TCP的Java支持

? ? ?協(xié)議相當(dāng)于相互通信的程序間達(dá)成的一種約定，它規(guī)定了分組報(bào)文的結(jié)構(gòu)、交換方式、包含的意義以及怎樣對(duì)報(bào)文所包含的信息進(jìn)行解析，TCP/IP協(xié)議族有IP協(xié)議、TCP協(xié)議和UDP協(xié)議。現(xiàn)在TCP/IP協(xié)議族中的主要socket類型為流套接字（使用TCP協(xié)議）和數(shù)據(jù)報(bào)套接字（使用UDP協(xié)議）。

? ? TCP協(xié)議提供面向連接的服務(wù)，通過它建立的是可靠地連接。Java為TCP協(xié)議提供了兩個(gè)類：Socket類和ServerSocket類。一個(gè)Socket實(shí)例代表了TCP連接的一個(gè)客戶端，而一個(gè)ServerSocket實(shí)例代表了TCP連接的一個(gè)服務(wù)器端，一般在TCP Socket編程中，客戶端有多個(gè)，而服務(wù)器端只有一個(gè)，客戶端TCP向服務(wù)器端TCP發(fā)送連接請(qǐng)求，服務(wù)器端的ServerSocket實(shí)例則監(jiān)聽來(lái)自客戶端的TCP連接請(qǐng)求，并為每個(gè)請(qǐng)求創(chuàng)建新的Socket實(shí)例，由于服務(wù)端在調(diào)用accept（）等待客戶端的連接請(qǐng)求時(shí)會(huì)阻塞，直到收到客戶端發(fā)送的連接請(qǐng)求才會(huì)繼續(xù)往下執(zhí)行代碼，因此要為每個(gè)Socket連接開啟一個(gè)線程。服務(wù)器端要同時(shí)處理ServerSocket實(shí)例和Socket實(shí)例，而客戶端只需要使用Socket實(shí)例。另外，每個(gè)Socket實(shí)例會(huì)關(guān)聯(lián)一個(gè)InputStream和OutputStream對(duì)象，我們通過將字節(jié)寫入套接字的OutputStream來(lái)發(fā)送數(shù)據(jù)，并通過從InputStream來(lái)接收數(shù)據(jù)。

?

TCP連接的建立步驟

客戶端向服務(wù)器端發(fā)送連接請(qǐng)求后，就被動(dòng)地等待服務(wù)器的響應(yīng)。典型的TCP客戶端要經(jīng)過下面三步操作：

? ?1、創(chuàng)建一個(gè)Socket實(shí)例：構(gòu)造函數(shù)向指定的遠(yuǎn)程主機(jī)和端口建立一個(gè)TCP連接；

? ?2.通過套接字的I/O流與服務(wù)端通信；

? ?3、使用Socket類的close方法關(guān)閉連接。

?

?服務(wù)端的工作是建立一個(gè)通信終端，并被動(dòng)地等待客戶端的連接。典型的TCP服務(wù)端執(zhí)行如下兩步操作：

? ? ?1、創(chuàng)建一個(gè)ServerSocket實(shí)例并指定本地端口，用來(lái)監(jiān)聽客戶端在該端口發(fā)送的TCP連接請(qǐng)求；

? ? ?2、重復(fù)執(zhí)行：

? ? ? ? ? ?1）調(diào)用ServerSocket的accept（）方法以獲取客戶端連接，并通過其返回值創(chuàng)建一個(gè)Socket實(shí)例；

? ? ? ? ? ?2）為返回的Socket實(shí)例開啟新的線程，并使用返回的Socket實(shí)例的I/O流與客戶端通信；

? ? ? ? ? ?3）通信完成后，使用Socket類的close（）方法關(guān)閉該客戶端的套接字連接。

DEMO

?

