详解Android 基于TCP和UDP协议的Socket通信
2017-11-28 08:31
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本来想讲一下基础的网络通信方面的知识点，发现太枯燥乏味了，不过笔试中也经常会问到这方面的问题，所以关于通信方面的知识点，小编会放到面试中去，因为实战中也就面试会用到这方面知识点
Android与服务器的通信方式主要有两种，一是Http通信，一是Socket通信。两者的最大差异在于，http连接使用的是“请求―响应方式”，即在请求时建立连接通道，当客户端向服务器发送请求后，服务器端才能向客户端返回数据。
而Socket通信中基于TCP/IP协议的通信则是在双方建立起连接后就可以直接进行数据的传输，在连接时可实现信息的主动推送，而不需要每次由客户端想服务器发送请求。而UDP则是提供无连接的数据报服务，UDP在发送数据报前不需建立连接，不对数据报进行检查即可发送数据包
1.什么是Socket？
2.Socket通信模型：
Socket通信实现步骤解析：
Step 1：创建ServerSocket和Socket
Step 2：打开连接到的Socket的输入/输出流
Step 3：按照协议对Socket进行读/写操作
Step 4：关闭输入输出流，以及Socket
好的，我们接下来写一个简单的例子，开启服务端后，客户端点击按钮然后链接服务端， 并向服务端发送一串字符串，表示通过Socket链接上服务器~
一、1.基于TCPSocket服务端的编写：
服务端要做的事有这些：
Step 1 ：创建ServerSocket对象，绑定监听的端口
Step 2 ：调用accept()方法监听客户端的请求
Step 3 ：连接建立后，通过输入流读取客户端发送的请求信息
Step 4 ：通过输出流向客户端发送响应信息 Step 5 ：关闭相关资源
代码实现：
创建一个Java项目，然后把Java代码贴进去即可！这里可以用eclipse来写服务端，as来写安卓端
public class SocketServer {
public static void main(String[] args) throws IOException {
//1.创建一个服务器端Socket，即ServerSocket，指定绑定的端口，并监听此端口
ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(12345);
InetAddress address = InetAddress.getLocalHost();
String ip = address.getHostAddress();
Socket socket = null;
//2.调用accept()等待客户端连接
System.out.println("~~~服务端已就绪，等待客户端接入~，服务端ip地址: " + ip);
socket = serverSocket.accept();
//3.连接后获取输入流，读取客户端信息
InputStream is=null;
InputStreamReader isr=null;
BufferedReader br=null;
OutputStream os=null;
PrintWriter pw=null;
is = socket.getInputStream(); //获取输入流
isr = new InputStreamReader(is,"UTF-8");
br = new BufferedReader(isr);
String info = null;
while((info=br.readLine())!=null){//循环读取客户端的信息
System.out.println("客户端发送过来的信息" + info);
}
socket.shutdownInput();//关闭输入流
socket.close();
}
}
然后我们把代码run起来，控制台会打印：
好的，接下来到Android客户端了！
2.Socket客户端的编写： 客户端要做的事有这些：
Step 1 ：创建Socket对象，指明需要链接的服务器的地址和端号
Step 2 ：链接建立后，通过输出流向服务器发送请求信息
Step 3 ：通过输出流获取服务器响应的信息
Step 4 ：关闭相关资源
代码实现：
MainActivity.java：
public class MainActivity extends AppCompatActivity implements View.OnClickListener {
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);
Button btn_accept = (Button) findViewById(R.id.btn_accept);
btn_accept.setOnClickListener(this);
}
@Override
public void onClick(View v) {
new Thread() {
@Override
public void run() {
try {
acceptServer();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}.start();
}
private void acceptServer() throws IOException {
//1.创建客户端Socket，指定服务器地址和端口
Socket socket = new Socket("172.16.2.54", 12345);
//2.获取输出流，向服务器端发送信息
OutputStream os = socket.getOutputStream();//字节输出流
PrintWriter pw = new PrintWriter(os);//将输出流包装为打印流
//获取客户端的IP地址
InetAddress address = InetAddress.getLocalHost();
String ip = address.getHostAddress();
pw.write("客户端：~" + ip + "~ 接入服务器！！");
pw.flush();
socket.shutdownOutput();//关闭输出流
socket.close();
}
}
因为Android不允许在主线程(UI线程)中做网络操作，所以这里需要我们自己 另开一个线程来连接Socket！
运行结果：
点击按钮后，服务端控制台打印：
3.简易聊天室
那么通过上面的案例，我们就可以做一个简单的聊天软件，这里知道怎么实现的就可以了，实战中我们都是采用的第三方API，比如网易云，我会专门写一个网易云的IM通信
实现的效果图：
先把我们的服务端跑起来：
接着把我们的程序分别跑到两台模拟器上：
接下来我们来写代码：
首先是服务端，就是将读写socket的操作放到自定义线程当中，创建ServerSocket后，循环 调用accept方法，当有新客户端接入，将socket加入集合当中，同时在线程池新建一个线程！
另外，在读取信息的方法中，对输入字符串进行判断，如果为bye字符串，将socket从集合中 移除，然后close掉！
public class Server {
//定义相关的参数,端口,存储Socket连接的集合,ServerSocket对象
//以及线程池
