java 網絡編程

網絡編程是指編寫運行在多個設備（計算機）的程序，這些程序通過網絡進行通信。

java.net 包中 j2se 的 api 包含有類和接口，它們提供低層次的通信細節。你可以直接使用這些類和接口，來專注于解決問題，而不用關注通信細節。

java.net 包中提供了兩種常見的網絡協議的支持：

• tcp：tcp（英語：transmission control protocol，傳輸控制協議） 是一種面向連接的、可靠的、基于字節流的傳輸層通信協議，tcp 層是位于 ip 層之上，應用層之下的中間層。tcp 保障了兩個應用程序之間的可靠通信。通常用于互聯網協議，被稱 tcp / ip。
• udp：udp （英語：user datagram protocol，用戶數據報協議），位于 osi 模型的傳輸層。一個無連接的協議。提供了應用程序之間要發送數據的數據報。由于udp缺乏可靠性且屬于無連接協議，所以應用程序通常必須容許一些丟失、錯誤或重復的數據包。

本教程主要講解以下兩個主題。

• socket 編程：這是使用最廣泛的網絡概念，它已被解釋地非常詳細。
• url 處理：這部分會在另外的篇幅里講，點擊這里更詳細地了解在 java 語言中的 url 處理。

1. socket 編程

套接字使用tcp提供了兩臺計算機之間的通信機制。 客戶端程序創建一個套接字，并嘗試連接服務器的套接字。

當連接建立時，服務器會創建一個 socket 對象。客戶端和服務器現在可以通過對 socket 對象的寫入和讀取來進行通信。

java.net.socket 類代表一個套接字，并且 java.net.serversocket 類為服務器程序提供了一種來監聽客戶端，并與他們建立連接的機制。

以下步驟在兩臺計算機之間使用套接字建立tcp連接時會出現：

• 服務器范例化一個 serversocket 對象，表示通過服務器上的端口通信。
• 服務器調用 serversocket 類的 accept() 方法，該方法將一直等待，直到客戶端連接到服務器上給定的端口。
• 服務器正在等待時，一個客戶端范例化一個 socket 對象，指定服務器名稱和端口號來請求連接。
• socket 類的構造函數試圖將客戶端連接到指定的服務器和端口號。如果通信被建立，則在客戶端創建一個 socket 對象能夠與服務器進行通信。
• 在服務器端，accept() 方法返回服務器上一個新的 socket 引用，該 socket 連接到客戶端的 socket。

連接建立后，通過使用 i/o 流在進行通信，每一個socket都有一個輸出流和一個輸入流，客戶端的輸出流連接到服務器端的輸入流，而客戶端的輸入流連接到服務器端的輸出流。

tcp 是一個雙向的通信協議，因此數據可以通過兩個數據流在同一時間發送.以下是一些類提供的一套完整的有用的方法來實現 socket。

2. serversocket 類的方法

服務器應用程序通過使用 java.net.serversocket 類以獲取一個端口,并且偵聽客戶端請求。

serversocket 類有四個構造方法：

創建非綁定服務器套接字。 如果 serversocket 構造方法沒有拋出異常，就意味著你的應用程序已經成功綁定到指定的端口，并且偵聽客戶端請求。

這里有一些 serversocket 類的常用方法：

3. socket 類的方法

java.net.socket 類代表客戶端和服務器都用來互相溝通的套接字。客戶端要獲取一個 socket 對象通過范例化 ，而 服務器獲得一個 socket 對象則通過 accept() 方法的返回值。

socket 類有五個構造方法.

當 socket 構造方法返回，并沒有簡單的范例化了一個 socket 對象，它實際上會嘗試連接到指定的服務器和端口。

下面列出了一些感興趣的方法，注意客戶端和服務器端都有一個 socket 對象，所以無論客戶端還是服務端都能夠調用這些方法。

4. inetaddress 類的方法

這個類表示互聯網協議(ip)地址。下面列出了 socket 編程時比較有用的方法：

5. socket 客戶端范例

如下的 greetingclient 是一個客戶端程序，該程序通過 socket 連接到服務器并發送一個請求，然后等待一個響應。

import java.net.*;
import java.io.*;
    
public class greetingclient
{
    public static void main(string [] args)
    {
        string servername = args[0];
        int port = integer.parseint(args[1]);
        try
        {
            system.out.println("連接到主機：" + servername + " ，端口號：" + port);
            socket client = new socket(servername, port);
            system.out.println("遠程主機地址：" + client.getremotesocketaddress());
            outputstream outtoserver = client.getoutputstream();
            dataoutputstream out = new dataoutputstream(outtoserver);
    
            out.writeutf("hello from " + client.getlocalsocketaddress());
            inputstream infromserver = client.getinputstream();
            datainputstream in = new datainputstream(infromserver);
            system.out.println("服務器響應： " + in.readutf());
            client.close();
        }catch(ioexception e)
        {
            e.printstacktrace();
        }
    }
}

6. socket 服務端范例

如下的greetingserver 程序是一個服務器端應用程序，使用 socket 來監聽一個指定的端口。

import java.net.*;
import java.io.*;
    
public class greetingserver extends thread
{
    private serversocket serversocket;
    
    public greetingserver(int port) throws ioexception
    {
        serversocket = new serversocket(port);
        serversocket.setsotimeout(10000);
    }
    
    public void run()
    {
        while(true)
        {
            try
            {
            system.out.println("等待遠程連接，端口號為：" + serversocket.getlocalport() + "...");
            socket server = serversocket.accept();
            system.out.println("遠程主機地址：" + server.getremotesocketaddress());
            datainputstream in = new datainputstream(server.getinputstream());
            system.out.println(in.readutf());
            dataoutputstream out = new dataoutputstream(server.getoutputstream());
            out.writeutf("謝謝連接我：" + server.getlocalsocketaddress() + "\ngoodbye!");
            server.close();
            }catch(sockettimeoutexception s)
            {
            system.out.println("socket timed out!");
            break;
            }catch(ioexception e)
            {
            e.printstacktrace();
            break;
            }
        }
    }
    public static void main(string [] args)
    {
        int port = integer.parseint(args[0]);
        try
        {
            thread t = new greetingserver(port);
            t.run();
        }catch(ioexception e)
        {
            e.printstacktrace();
        }
    }
} 

編譯以上兩個 java 文件代碼，并執行以下命令來啟動服務，使用端口號為 6066：

$ javac greetingserver.java 
$ java greetingserver 6066
等待遠程連接，端口號為：6066...

新開一個命令窗口，執行以上命令來開啟客戶端：

$ javac greetingclient.java 
$ java greetingclient localhost 6066
連接到主機：localhost ，端口號：6066
遠程主機地址：localhost/127.0.0.1:6066
服務器響應： 謝謝連接我：/127.0.0.1:6066
goodbye!