Socket套接字

发送端与接收端是两个独立的运行程序，客户端和服务端也是

Socket概念

常用API

ServerSocket对象

客户端发送文件给服务端，服务端保存并返回“发送成功”给客户端。

Socket概念

端口号与IP地址的组合得出一个网络套接字：Socket。

Socket socket = new Socket(ip，端口号);

通信的两端都要有Socket，是两台机器间通信的端点。

网络通信其实就是Socket间的通信。

Socket允许程序把网络连接当成一个流，数据在两个Socket间通过IO传输。

一般主动发起通信的应用程序属客户端，等待通信请求的为服务端。

socket 一般分为 TCP 网络编程和 UDP 网络编程。

流套接字（stream socket）：使用TCP提供可依赖的字节流服务
数据报套接字（datagram socket）：使用UDP提供“尽力而为”的数据报服务

常用API

常用构造器：

public Socket(InetAddress address,int port)创建一个流套接字并将其连接到指定 IP 地址的指定端口号。
public Socket(String host,int port)创建一个流套接字并将其连接到指定主机上的指定端口号。

常用方法：

public InputStream getInputStream()返回此套接字的输入流。可以用于接收网络消息
public OutputStream getOutputStream()返回此套接字的输出流。可以用于发送网络消息
public InetAddress getInetAddress()此套接字连接到的远程 IP 地址；如果套接字是未连接的，则返回 null。
public InetAddress getLocalAddress()获取套接字绑定的本地地址。即本端的IP地址
public int getPort()此套接字连接到的远程端口号；如果尚未连接套接字，则返回 0。
public int getLocalPort()返回此套接字绑定到的本地端口。如果尚未绑定套接字，则返回 -1。即本端的端口号。
public void close()关闭此套接字。套接字被关闭后，便不可在以后的网络连接中使用（即无法重新连接或重新绑定）。需要创建新的套接字对象。关闭此套接字也将会关闭该套接字的 InputStream 和 OutputStream。

用于标识结束

public void shutdownInput()如果在套接字上调用 shutdownInput() 后从套接字输入流读取内容，则流将返回 EOF（文件结束符）。即不能在从此套接字的输入流中接收任何数据。
public void shutdownOutput()禁用此套接字的输出流。对于 TCP 套接字，任何以前写入的数据都将被发送，并且后跟 TCP 的正常连接终止序列。如果在套接字上调用 shutdownOutput() 后写入套接字输出流，则该流将抛出 IOException。即不能通过此套接字的输出流发送任何数据。

ServerSocket对象

ServerSocket 对象负责等待客户端请求建立套接字连接，类似邮局某个窗口中的业务员。也就是说，服务器必须事先建立一个等待客户请求建立套接字连接的ServerSocket对象。

所谓“接收”客户的套接字请求，就是accept()方法会返回一个 Socket 对象（其实是多个，如果有多个客户端连接服务器的并发）会阻塞线程

 ServerSocket ss = new ServerSocket(9999);//设置一个端口号
 Socket s = ss.accept();

TCP的网络编程

如果想要更好的测试，可以在虚拟机中启动服务器

通过服务器端的Socket和客户端的Socket进行通信

实现流程

基于 TCP 协议的客户端和服务器工作

服务端和客户端初始化 socket，得到文件描述符；
服务端调用 bind，将绑定在 IP 地址和端口;
服务端调用 listen，进行监听；
服务端调用 accept，等待客户端连接；
客户端调用 connect，向服务器端的地址和端口发起连接请求；
服务端 accept 返回用于传输的 socket 的文件描述符；
客户端调用 write 写入数据；服务端调用 read 读取数据；
客户端断开连接时，会调用 close，那么服务端 read 读取数据的时候，就会读取到了 EOF，待处理完数据后，服务端调用 close，表示连接关闭

这里需要注意的是，服务端调用 accept 时，连接成功了会返回一个已完成连接的 socket，后续用来传输数据。

所以，监听的 socket 和真正用来传送数据的 socket，是「两个」 socket，一个叫作监听 socket，一个叫作已完成连接 socket。

成功连接建立之后，双方开始通过 read 和 write 函数来读写数据，就像往一个文件流里面写东西一样。

实现步骤

先启动服务端，再启动客户端，否则会发生异常java.net.ConnectException: Connection refused: connect

客户端向服务器端发送数据

客户端实现步骤：

创建Socket对象，指明服务器端的ip和端口号
获取一个输出流，用于输出数据
写出数据操作
关闭资源

服务器端实现步骤：

创建服务器端的ServerSocket，指明自己的端口号
调用accept()表示接收来自于客户端的socket
获取输入流
读取输入流中的数据
关闭资源

客户端和服务端都有数据发送

与上面只有一端发送数据的区别在于：只有一端发送数据时，发送完信息之后流就关闭了，接收端默认已经收完了信息；但是如果两端都要发送并接收数据，就会出现不知道有没有接收完的情况，导致不能退出while循环，造成阻塞