private static final int PORT = 12345;
private List<Socket> mList = new ArrayList<Socket>();
private ServerSocket server = null;
private ExecutorService myExecutorService = null;
public static void main(String[] args) {
new Server();
}
public Server()
{
try
{
server = new ServerSocket(PORT);
//创建线程池
myExecutorService = Executors.newCachedThreadPool();
System.out.println("服务端运行中...\n");
Socket client = null;
while(true)
{
client = server.accept();
mList.add(client);
myExecutorService.execute(new Service(client));
}
}catch(Exception e){e.printStackTrace();}
}
class Service implements Runnable
{
private Socket socket;
private BufferedReader in = null;
private String msg = "";
public Service(Socket socket) {
this.socket = socket;
try
{
in = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
msg = "用户:" +this.socket.getInetAddress() + "~加入了聊天室"
+"当前在线人数:" +mList.size();
this.sendmsg();
}catch(IOException e){e.printStackTrace();}
}
@Override
public void run() {
try{
while(true)
{
if((msg = in.readLine()) != null)
{
if(msg.equals("bye"))
{
System.out.println("~~~~~~~~~~~~~");
mList.remove(socket);
in.close();
msg = "用户:" + socket.getInetAddress()
+ "退出:" +"当前在线人数:"+mList.size();
socket.close();
this.sendmsg();
break;
}else{
msg = socket.getInetAddress() + " 说: " + msg;
this.sendmsg();
}
}
}
}catch(Exception e){e.printStackTrace();}
}
//为连接上服务端的每个客户端发送信息
public void sendmsg()
{
System.out.println(msg);
int num = mList.size();
for(int index = 0;index < num;index++)
{
Socket mSocket = mList.get(index);
PrintWriter pout = null;
try {
pout = new PrintWriter(new BufferedWriter(
new OutputStreamWriter(mSocket.getOutputStream(),"UTF-8")),true);
pout.println(msg);
}catch (IOException e) {e.printStackTrace();}
}
}
}
}
接着到客户端，客户端的难点在于要另外开辟线程的问题，因为Android不允许直接在 主线程中做网络操作，而且不允许在主线程外的线程操作UI，这里的做法是自己新建 一个线程，以及通过Hanlder来更新UI，实际开发不建议直接这样做！！！
布局文件:activity_main.xml：
<LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android" android:layout_width="match_parent" android:layout_height="match_parent" android:orientation="vertical" > <TextView android:layout_width="wrap_content" android:layout_height="wrap_content" android:text="小猪简易聊天室" /> <TextView android:id="@+id/txtshow" android:layout_width="match_parent" android:layout_height="wrap_content" /> <EditText android:id="@+id/editsend" android:layout_width="match_parent" android:layout_height="wrap_content" /> <Button android:id="@+id/btnsend" android:layout_width="match_parent" android:layout_height="wrap_content" android:text="发送" /> </LinearLayout>
MainActivity.java：
public class MainActivity extends AppCompatActivity implements Runnable {
//定义相关变量,完成初始化
private TextView txtshow;
private EditText editsend;
private Button btnsend;
private static final String HOST = "172.16.2.54";
private static final int PORT = 12345;
private Socket socket = null;
private BufferedReader in = null;
private PrintWriter out = null;
private String content = "";
private StringBuilder sb = null;
//定义一个handler对象,用来刷新界面
public Handler handler = new Handler() {
public void handleMessage(Message msg) {
if (msg.what == 0x123) {
sb.append(content);
txtshow.setText(sb.toString());
}
}
;
};
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);
sb = new StringBuilder();
txtshow = (TextView) findViewById(R.id.txtshow);
