Java基础：三步学会Java Socket编程

第一步　充分理解Socket

　　 1.什么是socket

　　 所谓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。

　　 以J2SDK-1.3为例，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。不管是Socket还是ServerSocket它们的工作都是通过SocketImpl类及其子类完成的。

　　 重要的Socket API：

　　 java.net.Socket继承于java.lang.Object，有八个构造器，其方法并不多，下面介绍使用最频繁的三个方法，其它方法大家可以见JDK-1.3文档。

　　 . 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。

　　 2.如何开发一个Server-Client模型的程序

　　 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。

　　 ｛建立服务器｝

import
java.net.*;

import java.io.*;

public class Server

{

private ServerSocket ss;

private Socket socket;

private BufferedReader in;

private PrintWriter out;

public Server()

{

try

{

ss = new ServerSocket(10000);

while (true)

{

socket = ss.accept();

in = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));

out = new PrintWriter(socket.getOutputStream(),true);

String line = in.readLine();

out.println("you input is :" + line);

out.close();

in.close();

socket.close();

}

ss.close();

}

catch (IOException e)

{}

}

public static void main(String[] args)

{

new Server();

}

}

　　 这个程序建立了一个服务器，它一直监听10000端口，等待用户连接。在建立连接后给客户端返回一段信息，然后结束会话。这个程序一次只能接受一个客户连接。

　 ｛建立客户端｝

import
java.io.*;

import java.net.*;

public class Client

{

Socket socket;

BufferedReader in;

PrintWriter out;

public Client()

{

try

{

socket = new Socket("xxx.xxx.xxx.xxx", 10000);

in = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));

out = new PrintWriter(socket.getOutputStream(),true);

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

out.println(line.readLine());

line.close();

out.close();

in.close();

socket.close();

}

catch (IOException e)

{}

}

public static void main(String[] args)

{

new Client();

}

}

　　 这个客户端连接到地址为xxx.xxx.xxx.xxx的服务器，端口为10000，并从键盘输入一行信息，发送到服务器，然后接受服务器的返回信息，最后结束会话。

第二步　多个客户同时连接

　　 在实际的网络环境里，同一时间只对一个用户服务是不可行的。一个优秀的网络服务程序除了能处理用户的输入信息，还必须能够同时响应多个客户端的连接请求。在java中，实现以上功能特点是非常容易的。

　　 设计原理：

　　 主程序监听一端口，等待客户接入；同时构造一个线程类，准备接管会话。当一个Socket会话产生后，将这个会话交给线程处理，然后主程序继续监听。运用Thread类或Runnable接口来实现是不错的办法。

　　 ｛实现消息共享｝

import
java.io.*;

import java.net.*;

public class Server extends ServerSocket

{

private static final int SERVER_PORT = 10000;

public Server() throws IOException

{

super(SERVER_PORT);

try

{

while (true)

{

Socket socket = accept();

new CreateServerThread(socket);

}

}

catch (IOException e)

{}

finally

{

close();

}

}

//--- CreateServerThread

class CreateServerThread extends Thread

{

private Socket client;

private BufferedReader in;

private PrintWriter out;

public CreateServerThread(Socket s) throws IOException

{

client = s;

in = new BufferedReader(new InputStreamReader(client.getInputStream(), "GB2312"));

out = new PrintWriter(client.getOutputStream(), true);

out.println("--- Welcome ---");

start();

}

public void run()

{

try

{

String line = in.readLine();

while (!line.equals("bye"))

{

String msg = createMessage(line);

out.println(msg);

line = in.readLine();

}

out.println("--- See you, bye! ---");

client.close();

}

catch (IOException e)

{}

}

private String createMessage(String line)

{

xxxxxxxxx;

}

}

public static void main(String[] args) throws IOException

{

new Server();

}

}

　　 这个程序监听10000端口，并将接入交给CreateServerThread线程运行。CreateServerThread线程接受输入，并将输入回应客户，直到客户输入"bye"，线程结束。我们可以在createMessage方法中，对输入进行处理，并产生结果，然后把结果返回给客户。 第三步 实现信息共享:在Socket上的实时交流

