協(xié)議：用于對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分組和轉(zhuǎn)發(fā)，IP 把數(shù)據(jù)分成數(shù)據(jù)包進(jìn)行傳輸鉴象，每個(gè)數(shù)據(jù)包包含發(fā)送地址忙菠、接收地址和其他相關(guān)信息。
- ICMP（Internet Control Message Protocol）協(xié)議：用于對(duì)網(wǎng)絡(luò)通信狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控和調(diào)整纺弊，常用于 ping 命令牛欢。
- TCP（Transmission Control Protocol）協(xié)議：是一種可靠的、面向連接的通信協(xié)議俭尖，負(fù)責(zé)提供高可靠性的數(shù)據(jù)傳輸氢惋。TCP 協(xié)議以字節(jié)流方式傳輸數(shù)據(jù)，會(huì)先建立連接再進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸稽犁，所以可靠性更高焰望，用于文件傳輸、電子郵件等傳輸較大數(shù)量的數(shù)據(jù)已亥。
- UDP（User Datagram Protocol）協(xié)議：是一種無(wú)連接熊赖、不可靠的通信協(xié)議，不需要先建立連接虑椎，不保證數(shù)據(jù)是否到達(dá)震鹉，用于實(shí)現(xiàn)視頻、音頻等實(shí)時(shí)傳輸?shù)姆?wù)捆姜，速度更快传趾。
ServerSocket
ServerSocket 是服務(wù)端的套接字對(duì)象，提供了用于監(jiān)聽(tīng)客戶(hù)端請(qǐng)求并接受連接請(qǐng)求的方法泥技，在 TCP/IP 連接中服務(wù)端一般通過(guò) ServerSocket 去監(jiān)聽(tīng)客戶(hù)端的 Socket 連接浆兰。主要方法如下：
-
void bind(SocketAddress endpoint, int backlog)：將 ServerSocket 綁定到指定的端口和 IP 地址，并設(shè)置等待隊(duì)列的長(zhǎng)度（一般為 50）珊豹。 -
Socket accept()：監(jiān)聽(tīng)并等待客戶(hù)端連接簸呈，返回一個(gè) Socket 對(duì)象，該對(duì)象用于與客戶(hù)端進(jìn)行通信店茶。 -
void close()：關(guān)閉 ServerSocket 的連接蜕便。
其中，SocketAddress 類(lèi)用于表示 IP 地址和端口號(hào)贩幻。
import java.io.IOException;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
public class Server {
public static void main(String[] args) {
System.out.println("Server start.");
try {
// 創(chuàng)建 ServerSocket 對(duì)象轿腺，并監(jiān)聽(tīng)指定的端口
ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8888);
System.out.println("Server started, listening on port " + serverSocket.getLocalPort());
// 循環(huán)等待客戶(hù)端的連接請(qǐng)求
while (true) {
// 阻塞等待客戶(hù)端的連接請(qǐng)求
Socket socket = serverSocket.accept();
// 啟動(dòng)一個(gè)新的線程來(lái)處理請(qǐng)求
new ServerThread(socket).start();
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
Socket
Socket 是客戶(hù)端的套接字對(duì)象两嘴，用于與服務(wù)端進(jìn)行連接。主要方法如下：
-
void connect(SocketAddress endpoint)：連接到指定 IP 地址和端口號(hào)的遠(yuǎn)程主機(jī)吃溅。 -
InputStream getInputStream()：獲取該 Socket 連接的輸入流溶诞，可以從輸入流讀取遠(yuǎn)程主機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)。 -
OutputStream getOutputStream()：獲取該 Socket 連接的輸出流决侈，可以向輸出流寫(xiě)入數(shù)據(jù)。 -
void close()：關(guān)閉 Socket 的連接喧务。
import java.io.*;
import java.net.Socket;
public class Client {
public static void main(String[] args) {
System.out.println("Client start.");
try {
// 建立 Socket 連接赖歌，連接到服務(wù)端
Socket socket = new Socket("localhost", 8888);
// 獲取 Socket 對(duì)應(yīng)的輸入流和輸出流
BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
PrintWriter out = new PrintWriter(new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(socket.getOutputStream())));
// 向服務(wù)端發(fā)送消息
out.println("Hello, World!");
out.flush();
// 接收服務(wù)端的消息并進(jìn)行處理
String response = in.readLine();
System.out.println("Received from server: " + response);
// 關(guān)閉流和 Socket 連接
in.close();
out.close();
socket.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
基于多線程的 Socket 通信