? 客戶端

?

import java.io.IOException;

import java.io.InputStream;

import java.io.OutputStream;

import java.net.Inet4Address;

import java.net.Inet6Address;

import java.net.InetAddress;

import java.net.NetworkInterface;

import java.net.Socket;

import java.net.SocketException;

import java.net.UnknownHostException;

import java.util.Enumeration;

?

public class Exercise {

public void tcpExample(){

try {

Socket socket = new Socket("192.168.138.46",8344);

System.out.println("Connection ....to server sending echo string");

OutputStream out = socket.getOutputStream();

System.out.println("發(fā)送數(shù)據(jù)……");

out.write("測(cè)試連接并發(fā)送數(shù)據(jù)到服務(wù)器成功……".getBytes());

socket.close();

System.out.println("客戶端已經(jīng)關(guān)閉");

?

} catch (UnknownHostException e) {

// TODO Auto-generated catch block

e.printStackTrace();

} catch (IOException e) {

// TODO Auto-generated catch block

e.printStackTrace();

}

?

?

}

public static void main(String[] args) {

Exercise e = new Exercise();

//e.getInterfaceExample();

e.tcpExample();

?

}

}

服務(wù)端

?

package NET;

?

import java.io.IOException;

import java.io.InputStream;

import java.net.ServerSocket;

import java.net.Socket;

import java.net.SocketAddress;

?

public class TCPServer {

//設(shè)置緩沖區(qū)的大小

private static final int BUFSIZE = 50;

?

public static void tcpsever(){

try {

ServerSocket serSocket = new ServerSocket(8344);

int recvMsgSize = 0;

int total=0;

byte[] receive = new byte[BUFSIZE];

while(true){

//此方法返回一個(gè)服務(wù)器的關(guān)聯(lián)socket，用此進(jìn)行數(shù)據(jù)交換

Socket clntSock = serSocket.accept();

SocketAddress socadd = clntSock.getRemoteSocketAddress();

System.out.println("clint address:"+socadd);

InputStream in = clntSock.getInputStream();

while((total=in.read(receive, recvMsgSize, BUFSIZE-recvMsgSize))!=-1){

recvMsgSize += total;

}

System.out.println("從客戶端收到的數(shù)據(jù)："+new String(receive));

clntSock.close();

System.out.println("關(guān)閉和此客戶端的連接……");

}

?

} catch (IOException e) {

// TODO Auto-generated catch block

e.printStackTrace();

}

?

}

public static void main(String args[]){

tcpsever();

}

?

}

?

UDP的Java支持

? ? UDP協(xié)議提供的服務(wù)不同于TCP協(xié)議的端到端服務(wù)，它是面向非連接的，屬不可靠協(xié)議，UDP套接字在使用前不需要進(jìn)行連接。實(shí)際上，UDP協(xié)議只實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)功能：

? ? 1）在IP協(xié)議的基礎(chǔ)上添加了端口；

? ? 2）對(duì)傳輸過程中可能產(chǎn)生的數(shù)據(jù)錯(cuò)誤進(jìn)行了檢測(cè)，并拋棄已經(jīng)損壞的數(shù)據(jù)。

?

? ? Java通過DatagramPacket類和DatagramSocket類來(lái)使用UDP套接字，客戶端和服務(wù)器端都通過DatagramSocket的send（）方法和receive（）方法來(lái)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，用DatagramPacket來(lái)包裝需要發(fā)送或者接收到的數(shù)據(jù)。發(fā)送信息時(shí)，Java創(chuàng)建一個(gè)包含待發(fā)送信息的DatagramPacket實(shí)例，并將其作為參數(shù)傳遞給DatagramSocket實(shí)例的send（）方法；接收信息時(shí)，Java程序首先創(chuàng)建一個(gè)DatagramPacket實(shí)例，該實(shí)例預(yù)先分配了一些空間，并將接收到的信息存放在該空間中，然后把該實(shí)例作為參數(shù)傳遞給DatagramSocket實(shí)例的receive（）方法。在創(chuàng)建DatagramPacket實(shí)例時(shí)，要注意：如果該實(shí)例用來(lái)包裝待接收的數(shù)據(jù)，則不指定數(shù)據(jù)來(lái)源的遠(yuǎn)程主機(jī)和端口，只需指定一個(gè)緩存數(shù)據(jù)的byte數(shù)組即可（在調(diào)用receive（）方法接收到數(shù)據(jù)后，源地址和端口等信息會(huì)自動(dòng)包含在DatagramPacket實(shí)例中），而如果該實(shí)例用來(lái)包裝待發(fā)送的數(shù)據(jù)，則要指定要發(fā)送到的目的主機(jī)和端口。

?

