和风细雨

世上本无难事,心以为难,斯乃真难。苟不存一难之见于心,则运用之术自出。

Socket基础

本文内容

Socket概述
Socket的重要API
一个Socket通信的例子

Socket是什么?

Socket通常也称作“套接字”,用于描述IP地址和端口,是一个通信链的句柄。应用程序通常通过“套接字”向网络发出请求或者应答网络请求。
在java中,Socket和ServerSocket类库位于java.net包中。ServerSocket用于服务器端,Socket是建立网络连接时使用的。在连接成功时,应用程序两端都会产生一个Socket实例,操作这个实例,完成所需的会话。
对于一个网络连接来说,套接字是平等的,并没有差别,不因为在服务器端或在客户端而产生不同级别。

Socket的直观描述

Socket的英文原义是“孔”或“插座”。在这里作为进程通信机制,取后一种意义。socket非常类似于电话插座。以一个国家级电话网为例。电话的通话双方相当于相互通信的2个进程,区号是它的网络地址;区内一个单位的交换机相当于一台主机,主机分配给每个用户的局内号码相当于socket号。任何用户在通话之前,首先要占有一部电话机,相当于申请一个socket;同时要知道对方的号码,相当于对方有一个固定的socket。然后向对方拨号呼叫,相当于发出连接请求(假如对方不在同一区内,还要拨对方区号,相当于给出网络地址)。对方假如在场并空闲(相当于通信的另一主机开机且可以接受连接请求),拿起电话话筒,双方就可以正式通话,相当于连接成功。双方通话的过程,是一方向电话机发出信号和对方从电话机接收信号的过程,相当于向socket发送数据和从socket接收数据。通话结束后,一方挂起电话机相当于关闭socket,撤消连接。
在电话系统中,一般用户只能感受到本地电话机和对方电话号码的存在,建立通话的过程,话音传输的过程以及整个电话系统的技术细节对他都是透明的,这也与socket机制非常相似。socket利用网间网通信设施实现进程通信,但它对通信设施的细节毫不关心,只要通信设施能提供足够的通信能力,它就满足了。
 至此,我们对socket进行了直观的描述。抽象出来,socket实质上提供了进程通信的端点。进程通信之前,双方首先必须各自创建一个端点,否则是没有办法建立联系并相互通信的。正如打电话之前,双方必须各自拥有一台电话机一样。

socket 是面向客户/服务器模型而设计的

socket 是面向客户/服务器模型而设计的,针对客户和服务器程序提供不同的socket 系统调用。客户随机申请一个socket (相当于一个想打电话的人可以在任何一台入网电话上拨号呼叫),系统为之分配一个socket号;服务器拥有全局公认的 socket ,任何客户都可以向它发出连接请求和信息请求(相当于一个被呼叫的电话拥有一个呼叫方知道的电话号码)。
socket利用客户/服务器模式巧妙地解决了进程之间建立通信连接的问题。服务器socket为全局所公认非常重要。读者不妨考虑一下,两个完全随机的用户进程之间如何建立通信?假如通信双方没有任何一方的socket 固定,就好比打电话的双方彼此不知道对方的电话号码,要通话是不可能的。

Socket的应用

Socket 接口是访问 Internet 使用得最广泛的方法。 如果你有一台刚配好TCP/IP协议的主机,其IP地址是202.120.127.201, 此时在另一台主机或同一台主机上执行ftp 202.120.127.201,显然无法建立连接。因"202.120.127.201" 这台主机没有运行FTP服务软件。同样, 在另一台或同一台主机上运行浏览软件 如Netscape,输入"http://202.120.127.201",也无法建立连接。现在,如果在这台主机上运行一个FTP服务软件(该软件将打开一个Socket, 并将其绑定到21端口),再在这台主机上运行一个Web 服务软件(该软件将打开另一个Socket,并将其绑定到80端口)。这样,在另一台主机或同一台主机上执行ftp 202.120.127.201,FTP客户软件将通过21端口来呼叫主机上由FTP 服务软件提供的Socket,与其建立连接并对话。而在netscape中输入"http://202.120.127.201"时,将通过80端口来呼叫主机上由Web服务软件提供的Socket,与其建 立连接并对话。 在Internet上有很多这样的主机,这些主机一般运行了多个服务软件,同时提供几种服务。每种服务都打开一个Socket,并绑定到一个端口上,不同的端口对应于不同的服务。Socket正如其英文原意那样,象一个多孔插座。一台主机犹如布满各种插座的房间,每个插座有一个编号,有的插座提供220伏交流电, 有的提供110伏交流电,有的则提供有线电视节目。 客户软件将插头插到不同编号的插座,就可以得到不同的服务。

