使用Socket进行通信
客户端通常可使用Socket的构造器来连接到指定服务器,Socket通常可使用如下两个构造器。
Socket(lnetAddress/String remoteAddress , int port):创建连接到指定远程主机、远程端口的Socket,该构造器没有指定本地地址、本地端口,默认使用本地主机的默认IP地址,默认使用系统动态指定的IP地址。
Socket(lnetAddress/String remoteAddress , int port , lnetAddress localAddr , int localPort):创建连接到指定远程主机、远程端口的Socket,并指定本地IP地址和本地端口号,适用于本地主机有多个IP地址的情形。
上面两个构造器中指定远程主机时既可使用lnetAddress来指定,也可直接使用String对象来指定,但程序通常使用String对象(如192.168.2.23)来指定远程IP。当本地主机只有一个IP地址时,使用第一个方法更为简单。如以下代码所示:
//创建连接到本机、30000端口的Socket
Socket s = new Socket("172.18.5.198", 30000);
//下面就可以使用Socket进行通信了
......
当程序执行上面代码时,该代码将会连接到指定服务器,让服务器的ServerSocket的accept()方法向下执行,于是服务器端和客户端就产生一对互相连接的Socket。
当客户端、服务器端产生了对应的Socket之后,程序无须再去分服务端、客户端,而是通过各自的Socket进行通信。Socket提供了如下两个方法来获取输入流和输出流:
InputStream getInputStream():返回该Socket对象对应的输入流,让程序通过该输入流从Socket中取出数据。
OnputStream getOnputStream():返回该Socket对象对应的输出流,让程序通过该输出流向Socket中输出数据。
通过这两个方法返回的InputStream和OutputStream,可以得出:不管底层的IO流是怎样的节点流、文件流也好,网络Socket产生的流也好,程序都可以将其包装成处理流,从而提供更多方便的处理。
下面以一个最简单的网络通信程序为例来介绍基于TCP协议的网络通信:
下面的服务器程序需要在PC上运行,它仅仅建立ServerSocket监听,并使用Socket获取输出流输出。
import java.io.IOException;
import java.io.OutputStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
public class SimpleServer {
public static void main(String[] args) throws IOException {
//创建一个ServerSocket,用于监听客户端Socket的连接请求
ServerSocket ss = new ServerSocket(30000);
//采用循环不断接受来自客户端的请求
while(true){
//每当接收到客户端Socket的请求,服务器端也对应产生一个Socket
Socket s = ss.accept();
OutputStream os = s.getOutputStream();
os.write("你好!你收到了服务器的新年祝福:\n".getBytes("utf-8"));
//关闭输出流,关闭Socket
os.close();
s.close();
}
}
}
上面的程序中建立了一个ServerSocket对象,该ServerSocket在30000端口监听,该ServerSocket将会一直监听,等待客户端程序的连接,程序接下来的代码用于打开Socket对应输出流,并向输出流中写入一段字符串数据。
上面的程序并未把OutputStream流包装成PrintStream,然后使用PrintStream直接输出整个字符串,这是因为该服务器端程序运行于Windows主机上,当直接使用PrintStream输出字符串时默认使用系统平台的字符串(即GBK)进行编码;但该程序的客户端是Android应用,运行于Linux平台(Android是Linux内核的),因此当客户端读取网络数据时默认使用UTF-8字符集进行解码,这样势必引起乱码,为了保证客户端能正常解析到数据,此处手动控制字符串的编码、强行指定使用UTF-8字符集进行编码,这样就可避免乱码问题了。
接下来的客户端也仅仅使用Socket建立与指定IP、指定端口的连接,并使用Socket获取输入流读取数据,该客户端程序是一个Android应用,因此还是需要先建立Android项目,该程序的界面中包含一个文本框,用于显示从服务器端读取的字符串数据。
import java.io.BufferedReader;
import java.io.InputStreamReader;
import java.net.Socket;
import android.os.Bundle;
import android.app.Activity;
import android.view.Menu;
import android.widget.EditText;
public class SimpleClient extends Activity {
EditText show;
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_simple_client);
show = (EditText) findViewById(R.id.show);
//关闭输入流、socket
try {
Socket socket = new Socket("172.18.5.88", 30000);
//将Socket对应的输入流包装成BufferReader
BufferedReader br = new BufferedReader(
new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
//进行普通IO操作
String line = br.readLine();
show.setText("来自服务器的数据"+line);
br.close();
socket.close();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
上面的程序中使用ServerSocket和Socket建立网络连接后,接下来通过Socket获取输入流、输出流进行通信。不难看出,一旦使用ServerSocket、Socket建立网络连接,程序通过网络通信与普通IO并没有太大的区别。
该Android应用需要访问互联网,因此还需要为该应用赋予访问互联网的权限,也就是在AndroidManifest.xml文件中增加如下配置片段:
<!-- 授权访问互联网 -->
<uses-permission android:name="android.permission.INTERNET"/>
先运行上面程序中的SimpleServer类,将看到服务器一直处于等待状态,因为服务器使用了死循环来接收来自客户端的请求;再运行客户端AndroidClient类,将看到程序输出:“来自服务器的数据:你好,你收到了服务器的新年祝福!”这表明客户端和服务端通信成功。
实际应用中,程序可能不想让执行网络连接、读取服务器数据的进程一直阻塞,而是希望当网络连接、读取操作超过合理时间之后,系统自动认为该操作失败,这个合理时间就是超时时间。Socket对象提供了一个setSoTimeout(int timeout)来设置超时时长,如下面的代码:
Socket s = new Socket("127.0.0.1" , 30000);
//设置10秒之后即认为超时
s.setSoTimeout(10000);
为Socket对象指定了超时时长之后,如果使用Socket进行读、写操作完成之前已经超出了该时间限制,那么这些方法就会抛出SocketTimeoutException异常,程序可以对该异常进行捕捉,并进行适当处理。如以下代码:
try {
//使用Scanner来读取网络输入流中的数据
Scanner scan = new Scanner(s.getInputStream());
//读取一行字符
String line = scan.nextLine();
}
//捕捉SocketTimeoutException异常
catch (SocketTimeoutException e) {
// 对异常进行处理
......
}
假设程序需要为Socket连接服务器时指定超时时长:即经过指定时间后,如果该Socket还未连接到远程服务器,则系统认为该Socket连接超时。但Socket的所有构造器里都没有提供指定超时时长的参数,所以程序应该先创建一个无连接的Socket,再调用Socket的connect()方法来连接远程服务器,而connect方法就可以接受一个超时时长参数,如以下代码:
//创建一个无连接的Socket
Socket s = new Socket();
//让该Socket连接到远程服务器,如果经过10秒还没有连接到,则认为连接超时
s.connect(new InetAddress(host,port), 1000);
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