UDP的通信建立的步驟

UDP客戶端首先向被動(dòng)等待聯(lián)系的服務(wù)器發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)文。一個(gè)典型的UDP客戶端要經(jīng)過下面三步操作：

? ? 1、創(chuàng)建一個(gè)DatagramSocket實(shí)例，可以有選擇地對(duì)本地地址和端口號(hào)進(jìn)行設(shè)置，如果設(shè)置了端口號(hào)，則客戶端會(huì)在該端口號(hào)上監(jiān)聽從服務(wù)器端發(fā)送來(lái)的數(shù)據(jù)；

? ? 2、使用DatagramSocket實(shí)例的send（）和receive（）方法來(lái)發(fā)送和接收DatagramPacket實(shí)例，進(jìn)行通信；

? ? 3、通信完成后，調(diào)用DatagramSocket實(shí)例的close（）方法來(lái)關(guān)閉該套接字。

?

由于UDP是無(wú)連接的，因此UDP服務(wù)端不需要等待客戶端的請(qǐng)求以建立連接。另外，UDP服務(wù)器為所有通信使用同一套接字，這點(diǎn)與TCP服務(wù)器不同，TCP服務(wù)器則為每個(gè)成功返回的accept()方法創(chuàng)建一個(gè)新的套接字。一個(gè)典型的UDP服務(wù)端要經(jīng)過下面三步操作：

1、創(chuàng)建一個(gè)DatagramSocket實(shí)例，指定本地端口號(hào)，并可以有選擇地指定本地地址，此時(shí)，服務(wù)器已經(jīng)準(zhǔn)備好從任何客戶端接收數(shù)據(jù)報(bào)文；

? ? 2、使用DatagramSocket實(shí)例的receive（）方法接收一個(gè)DatagramPacket實(shí)例，當(dāng)receive（）方法返回時(shí)，數(shù)據(jù)報(bào)文就包含了客戶端的地址，這樣就知道了回復(fù)信息應(yīng)該發(fā)送到什么地方；

? ? 3、使用DatagramSocket實(shí)例的send（）方法向服務(wù)器端返回DatagramPacket實(shí)例。

UDP Socket Demo

這里有一點(diǎn)需要注意：

UDP程序在receive()方法處阻塞，直到收到一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)文或等待超時(shí)。由于UDP協(xié)議是不可靠協(xié)議，如果數(shù)據(jù)報(bào)在傳輸過程中發(fā)生丟失，那么程序?qū)?huì)一直阻塞在receive()方法處，這樣客戶端將永遠(yuǎn)都接收不到服務(wù)器端發(fā)送回來(lái)的數(shù)據(jù)，但是又沒有任何提示。為了避免這個(gè)問題，我們?cè)诳蛻舳耸褂肈atagramSocket類的setSoTimeout()方法來(lái)制定receive()方法的最長(zhǎng)阻塞時(shí)間，并指定重發(fā)數(shù)據(jù)報(bào)的次數(shù)，如果每次阻塞都超時(shí)，并且重發(fā)次數(shù)達(dá)到了設(shè)置的上限，則關(guān)閉客戶端。

DEMO‘

?