　　 网络的伟大之一也是信息共享，Server可以主动向所有Client广播消息，同时Client也可以向其它Client发布消息。下面看看如何开发一个可以实时传递消息的程序。

　　 设计原理：

　　 服务器端接受客户端的连接请求，同时启动一个线程处理这个连接，线程不停的读取客户端输入，然后把输入加入队列中，等候处理。在线程启动的同时将线程加入队列中，以便在需要的时候定位和取出。

　　 ｛源码｝

import
java.io.*;

import java.net.*;

import java.util.*;

import java.lang.*;

public class Server extends ServerSocket

{

private static ArrayList User_List = new ArrayList();

private static ArrayList Threader = new ArrayList();

private static LinkedList Message_Array = new LinkedList();

private static int Thread_Counter = 0;

private static boolean isClear = true;

protected static final int SERVER_PORT = 10000;

protected FileOutputStream LOG_FILE = new FileOutputStream("d:/connect.log", true);

public Server() throws FileNotFoundException, IOException

{

super(SERVER_PORT);

new Broadcast();

//append connection log

Calendar now = Calendar.getInstance();

String str = "[" + now.getTime().toString() + "] Accepted a connection\015\012";

byte[] tmp = str.getBytes();

LOG_FILE.write(tmp);

try

{

while (true)

{

Socket socket = accept();

new CreateServerThread(socket);

}

}

finally

{

close();

}

}

public static void main(String[] args) throws IOException

{

new Server();

}

//--- Broadcast

class Broadcast extends Thread

{

public Broadcast()

{

start();

}

public void run()

{

while (true)

{

if (!isClear)

{

String tmp = (String)Message_Array.getFirst();

for (int i = 0; i < Threader.size(); i++)

{

CreateServerThread client = (CreateServerThread)Threader.get(i);

client.sendMessage(tmp);

}

Message_Array.removeFirst();

isClear = Message_Array.size() > 0 ? false : true;

}

}

}

}

//--- CreateServerThread

class CreateServerThread extends Thread

{

private Socket client;

private BufferedReader in;

private PrintWriter out;

private String Username;

public CreateServerThread(Socket s) throws IOException

{

client = s;

in = new BufferedReader(new InputStreamReader(client.getInputStream()));

out = new PrintWriter(client.getOutputStream(), true);

out.println("--- Welcome to this chatroom ---");

out.println("Input your nickname:");

start();

}

public void sendMessage(String msg)

{

out.println(msg);

}

public void run()

{

try

{

int flag = 0;

Thread_Counter++;

String line = in.readLine();

while (!line.equals("bye"))

{

if (line.equals("l"))

{

out.println(listOnlineUsers());

line = in.readLine();

continue;

}

if (flag++ == 0)

{

Username = line;

User_List.add(Username);

out.println(listOnlineUsers());

Threader.add(this);

pushMessage("[< " + Username + " come on in >]");

}

else

{

pushMessage("<" + Username + ">" + line);

}

line = in.readLine();

}

out.println("--- See you, bye! ---");

client.close();

}

catch (IOException e)

{}

finally

{

try

{

client.close();

}

catch (IOException e)

{}

Thread_Counter--;

Threader.remove(this);

User_List.remove(Username);

pushMessage("[< " + Username + " left>]");

}

}

private String listOnlineUsers()

{

String s ="-+- Online list -+-\015\012";

for (int i = 0; i < User_List.size(); i++)

{

s += "[" + User_List.get(i) + "]\015\012";

}

s += "-+---------------------+-";

return s;

}

private void pushMessage(String msg)

{

Message_Array.addLast(msg);

isClear = false;

}

}

}

　　 这就是程序运行后，多用户登陆并且输入信息后的屏幕。实现了信息的实时广播。用户输入"l"就可以列出在线人员表。