也就是说，实际上客户端和服务器端在发送完数据之后，都要加一个结束标记，才最安全

添加结束标记

socket.shutdownOutput()
或者使用缓冲流的newLine() 值得注意的是：读取的方法只能是readLine()

 //发送数据
 BufferedWriter bw = new BufferedWriter(
                         new OutputStreamWriter(
                             socket.getOutputStream()));
 bw.writer("你好，使用字符流传输");
 //注意：newLine()和flush()的顺序不要搞错了，先结束后刷新，不然newLine()没有意义，还是会阻塞
 bw.newLine();//插入一个换行符，表示写入的内容结束
 bw.flush();//需要手动刷新，否则数据还在缓冲区中，不会写入数据通道
 
 //关闭流时，只需要关闭最外层的流就可，里面的流会自动关闭
 bw.close();
 
 //接收数据
 InputStream is = socket.getInputStream();
 BufferedRead br = new BufferedReader(new InputStreamReader(is));
 String str = br.readLine();//只能使用readLine()方法读入
 System.out.println(str);
 br.close();

客户端向服务器端发送数据

public class TCPTest {
     //客户端
     @Test
     public void client() {
         Socket socket = null;
         OutputStream os = null;
         try {
             //服务器的IP地址
             InetAddress inet = InetAddress.getByName("127.0.0.1");
             socket = new Socket(inet,8899);
             os = socket.getOutputStream();
             //将数据写入数据通道
             os.write("你好，我是客户端mm".getBytes());
         } catch (UnknownHostException e) {
             e.printStackTrace();
         } catch (IOException e) {
             e.printStackTrace();
         } finally {
             if(os != null){
                 try {
                     os.close();
                 } catch (IOException e) {
                     e.printStackTrace();
                 }
             }
             if(socket != null){
                 try {
                     //socket必须关闭，因为资源有限，如果很多个客户端都不关闭，那么就会造成还有客户端想连接时连接不上的情况
                     socket.close();
                 } catch (IOException e) {
                     e.printStackTrace();
                 }
             }
         }
     }
 
     //服务端
     @Test
     public void server(){
         ServerSocket serverSocket = null;
         Socket socket = null;
         InputStream inputStream = null;
         ByteArrayOutputStream byteArrayOutputStream = null;
         try {
             //在服务器的8899端口监听，等待连接
             serverSocket = new ServerSocket(8899);
             System.out.println("服务端，在8899端口监听，等待连接...");
             //accept()可以返回多个Socket 会阻塞线程
             //如果没有客户端连接，就会阻塞，等待连接
             //如果有客户端连接，就会返回Socket对象，继续执行
             socket = serverSocket.accept();
             inputStream = socket.getInputStream();
             
             //不建议这样写，可能会出现中文乱码问题
 //            byte[] bytes = new byte[1024];
 //            int len;
 //            while ((len = inputStream.read()) != -1){
 //                String str = new String(bytes,0,len);
 //                System.out.println(str);
 //            }
 
             //使用ByteArrayOutputStream，不会立即转换，而是全部输入完之后转换
             byteArrayOutputStream = new ByteArrayOutputStream();
             byte[] bytes = new byte[5];
             int len;
             while ((len = inputStream.read(bytes)) != -1){
                 byteArrayOutputStream.write(bytes,0,len);
             }
             System.out.println(byteArrayOutputStream.toString());
             System.out.println("收到了来自于"+socket.getInetAddress().getHostAddress()+"的数据");
             
             
         } catch (IOException e) {
             e.printStackTrace();
         } finally {
             if(byteArrayOutputStream != null){
                 try {
                     byteArrayOutputStream.close();
                 } catch (IOException e) {
                     e.printStackTrace();
                 }
             }
             if(inputStream != null){
                 try {
                     inputStream.close();
                 } catch (IOException e) {
                     e.printStackTrace();
                 }
             }
             if(socket != null){
                 try {
                     socket.close();
                 } catch (IOException e) {
                     e.printStackTrace();
                 }
             }
             if(serverSocket != null){
                 try {
                     serverSocket.close();
                 } catch (IOException e) {
                     e.printStackTrace();
                 }
             }
         }
     }
 }