?

package NET;

?

import java.io.IOException;

import java.net.DatagramPacket;

import java.net.DatagramSocket;

import java.net.Inet4Address;

import java.net.InetAddress;

import java.net.Socket;

import java.net.SocketException;

import java.net.UnknownHostException;

?

import com.sun.jmx.snmp.InetAddressAcl;

?

public class UDP {

private final static int TIMEOUT = 3000;

private final static int BUFSIZE = 50;

private final static int tries = 5;

/**

* udp連接的客戶端

* @throws SocketException

* @throws UnknownHostException

*/

public void udpclnt() throws SocketException, UnknownHostException{

int tril = 0;

DatagramSocket socket = new DatagramSocket();

String art = "UDP連接測(cè)試成功……";

byte[] by = art.getBytes();

InetAddress address = null;

address = InetAddress.getByName("lenovo-PC");

socket.setSoTimeout(0);

DatagramPacket send = new DatagramPacket(by,by.length,address,30000 );

try {

socket.send(send);

?

} catch (IOException e) {

tril++;

System.out.println("進(jìn)行重發(fā)：剩余重發(fā)次數(shù)"+ (tries-tril));

}

socket.close();

}

/**

* udp連接的服務(wù)器

*/

public void udpServer(){

try {

DatagramSocket socket = new DatagramSocket(30000);

socket.setSoTimeout(TIMEOUT);

DatagramPacket receive = new DatagramPacket(new byte[50], BUFSIZE);

socket.receive(receive);

System.out.println("連接的客戶端IP："+receive.getAddress().getHostAddress()+"端口："+receive.getPort());

byte[]re= receive.getData();

System.out.println("收到的數(shù)據(jù)："+new String(re));

} catch (SocketException e) {

// TODO Auto-generated catch block

e.printStackTrace();

} catch (IOException e) {

// TODO Auto-generated catch block

e.printStackTrace();

}

}

public static void main(String []args){

final UDP udp = new UDP();

Thread thread = new Thread(){

public void run(){

try {

udp.udpclnt();

} catch (SocketException e) {

// TODO Auto-generated catch block

e.printStackTrace();

} catch (UnknownHostException e) {

// TODO Auto-generated catch block

e.printStackTrace();

}

}

};

thread.start();

udp.udpServer();

?

}

}

?

? 總結(jié)：

1、編寫TCP客戶端程序，在實(shí)例化Socket類時(shí)，要注意，底層的TCP協(xié)議只能處理IP協(xié)議，如果傳遞的第一個(gè)參數(shù)是主機(jī)名字而不是你IP地址，Socket類具體實(shí)現(xiàn)的時(shí)候會(huì)將其解析成相應(yīng)的地址，若因?yàn)槟承┰蜻B接失敗，構(gòu)造函數(shù)會(huì)拋出一個(gè)IOException異常。

2、TCP協(xié)議讀寫數(shù)據(jù)時(shí)，read()方法在沒有可讀數(shù)據(jù)時(shí)會(huì)阻塞等待，直到有新的數(shù)據(jù)可讀。另外，TCP協(xié)議并不能確定在read()和write()方法中所發(fā)送信息的界限，接收或發(fā)送的數(shù)據(jù)可能被TCP協(xié)議分割成了多個(gè)部分。說(shuō)到這里，其實(shí)是與內(nèi)部結(jié)構(gòu)相關(guān)的

TCP在發(fā)送之后會(huì)把所有的數(shù)據(jù)復(fù)制到緩沖區(qū)中，而UDP則send之后所有的消息都在發(fā)送途中。

3、編寫TCP服務(wù)器端的程序?qū)⒃赼ccept()方法處阻塞，以等待客戶端的連接請(qǐng)求，一旦取得連接，便要為每個(gè)客戶端的連接建立一個(gè)Socket實(shí)例來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。

4、在UDP程序中，創(chuàng)建DatagramPacket實(shí)例時(shí)，如果沒有指定遠(yuǎn)程主機(jī)地址和端口，則該實(shí)例用來(lái)接收數(shù)據(jù)（盡管可以調(diào)用setXXX()等方法指定），如果指定了遠(yuǎn)程主機(jī)地址和端口，則該實(shí)例用來(lái)發(fā)送數(shù)據(jù)。

