java网络编程基础

时间：2023-03-09 03:04:56
java网络编程基础

前言

　　通过网络进行数据传输时，一般使用TCP/UDP进行数据传输。但是两个的区别就是TCP可靠，UDP不可靠。两个的共同之处就是都需要建立socket套接字，将IP地址和端口port进行绑定。但是服务器和客户端的socket是有点区别的，服务器端需要显示的指定端口号，以便进行数据监听；而客户端只需要指定IP就行，端口号则由操作系统来分配。

基础类

(1) InetAddress类

　　该类就是表示互联网中的IP地址，常用的方法有：

  • getByName(String host) 静态方法，给定主机名来获取IP地址对象
  • getHostAddress()   获取主机的ip地址

(2) InetSocketAddress类

　　这个类一看就可socket有关，他就是用来创建socket套接字，将ip地址和端口进行绑定，主要的用法就是其构造器:

  • 　InetSocketAddress(InetAddress addr, int port)  //如果addr等于null,则表示绑定本机的所有IP
  • 　InetSocketAddress(String hostname,  int port)

服务器端套接字

　　这里只简述TCP套接字，我们先看看如果如何写一个简单的服务器，这里先用linux C来实现。

#include "unp.h"

#include <time.h>

int main(int argc, char** argv){

    int listenfd, connfd;

    socketlen_t len;

    struct sockaddr_in servaddr, cliaddr;

    char buff[MAXLINE];

    time_t ticks;

    //选择协议族创建套接字3,这里是TCP族

    listenfd = Socket(AF_INET, SOCK_STREAM, );

    bzero(&servaddr, sizeof(servaddr));

    servaddr.sin_family = AF_INET;

    //将本机上所有的IP的都进行注册

    servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);

    //指定监听的端口号

    servaddr.sin_port = htons();

    //将赋值好结构体seraddr绑定到套接字上

    Bind(listenfd, (SA *)&servaddr, sizeof(servaddr));

    //打开端口监听,第二个参数表示未完成链接的最大个数(正在进行SYN传输)

    Listen(listenfd, LISTENQ);

    for(;;){

        len = sizeof(cliaddr);

        connfd = Accept(listenfd, (SA *)&cliaddr, &len);

        Write(connfd, buff, strlen(buff));

        Close(connfd);

    }

}

可以看到在用C实现一个TCP服务器时比较复杂，而java就相对简单一些。

  • java服务器
package com.dy.xidian.net;

import java.io.BufferedWriter;

import java.io.IOException;

import java.io.OutputStreamWriter;

import java.net.ServerSocket;

import java.net.Socket;

public class Server {

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

        ServerSocket server = new ServerSocket(8888);

        Socket socket = server.accept();

        String msg = "欢迎使用";

        BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(

                socket.getOutputStream()));

        bw.write(msg);

        bw.flush();

        bw.close();

    }

}
  • java客户端
package com.dy.xidian.net;

import java.io.BufferedReader;

import java.io.IOException;

import java.io.InputStreamReader;

import java.net.Socket;

import java.net.UnknownHostException;

public class Client {

    public static void main(String[] args) throws UnknownHostException,

            IOException {

        Socket client = new Socket("localhost", 8888);

        BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(

                client.getInputStream()));

        String echo = br.readLine();

        System.out.println(echo);

    }

}

分析java套接字

ServerSocket server = new ServerSocket(8888);

我们先看ServerSocket实现方式，其调用了另一个套接字：

public ServerSocket(int port) throws IOException {

        this(port, 50, null);

    }

ServerSocket的重载函数,主要是用InetSocketAddress创建套接字并进行通过bind进行绑定

 public ServerSocket(int port, int backlog, InetAddress bindAddr) throws IOException {

        setImpl();

        if (port < 0 || port > 0xFFFF)

            throw new IllegalArgumentException(

                       "Port value out of range: " + port);

        if (backlog < 1)

          backlog = 50;

        try {

            bind(new InetSocketAddress(bindAddr, port), backlog);

        } catch(SecurityException e) {

            close();

            throw e;

        } catch(IOException e) {

            close();

            throw e;

        }

    }

在进行bind操作时，同时也调用的监听函数，这里只显示一部分

public void bind(SocketAddress endpoint, int backlog) throws IOException {

        //TODO

        try {

            SecurityManager security = System.getSecurityManager();

            if (security != null)

                security.checkListen(epoint.getPort());

            getImpl().bind(epoint.getAddress(), epoint.getPort());

            getImpl().listen(backlog);

            bound = true;

        }

       // TODO

 }

总结

　　通过上面的观察，我们可以发现虽然java在进行网络编程中的代码相对比较简单，但是其内部的整个流程和C是一样的。对服务器而言都需要经历：创建套接字---绑定套接字----监听端口----接受请求。这个值得注意的是listen会将建立好的套接字(刚完成三次握手)放到一个缓冲队列中，而accept会从缓冲队列中取。由于缓冲队列可能满也可能空，所以listen会出现阻塞(表现为拒绝客户端的链接)。当缓冲区空的时候accept则会阻塞。

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