Java中的TCP/UDP网络通信编程

127.0.0.1是回路地址,用于测试,相当于localhost本机地址,没有网卡,不设DNS都可以访问.

　　端口地址在0~65535之间,其中0~1023之间的端口是用于一些知名的网络服务和应用,用户的普通网络应用程序应该使用1024以上的端口.

　　网络应用中基本上都是TCP(Transmission Control Protocol传输控制协议)和UDP(User Datagram Protocol用户数据报协议),TCP是面向连接的通信协议,UDP是无连接的通信协议.

　　Socket连接套接字,Java分别为TCP和UDP提供了相应的类,TCP是.ServerSocket(用于服务器端)和.Socket(用于客户端);UDP是.DatagramSocket.

　　1,Java编写UDP网络程序

　　1.1,DatagramSocket

　　DatagramSocket有如下构造方法:

　　1,DatagramSocket() :构造数据报套接字并将其绑定到本地主机上任何可用的端口。

　　2,DatagramSocket(int port):创建数据报套接字并将其绑定到本地主机上的指定端口。

　　3,DatagramSocket(int port, InetAddress laddr):创建数据报套接字，将其绑定到指定的本地地址。即指定网卡发送和接收数据.

　　如果在创建DatagramSocket对象时,没有指定网卡的IP 地址,在发送数据时,底层驱动程序会自动选择一块网卡去发送,在接收数据时,会接收所有的网卡收到的与端口一致的数据.

　　发送信息时,可以不指定端口号,接收信息时,要指定端口号,因为要接收指定的数据.

　　发送数据使用DatagramSocket.send(DatagramPacket p)方法,接收数据使用DatagramSocket.receive(DatagramPacket p)方法.

　　1.2,DatagramPacket

　　DatagramPacket类有如下构造方法:

　　1,DatagramPacket(byte[] buf, int length):构造 DatagramPacket，用来接收长度为length的数据包。

　　2,DatagramPacket(byte[] buf, int length, InetAddress address, int port):构造数据报包,用来将长度为length的包发送到指定主机上的指定端口号。

　　接收数据时使用第一次构造方法,发送数据时使用第二种构造方法.

　　1.3,InetAddress

　　Java中对IP地址进行包装的类,

　　DatagramPacket.getAddress()可以获取发送或接收方的IP地址.DatagramPacket.getPort()可以获取发送或接收方的端口.

　　1.4,UDP程序例子

　　发送程序:

　　import .DatagramPacket;

　　import .DatagramSocket;

　　import .InetAddress;

　　public class UdpSend {

　　public static void main(String[] args) throws Exception {

　　DatagramSocket ds = new DatagramSocket();

　　String str = "hello , world!";

　　DatagramPacket dp = new DatagramPacket(str.getBytes(),str.length(),InetAddress.getByName("192.168.0.105"),3000);

　　ds.send(dp);

　　ds.close(); //关闭连接

　　}

　　}

　　接收程序:

　　import .DatagramPacket;

　　import .DatagramSocket;

　　public class UdpRecv {

　　public static void main(String[] args) throws Exception {

　　DatagramSocket ds = new DatagramSocket(3000);

　　byte[] buf = new byte[1024];

　　DatagramPacket dp = new DatagramPacket(buf,buf.length);

　　ds.receive(dp);

　　String str = new String(dp.getData(),0,dp.getLength());

　　System.out.println(str);

　　System.out.println("IP:" + dp.getAddress().getHostAddress() + ",PORT:" + dp.getPort());

　　ds.close();

　　}

　　}

　　测试要先运行接收程序,再运行发送程序.如果接收程序没有接收到数据,则会一直阻塞,接收到数据后才会关闭程序.如果网络上没有数据发送过来,接收程序也没有阻塞,通常都是使用了一个已经被占用的端口.