客户端向服务器端发送文件

 public class TCPTest2 {
     //客户端
     @Test
     public void client(){
         Socket socket = null;
         OutputStream os = null;
         FileInputStream fis = null;
         try {
             InetAddress inetAddress = InetAddress.getByName("192.168.1.149");//服务器ip地址
             socket = new Socket(inetAddress,8999);
             File file = new File("src\\1.png");
             os = socket.getOutputStream();
             //为了效率高，可以使用处理流包一下，这里先不做处理
             fis = new FileInputStream(file);
             byte[] bytes = new byte[1024];
             int len;
             while ((len = fis.read(bytes)) != -1){
                 os.write(bytes,0,len);
             }
         } catch (UnknownHostException e) {
             e.printStackTrace();
         } catch (IOException e) {
             e.printStackTrace();
         } finally {
             if(fis != null){
                 try {
                     fis.close();
                 } catch (IOException e) {
                     e.printStackTrace();
                 }
             }
             if(os != null){
                 try {
                     os.close();
                 } catch (IOException e) {
                     e.printStackTrace();
                 }
             }
             if(socket != null){
                 try {
                     socket.close();
                 } catch (IOException e) {
                     e.printStackTrace();
                 }
             }
         }
     }
     //客户端
     @Test
     public void server(){
         ServerSocket serverSocket = null;
         Socket socket = null;
         InputStream is = null;
         FileOutputStream fos = null;
         try {
             //设置端口号
             serverSocket = new ServerSocket(8999);
             socket = serverSocket.accept();
             is = socket.getInputStream();
             File newFile = new File("src\\5.png");
             fos = new FileOutputStream(newFile);
             byte[] bytes = new byte[5];
             int len;
             while ((len = is.read(bytes)) != -1){
                 fos.write(bytes,0,len);
             }
         } catch (IOException e) {
             e.printStackTrace();
         } finally {
             if(fos != null){
                 try {
                     fos.close();
                 } catch (IOException e) {
                     e.printStackTrace();
                 }
             }
             if(is != null){
                 try {
                     is.close();
                 } catch (IOException e) {
                     e.printStackTrace();
                 }
             }
             if(socket != null){
                 try {
                     socket.close();
                 } catch (IOException e) {
                     e.printStackTrace();
                 }
             }
             if(serverSocket != null){
                 try {
                     serverSocket.close();
                 } catch (IOException e) {
                     e.printStackTrace();
                 }
             }
         }
     }
 }

客户端发送文件给服务端，服务端保存并返回“发送成功”给客户端。

异常处理不规范

 public class TCPTest3 {
     //客户端
     @Test
     public void client() throws IOException {
         Socket socket = new Socket("192.168.1.149",8990);
         OutputStream os = socket.getOutputStream();
         FileInputStream fis = new FileInputStream("src\\hello1.txt");
         byte[] bytes = new byte[1024];
         int len;
         while ((len = fis.read(bytes)) != -1){
             os.write(bytes,0,len);
         }
         //因为read()方法相当于是一个阻塞方法，需要给一个明确的指示
         //关闭数据的输出即可
         socket.shutdownOutput();
 
         //接收来自服务器端的响应
         InputStream is = socket.getInputStream();
         //避免出现乱码
         ByteArrayOutputStream byteArrayOutputStream = new ByteArrayOutputStream();
         byte[] bytes1 = new byte[20];
         int len1;
         while ((len1 = is.read(bytes1)) != -1){
             byteArrayOutputStream.write(bytes1,0,len1);
         }
         System.out.println(byteArrayOutputStream.toString());
 
         //关闭流
         byteArrayOutputStream.close();
         is.close();
         fis.close();
         os.close();
         socket.close();
     }
     //服务端
     @Test
     public void server() throws IOException {
         ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8990);
         Socket socket = serverSocket.accept();
         InputStream is = socket.getInputStream();
         FileOutputStream fos = new FileOutputStream("src\\new.txt");
         byte[] bytes = new byte[1024];
         int len;
         while ((len = is.read(bytes)) != -1){
             fos.write(bytes,0,len);
         }
         System.out.println("文件传输完成");
 
         //服务器端给客户端反馈
         OutputStream os = socket.getOutputStream();
         os.write("你好，文件我已经收到！".getBytes());
 
         //关闭
         os.close();
         fos.close();
         is.close();
         socket.close();
         serverSocket.close();
     }
 }