重要的Socket API

accept方法用于产生“阻塞”,直到接受到一个连接,并且返回一个客户端的Socket对象实例。“阻塞”是一个术语,它使程序运行暂时“停留”在这个地方,直到一个会话产生,然后程序继续;通常“阻塞”是由循环产生的。
getInputStream方法获得网络连接输入,同时返回一个IutputStream对象实例。
getOutputStream方法连接的另一端将得到输入,同时返回一个OutputStream对象实例。 注意:其中getInputStream和getOutputStream方法均会产生一个IOException,它必须被捕获,因为它们返回的流对象,通常都会被另一个流对象使用。

一个Server-Client模型的程序的开发原理

服务器,使用ServerSocket监听指定的端口,端口可以随意指定(由于1024以下的端口通常属于保留端口,在一些操作系统中不可以随意使用,所以建议使用大于1024的端口),等待客户连接请求,客户连接后,会话产生;在完成会话后,关闭连接。
客户端,使用Socket对网络上某一个服务器的某一个端口发出连接请求,一旦连接成功,打开会话;会话完成后,关闭Socket。客户端不需要指定打开的端口,通常临时的、动态的分配一个1024以上的端口。

服务器端代码

public class ResponseThread implements Runnable {
  private static Logger logger = Logger.getLogger(ResponseThread.class);
 
  // 用于与客户端通信的Socket
  private Socket incomingSocket;

  /**
   * 构造函数,用以将incomingSocket传入
   * @param incomingSocket
   */
  public ResponseThread(Socket incomingSocket) {
    this.incomingSocket = incomingSocket;
  }

  public void run() {
    try {
      try {
        // 输入流
        InputStream inStream = incomingSocket.getInputStream();
       
        // 输出流
        OutputStream outStream = incomingSocket.getOutputStream();

        // 文本扫描器
        Scanner in = new Scanner(inStream);
       
        // 输出流打印器
        PrintWriter out = new PrintWriter(outStream,true);
       
        while (in.hasNextLine()) {
          String line = in.nextLine();
          logger.info("从客户端获得文字:"+line);
         
          String responseLine=line+" 门朝大海 三河合水万年流";
          out.println(responseLine);
          logger.info("向客户端送出文字:"+responseLine);
        }
      } finally {
        incomingSocket.close();
      }
    } catch (IOException ex) {
      ex.printStackTrace();
    }
  }
 public static void main(String[] args) {
    try {
      // 建立一个对2009端口进行监听的ServerSocket并开始监听
      ServerSocket socket=new ServerSocket(2009);
      logger.info("开始监听");
     
      while(true){
        // 产生阻塞,直到客户端连接过来才会往下执行
        logger.info("阻塞中,等待来自客户端的连接请求");
        Socket incomingSocket=socket.accept();       
       
        // 执行到这里客户端已经连接过来了,incomingSocket就是创建出来和远程客户端Socket进行通信的Socket
        logger.info("获得来自"+incomingSocket.getInetAddress()+"的请求."); 
       
        // 开辟一个线程,并把incomingSocket传进去,在这个线程中服务器和客户机开始通信
        ResponseThread responseThread=new ResponseThread(incomingSocket);
       
        // 启动线程
        Thread thread=new Thread(responseThread);
        thread.start();
      }
     
    } catch (IOException ex) {
      ex.printStackTrace();
    }
  }
}

客户端代码

/**
 * Socket客户端类
 * @author sitinspring
 *
 * @date 2008-2-26
 */
public class SocketClient{
  private static Logger logger = Logger.getLogger(ResponseThread.class);
 
  public static void main(String[] args){
    try {
      // 建立一个Socket,试图连接到位于127.0.0.1的主机的2009端口,如果服务器已经在监听则会接收到这个请求,accept方法产生一个和这边通信的Socket
      Socket socket=new Socket("127.0.0.1",2009);
      logger.info("客户端向服务器发起请求.");
     
      try {
        // 输入流
        InputStream inStream = socket.getInputStream();
       
        // 输出流
        OutputStream outStream = socket.getOutputStream();

        /**
         * 向服务器发送文字
         */
        // 输出流打印器
        PrintWriter out = new PrintWriter(outStream);
        out.println("地震高岗 一派溪山千古秀");
        out.flush();
       
        /**
         * 接收服务器发送过来的文字
         */
        // 文本扫描器
        Scanner in = new Scanner(inStream);
        while (in.hasNextLine()) {
          String line = in.nextLine();
          logger.info("客户端获得响应文字="+ line);
        }
      } finally {
        // 关闭Socket
        socket.close();
      }
    } catch (IOException ex) {
      ex.printStackTrace();
    }
  }
}

posted on 2008-02-26 13:53 和风细雨 阅读(426) 评论(0)  编辑  收藏 所属分类: J2SE


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