基于Java语言实现Socket通信

基于Java语言实现Socket通信

由于近日项目需求，需要在服务器中增加Socket通信的功能，接收硬件设备发送的心跳包和相关数据，因此又重新对Java的网络编程进行了复习，根据项目的实际情况做了简化的编程，实现了简单的通信过程。

1. Socket通信原理

源IP地址和目的IP地址以及源端口号和目的端口号的组合称为套接字。其用于标识客户端请求的服务器和服务。

以下是通过Socket套接字实现客户端与服务器端通信的示意图：



在实际应用中，客户端会通过访问服务器的IP和PORT连接到服务器端，这个过程在服务器和客户端之间创建一个Socket，然后通过I/O数据流实现数据传输，也就是Socket的通信过程。

2. 服务器端

服务器端模拟接收硬件设备传输的心跳包（一个长度为10的字节数组），服务器端会获取到心跳包以及硬件设备的地址和端口号。

public class Server extends Thread{
//服务器端口号
private int port;
private ServerSocket server = null;

public Server(){
//创建一个服务器，同时可以接收10个设备发送的数据
server = new ServerSocket(port,10);
System.out.println("Socket服务器启动，开始接受数据");
}

@Override
public void run(){
while (true) {
Socket socket = null;
InputStream inputStream = null;
OutputStream outputStream = null;
byte[] inputData = new byte[1024];
try {
//接收Socket数据
socket = server.accept();
//获取远程采集机的IP和端口号
String remoteAddress = socket.getInetAddress().toString();
int remotePort = socket.getPort();
inputStream = socket.getInputStream();
//获取传入的数据长度
int length = inputStream.read(inputData);
//创建输出流向客户端返回信息
outputStream = socket.getOutputStream();
if (length == 10) {
//如果长度等于10，说明传入的是心跳包
System.out.println("接收到心跳包，客户端信息["+remoteAddress+":"+remotePort+"]");
outputStream.write("success".getBytes());
} else {
System.out.println("接收的信息有误.");
outputStream.write("failed".getBytes());
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
try {
if (inputStream != null) {
inputStream.close();
}
if (outputStream != null) {
outputStream.close();
}
if (socket != null) {
socket.close();
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
//省略Getter和Setter方法
}

3. 客户端

客户端负责每隔一段时间向服务器发送一个心跳包。

public final class Client {
private String address = "";
private int port = 0;

private Socket socket = null;

private Client() {
}

private Client(String address, int port) throws IOException {
this.address = address;
this.port = port;
this.socket = new Socket(address, port);
}

public static byte[] sendCommand(String address, int port, byte[] data) {
Client client = null;
OutputStream outputStream = null;
InputStream inputStream = null;
byte[] recevie = new byte[40];
try {
client = new Client(address, port);
outputStream = client.getSocket().getOutputStream();
outputStream.write(data);
System.out.print("Send Data Success");
inputStream = client.getSocket().getInputStream();
inputStream.read(recevie);
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
try {
inputStream.close();
outputStream.close();
client.getSocket().close();
} catch (IOException ioe) {
System.out.print("IOE when closing resource");
}
}
return recevie;
}

/**
* 测试函数
*/
public static void test() {
for (int i = 0; i < 10; i++) {
//服务器地址和IP
String address = "127.0.0.1";
int port = 9000;
//心跳包
byte[] data = "#$*beat001".getBytes();
String receive = new String(Client.sendCommand(address, port, data));
System.err.println("第" + i + "次发送心跳包" + receive);
try {
//每隔2分钟发送一个心跳包
Thread.sleep(2 * 60 * 1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}

//省略Getter和Setter方法
}

4. 总结

目前的这种方式比较像目前共享单车的通信模式，通过心跳包来获取Client的IP和PORT，然后Server就可以通过心跳包上传的IP和PORT主动的向Client通信了。其他的物联网项目也可以使用这样的方式，这样就可以实现主动的与物联网设备的通信了，只需要规定好协议和传送数据了。