在多個(gè)客戶(hù)端同時(shí)連接時(shí)，我們需要采用多線程的方式來(lái)處理功茴。當(dāng)服務(wù)端接收到客戶(hù)端的請(qǐng)求之后庐冯，就開(kāi)啟一個(gè)新的線程來(lái)處理這個(gè)請(qǐng)求。這樣就可以保證每個(gè)客戶(hù)端的請(qǐng)求都能夠得到相應(yīng)的處理坎穿，并且不會(huì)阻塞其他客戶(hù)端的連接和處理展父。主要代碼如下：
import java.io.*;
import java.net.Socket;
public class ServerThread extends Thread {
private Socket socket;
public ServerThread(Socket socket) {
this.socket = socket;
}
@Override
public void run() {
System.out.println("Client connected: " + socket.getRemoteSocketAddress());
try {
// 獲取 Socket 對(duì)應(yīng)的輸入流和輸出流
BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
PrintWriter out = new PrintWriter(new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(socket.getOutputStream())));
// 處理客戶(hù)端請(qǐng)求
String request = in.readLine();
System.out.println("Received from client: " + request);
out.println("Your message has been received. response success.");
out.flush();
// 關(guān)閉流和 Socket 連接
in.close();
socket.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
Java 網(wǎng)絡(luò)編程應(yīng)用
Java 網(wǎng)絡(luò)編程應(yīng)用非常廣泛，例如可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)聊天室玲昧、文件傳輸栖茉、遠(yuǎn)程調(diào)用等。示例代碼：
import java.io.*;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
public class NetworkApplication {
public static void main(String[] args) throws IOException {
// 創(chuàng)建服務(wù)端孵延，監(jiān)聽(tīng)客戶(hù)端連接請(qǐng)求
ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(9999);
System.out.println("Server started, listening on: " + serverSocket.getLocalSocketAddress());
while (true) {
// 阻塞等待客戶(hù)端連接
Socket socket = serverSocket.accept();
// 客戶(hù)端連接成功吕漂，啟動(dòng)線程處理請(qǐng)求
new HandlerThread(socket).start();
}
}
private static class HandlerThread extends Thread {
private Socket socket;
public HandlerThread(Socket socket) {
this.socket = socket;
}
@Override
public void run() {
try {
// 讀取客戶(hù)端傳來(lái)的消息
BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
StringBuilder message = new StringBuilder();
String line;
while ((line = reader.readLine()) != null) {
message.append(line);
}
System.out.println("Received message from client: " + message);
// 發(fā)送響應(yīng)
PrintWriter writer = new PrintWriter(new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(socket.getOutputStream())));
writer.println("Hello, Client.");
writer.flush();
// 關(guān)閉流和 Socket 連接
reader.close();
writer.close();
socket.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
一個(gè)簡(jiǎn)單的 Java 網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用就實(shí)現(xiàn)了，程序可以不停地監(jiān)聽(tīng)客戶(hù)端連接請(qǐng)求尘应，收到請(qǐng)求之后就啟動(dòng)一個(gè)新的線程來(lái)處理客戶(hù)端的請(qǐng)求惶凝。客戶(hù)端連接時(shí)犬钢，就會(huì)向服務(wù)端發(fā)送消息苍鲜，服務(wù)端接收消息之后向客戶(hù)端回復(fù)一個(gè)消息。
總結(jié)
Java 網(wǎng)絡(luò)編程是建立在 TCP/IP 協(xié)議上的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)玷犹，主要用于實(shí)現(xiàn)兩個(gè)端點(diǎn)（客戶(hù)端和服務(wù)端）之間的數(shù)據(jù)傳輸混滔。在 Java 中，可以使用 Socket 類(lèi)來(lái)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)編程箱舞，服務(wù)端通過(guò) ServerSocket 監(jiān)聽(tīng)客戶(hù)端連接遍坟，客戶(hù)端通過(guò) Socket 連接服務(wù)端。在多個(gè)客戶(hù)端連接時(shí)晴股，需要使用多線程來(lái)處理愿伴。Java 網(wǎng)絡(luò)編程的應(yīng)用場(chǎng)景廣泛。