重要说明

accept() 和 IO流的读写操作都会造成线程的阻塞问题

socket必须关闭，因为资源有限，如果很多个客户端都不关闭，那么就会造成还有客户端想连接时连接不上的情况

常见报错

java.net.BindException: Address already in use: JVM_Bind

端口号被占用

UDP的网络编程

理论知识

类 DatagramSocket 和 DatagramPacket 实现了基于 UDP 协议网络程序。发送端，接收端

UDP数据报通过数据报套接字 DatagramSocket 发送和接收，系统不保证 UDP数据报一定能够安全送到目的地，也不能确定什么时候可以抵达。

DatagramPacket 对象封装了UDP数据报，在数据报中包含了发送端的IP 地址和端口号以及接收端的IP地址和端口号。

UDP协议中每个数据报都给出了完整的地址信息，因此无须建立发送方和接收方的连接。如同发快递包裹一样。

使用UDP通信时，用DatagramPacket类把要发送的信息打包。

常用API

DatagramSocket

构造方法

public DatagramSocket(int port) 创建数据报套接字并将其绑定到本地主机上的指定端口。套接字将被绑定到通配符地址，IP 地址由内核来选择。
public DatagramSocket(int port,InetAddress laddr) 创建数据报套接字，将其绑定到指定的本地地址。本地端口必须在 0 到 65535 之间（包括两者）。如果 IP 地址为 0.0.0.0，套接字将被绑定到通配符地址，IP 地址由内核选择。

常用方法

public void close() 关闭此数据报套接字。
public void send(DatagramPacket p) 从此套接字发送数据报包。DatagramPacket 包含的信息指示：将要发送的数据、其长度、远程主机的 IP 地址和远程主机的端口号。
public void receive(DatagramPacket p) 从此套接字接收数据报包。当此方法返回时，DatagramPacket 的缓冲区填充了接收的数据。数据报包也包含发送方的 IP 地址和发送方机器上的端口号。此方法在接收到数据报前一直阻塞。数据报包对象的 length 字段包含所接收信息的长度。如果信息比包的长度长，该信息将被截短。
public InetAddress getLocalAddress()获取套接字绑定的本地地址。
public int getLocalPort()返回此套接字绑定的本地主机上的端口号。
public InetAddress getInetAddress()返回此套接字连接的地址。如果套接字未连接，则返回 null。
public int getPort()返回此套接字的端口。如果套接字未连接，则返回 -1。

DatagramPacket

构造方法

public DatagramPacket(byte[] buf,int length) 构造DatagramPacket，用来接收长度为 length 的数据包。 length 参数必须小于等于 buf.length。
public DatagramPacket(byte[] buf,int length,InetAddress address,int port) 构造数据报包，用来将长度为 length 的包发送到指定主机上的指定端口号。length 参数必须小于等于 buf.length。

常用方法

public InetAddress getAddress() 返回某台机器的 IP 地址，此数据报将要发往该机器或者是从该机器接收到的。
public int getPort()返回某台远程主机的端口号，此数据报将要发往该主机或者是从该主机接收到的。
public byte[] getData()返回数据缓冲区。接收到的或将要发送的数据从缓冲区中的偏移量 offset 处开始，持续 length 长度。
public int getLength()返回将要发送或接收到的数据的长度。

实现流程

DatagramSocket与DatagramPacket
建立发送端，接收端
建立数据包
调用Socket的发送、接收方法
关闭Socket

实现步骤

接收端：

在接收端，指定监听的端口。
调用receive()接收数据
调用DatagaramPacket的getData()方法获取数据
关闭socket

发送端：

在发送端，指定接收端的ip地址和端口号
调用send()发送数据
关闭socket

案例实现

因为没有连接，所以不会报连接错误

如果想要可能接收到数据，需要先启动接收端，再启动发送端，接收端就会监听指定的端口号

public class UDPTest {
     //发送端
     @Test
     public void sender() throws IOException {
         DatagramSocket socket =  new DatagramSocket();
         byte[] bytes = "我是UDP发送端".getBytes();
         InetAddress inet = InetAddress.getByName("127.0.0.1");//接收端的IP地址
         DatagramPacket packet = new DatagramPacket(bytes,0,bytes.length,inet,7888);
         socket.send(packet);
         socket.close();
     }
     //接收端
     @Test
     public void receiver() throws IOException {
         DatagramSocket socket = new DatagramSocket(7888);
         byte[] bytes = new byte[100];
         DatagramPacket packet = new DatagramPacket(bytes,bytes.length);
         socket.receive(packet);
         System.out.println(new String(packet.getData(),0,packet.getLength()));
         socket.close();
     }
 }