editsend = (EditText) findViewById(R.id.editsend);
btnsend = (Button) findViewById(R.id.btnsend);
//当程序一开始运行的时候就实例化Socket对象,与服务端进行连接,获取输入输出流
//因为4.0以后不能再主线程中进行网络操作,所以需要另外开辟一个线程
new Thread() {
public void run() {
try {
socket = new Socket(HOST, PORT);
in = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream(), "UTF-8"));
out = new PrintWriter(new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(
socket.getOutputStream())), true);
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}.start();
//为发送按钮设置点击事件
btnsend.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
@Override
public void onClick(View v) {
String msg = editsend.getText().toString();
if (socket.isConnected()) {
if (!socket.isOutputShutdown()) {
out.println(msg);
}
}
}
});
new Thread(MainActivity.this).start();
}
//重写run方法,在该方法中输入流的读取
@Override
public void run() {
try {
while (true) {
if (socket.isConnected()) {
if (!socket.isInputShutdown()) {
if ((content = in.readLine()) != null) {
content += "\n";
handler.sendEmptyMessage(0x123);
}
}
}
}
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
二、基于UDP协议的Socket通信
TCP和UDP最大的区别在于是否需要客户端与服务端建立连接后才能进行 数据传输，
TCP：传输前先开服务端，accept，等客户端接入，然后获得 客户端socket然后进行IO操作，而UDP则不用
UDP：以数据报作为数据的传输载体，在进行传输时 首先要把传输的数据定义成数据报(Datagram)，在数据报中指明数据要到达的Socket(主机地址 和端口号)，然后再将数据以数据报的形式发送出去
1.服务端实现步骤：
Step 1：创建DatagramSocket，指定端口号
Step 2：创建DatagramPacket
Step 3：接收客户端发送的数据信息
Step 4：读取数据
示例代码：
public class UPDServer {
public static void main(String[] args) throws IOException {
/*
* 接收客户端发送的数据
*/
// 1.创建服务器端DatagramSocket，指定端口
DatagramSocket socket = new DatagramSocket(12345);
// 2.创建数据报，用于接收客户端发送的数据
byte[] data = new byte[1024];// 创建字节数组，指定接收的数据包的大小
DatagramPacket packet = new DatagramPacket(data, data.length);
// 3.接收客户端发送的数据
System.out.println("****服务器端已经启动，等待客户端发送数据");
socket.receive(packet);// 此方法在接收到数据报之前会一直阻塞
// 4.读取数据
String info = new String(data, 0, packet.getLength());
System.out.println("我是服务器，客户端说：" + info);
/*
* 向客户端响应数据
*/
// 1.定义客户端的地址、端口号、数据
InetAddress address = packet.getAddress();
int port = packet.getPort();
byte[] data2 = "欢迎您!".getBytes();
// 2.创建数据报，包含响应的数据信息
DatagramPacket packet2 = new DatagramPacket(data2, data2.length, address, port);
// 3.响应客户端
socket.send(packet2);
// 4.关闭资源
socket.close();
}
}
2.客户端实现步骤：
Step 1：定义发送信息
Step 2：创建DatagramPacket，包含将要发送的信息
Step 3：创建DatagramSocket
Step 4：发送数据
public class UDPClient {
public static void main(String[] args) throws IOException {
/*
* 向服务器端发送数据
*/
// 1.定义服务器的地址、端口号、数据
InetAddress address = InetAddress.getByName("localhost");
int port = 8800;
byte[] data = "用户名：admin;密码：123".getBytes();
// 2.创建数据报，包含发送的数据信息
DatagramPacket packet = new DatagramPacket(data, data.length, address, port);
// 3.创建DatagramSocket对象
DatagramSocket socket = new DatagramSocket();
// 4.向服务器端发送数据报
socket.send(packet);
/*
* 接收服务器端响应的数据
*/
// 1.创建数据报，用于接收服务器端响应的数据
byte[] data2 = new byte[1024];
DatagramPacket packet2 = new DatagramPacket(data2, data2.length);
// 2.接收服务器响应的数据
socket.receive(packet2);
// 3.读取数据
String reply = new String(data2, 0, packet2.getLength());
System.out.println("我是客户端，服务器说：" + reply);
// 4.关闭资源
socket.close();
}
}
以上就是本文的全部内容，希望对大家的学习有所帮助，也希望大家多多支持脚本之家。
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