　　2,Java编写TCP网络程序

　　2.1,ServerSocket

　　编写TCP网络服务程序,首先要用到.ServerSocket类用以创建服务器Socket.它的常用构造方法有:

　　1,ServerSocket(int port):创建绑定到特定端口的服务器套接字。

　　2,ServerSocket(int port, int backlog):利用指定的backlog(服务器忙时保持连接请求的等待客户数量),创建服务器套接字并将其绑定到指定的本地端口号。

　　3,ServerSocket(int port, int backlog, InetAddress bindAddr):使用指定的端口、侦听 backlog 和要绑定到的本地 IP 地址创建服务器。

　　2.2,Socket

　　客户端要与服务器建立连接,必须先创建一个Socket对象,它的常用构造方法有:

　　1,Socket(String host, int port):创建一个流套接字并将其连接到指定主机上的指定端口号。

　　2,Socket(InetAddress address, int port):创建一个流套接字并将其连接到指定 IP 地址的指定端口号。

　　3,Socket(InetAddress address, int port, InetAddress localAddr, int localPort):创建一个套接字并将其连接到指定远程端口上的指定远程地址。

　　4,Socket(String host, int port, InetAddress localAddr, int localPort):创建一个套接字并将其连接到指定远程主机上的指定远程端口。

　　对于通常情况的应用,使用第1个构造方法来创建客户端的Socket对象,并与服务器建立连接,是非常简单和方便的.

　　服务器端程序调用ServerSocket.accept方法等待客户端的连接请求,一旦accept接收了客户端连接请求,该方法返回一个与 该客户端建立了专线连接的Socket对象,不用程序去创建这个Socket对象.建立了连接的两个Socket是以IO流的方式进行数据交换 的,Java提供了Socket.getInputStream返回Socket的输入流对象,Socket.getOutputStream返回 Socket的输出流对象.

　　2.3,TCP程序例子的服务器程序:

　　import java.io.InputStream;

　　import java.io.OutputStream;

　　import .ServerSocket;

　　import .Socket;

　　public class TcpServer {

　　public static void main(String[] args) throws Exception {

　　ServerSocket ss = new ServerSocket(8000);

　　Socket s = ss.accept();

　　InputStream ips = s.getInputStream();

　　OutputStream ops = s.getOutputStream();

　　ops.write("hello,World!".getBytes());

　　byte[] buf = new byte[1024];

　　int len = ips.read(buf);

　　System.out.println(new String(buf,0,len));

　　ips.close();

　　ops.close();

　　s.close();

　　ss.close();

　　}

　　}

　　在这个程序里,创建了一个在8000端口上等待连接的ServerSocket对象,当接收到一个客户的连接请求后,程序从与这个客户建立了连 接的Socket对象中获得输入输出流对象,通过输出流首先向客户端发送一串字符,然后通过输入流读取客户端发送过来的信息,并将这些信息打印,然后关闭 所有资源.

　　要先运行服务器程序,然后才能运行客户端程序,当TCP服务器程序运行到Socket.accpet()方法等待客户连接时,accept方法 将阻塞,一直到有客户连接请求到来,该方法才会返回,如果又没有请求到来,又没有发生阻塞,通常都是使用了一个已经被占用的端口.

　　我们可以使用windows提供的telnet工具在命令行窗口中测试一下服务器程序:命令如下:telnet localhost 8000

　　可以看到,telnet只要有输入就发送,因此我们如果想要在服务器端一次读多个字符的话,还需要进一步处理,看如下代码:

　　import java.io.BufferedReader;

　　import java.io.InputStream;

　　import java.io.InputStreamReader;

　　import java.io.OutputStream;

　　import .ServerSocket;

　　import .Socket;

　　public class TcpServer {

　　public static void main(String[] args) throws Exception {

　　ServerSocket ss = new ServerSocket(8000);

　　Socket s = ss.accept();

　　InputStream ips = s.getInputStream();

　　BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(ips)); //对InputStream进行包装,增加了缓存

　　OutputStream ops = s.getOutputStream();

　　ops.write("hello,World!".getBytes());

　　System.out.println(br.readLine());

　　br.close(); //关闭包装类,会自动关闭里面的基类

　　ops.close();

　　s.close();

　　ss.close();

　　}

　　}

　　再次使用telnet工具可以看到,这次可以发送不止一个字符了,按回车键后发送数据到服务器端.