5、UDP程序在receive()方法處阻塞，直到收到一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)文或等待超時(shí)。由于UDP協(xié)議是不可靠協(xié)議，如果數(shù)據(jù)報(bào)在傳輸過程中發(fā)生丟失，那么程序?qū)?huì)一直阻塞在receive()方法處，這對(duì)客戶端來(lái)說(shuō)是肯定不行的，為了避免這個(gè)問題，我們?cè)诳蛻舳耸褂肈atagramSocket類的setSoTimeout()方法來(lái)制定receive()方法的最長(zhǎng)阻塞時(shí)間，并指定重發(fā)數(shù)據(jù)報(bào)的次數(shù)，如果每次阻塞都超時(shí)，并且重發(fā)次數(shù)達(dá)到了設(shè)置的上限，則關(guān)閉客戶端。

6、UDP服務(wù)器為所有通信使用同一套接字，這點(diǎn)與TCP服務(wù)器不同，TCP服務(wù)器則為每個(gè)成功返回的accept()方法創(chuàng)建一個(gè)新的套接字。

7、在UDP程序中，DatagramSocket的每一次receive()調(diào)用最多只能接收調(diào)用一次send()方法所發(fā)送的數(shù)據(jù)，而且，不同的receive()方法調(diào)用絕對(duì)不會(huì)返回同一個(gè)send()方法所發(fā)送的額數(shù)據(jù)。

8、在UDP套接字編程中，如果receive()方法在一個(gè)緩沖區(qū)大小為n的DatagramPscket實(shí)例中調(diào)用，而接受隊(duì)列中的第一個(gè)消息長(zhǎng)度大于n，則receive()方法只返回這條消息的前n個(gè)字節(jié)，超出的其他字節(jié)部分將自動(dòng)被丟棄，而且也沒有任何消息丟失的提示。因此，接受者應(yīng)該提供一個(gè)足夠大的緩存空間的DatagramPacket實(shí)例，以完整地存放調(diào)用receive()方法時(shí)應(yīng)用程序協(xié)議所允許的最大長(zhǎng)度的消息。一個(gè)DatagramPacket實(shí)例中所運(yùn)行傳輸?shù)淖畲髷?shù)據(jù)量為65507個(gè)字節(jié)，即UDP數(shù)據(jù)報(bào)文所能負(fù)載的最多數(shù)據(jù)，因此，使用一個(gè)有65600字節(jié)左右緩存數(shù)組的數(shù)據(jù)總是安全的。

9、在UDP套接字編程中，每一個(gè)DatagramPacket實(shí)例都包含一個(gè)內(nèi)部消息長(zhǎng)度值，而該實(shí)例一接收到新消息，這個(gè)長(zhǎng)度值便可能改變（以反映實(shí)際接收的消息的字節(jié)數(shù)）。如果一個(gè)應(yīng)用程序使用同一個(gè)DatagramPacket實(shí)例多次調(diào)用receive()方法，每次調(diào)用前就必須顯式地將消息的內(nèi)部長(zhǎng)度重置為緩沖區(qū)的實(shí)際長(zhǎng)度。

10、另一個(gè)潛在問題的根源是DatagramPacket類的getData()方法,該方法總是返回緩沖區(qū)的原始大小，忽略了實(shí)際數(shù)據(jù)的內(nèi)部偏移量和長(zhǎng)度信息。

11.TCP是需要連接的，UDP不用連接，是不可靠的傳輸，所以使用UDP要重排亂序消息或者處理丟失消息，因此這就加大了服務(wù)器的負(fù)擔(dān)。但是之所以使用UDP是因?yàn)樵趥鬏斝畔⒑苌贂r(shí)，TCP握手花費(fèi)的時(shí)間基本是傳輸?shù)?倍，還有在沒有可靠性要求時(shí)，UDP很靈活。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的基本套接字TCP和UDP的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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