　　2.4,TCP程序例子改进后的服务器程序:

　　大多数情况下,服务器端都要服务多个客户端,但一次accept方法调用只接收一个连接,因此,要把accept方法放在一个循环语句中,这样就可以接收多个连接.每个连接的数据交换代码也放在一个循环中,这样才能保证两者可以不停地交换数据.

　　每个连接的数据交换代码必须放在独立的线程中运行,否则,这在段代码运行期间,就没法执行其他的程序代码,accept方法也得不到调用,新的连接无法进入.

　　下面是一个例子,客户端向服务器发送一个字符串,服务器将这个字符串中的所有字符反向排列后回送给客户端.客户端输入"quit",退出程序.

　　import java.io.BufferedReader;

　　import java.io.DataOutputStream;

　　import java.io.InputStream;

　　import java.io.InputStreamReader;

　　import java.io.OutputStream;

　　import .ServerSocket;

　　import .Socket;

　　public class TcpServer {

　　public static void main(String[] args) throws Exception {

　　ServerSocket ss = new ServerSocket(8000);

　　while(true){

　　Socket s = ss.accept();

　　new Thread(new Servicer(s)).start();

　　}

　　}

　　}

　　class Servicer implements Runnable{

　　Socket s;

　　public Servicer(Socket s){

　　this.s = s;

　　}

　　public void run(){

　　try{

　　InputStream ips = s.getInputStream();

　　OutputStream ops = s.getOutputStream();

　　BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(ips));

　　DataOutputStream dos = new DataOutputStream(ops);

　　while(true){

　　String strWord = br.readLine();

　　if(strWord.equalsIgnoreCase("quit")){

　　break;

　　}

　　String strEcho = (new StringBuffer(strWord).reverse().toString());

　　dos.writeBytes(strWord + "------->" + strEcho + System.getProperty("line.separator"));

　　}

　　br.close();

　　dos.close();

　　s.close();

　　}catch(Exception e){

　　e.printStackTrace();

　　}

　　}

　　}

　　2.5,TCP程序例子客户端程序:

　　import java.io.BufferedReader;

　　import java.io.DataOutputStream;

　　import java.io.InputStream;

　　import java.io.InputStreamReader;

　　import java.io.OutputStream;

　　import .InetAddress;

　　import .Socket;

　　public class TcpClient {

　　public static void main(String[] args) throws Exception{

　　if(args.length < 2){

　　System.out.println("Usage:java TcpClient ServerIP ServerPort");

　　return ;

　　}

　　Socket s = new Socket(InetAddress.getByName(args[0]),Integer.parseInt(args[1]));

　　InputStream ips = s.getInputStream();

　　OutputStream ops = s.getOutputStream();

　　BufferedReader brKey = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));

　　DataOutputStream dos = new DataOutputStream(ops);

　　BufferedReader brNet = new BufferedReader(new InputStreamReader(ips));

　　while(true){

　　String strWord = brKey.readLine();

　　dos.writeBytes(strWord + System.getProperty("line.separator"));

　　if("quit".equalsIgnoreCase(strWord)){

　　break;

　　}else{

　　System.out.println(brNet.readLine());

　　}

　　}

　　dos.close();

　　brNet.close();

　　brKey.close();

　　s.close();

　　}

　　}

　　先运行服务器程序,再在命令行使用java TcpClient 192.168.0.3 8000,这样就启动了客户端程序.我们可以启动多个客户端程序.

　　我们可以利用netstat工具来查看已经被使用的端口