第十課《Socket編程》.ppt

1、第八課Socket編程,2007 iSoftStone Holdings Ltd. All Rights Reserved.,2,1.1 網(wǎng)絡(luò)編程簡(jiǎn)介,網(wǎng)絡(luò)編程 ！= 網(wǎng)站編程 MSN、QQ、聯(lián)眾的游戲這些是網(wǎng)絡(luò)編程 新浪、網(wǎng)易、搜狐這些動(dòng)態(tài)的網(wǎng)頁(yè)、網(wǎng)站都是網(wǎng)站編程。,2007 iSoftStone Holdings Ltd. All Rights Reserved.,3,1.1 網(wǎng)絡(luò)編程簡(jiǎn)介,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 分布在不同地理區(qū)域的計(jì)算機(jī)與專門(mén)的外部設(shè)備用通信線路互連成一個(gè)規(guī)模大、功能強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，從而使眾多的計(jì)算機(jī)可以方便的互相傳遞信息，共享硬件、軟件、數(shù)據(jù)信息等資源。 外部設(shè)備：HUB、交換機(jī)、

2、路由器、網(wǎng)線、調(diào)至解調(diào)器等 網(wǎng)絡(luò)的主要功能 1、資源共享 2、信息傳輸與集中處理 3、綜合信息服務(wù)(萬(wàn)維網(wǎng)、ISDN等),2007 iSoftStone Holdings Ltd. All Rights Reserved.,4,1.1 網(wǎng)絡(luò)編程簡(jiǎn)介,網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)通信必須有一些約定即通信協(xié)議。對(duì)速率、傳輸代碼、代碼結(jié)構(gòu)、傳輸控制步驟等制定標(biāo)準(zhǔn)。 比如人與人之間進(jìn)行交流，就要按約定的語(yǔ)言格式來(lái)進(jìn)行， 否則會(huì)造成交流的困難。 網(wǎng)絡(luò)通信接口 為了使兩點(diǎn)之間能進(jìn)行對(duì)話，必須在它們之間建立通信工具(即接口)，使它們彼此能進(jìn)行信息交換。接口包括兩部分 硬件裝置：實(shí)現(xiàn)結(jié)點(diǎn)之間的信息傳送 軟件

3、裝置：規(guī)定雙方進(jìn)行通信的約定協(xié)議。,2007 iSoftStone Holdings Ltd. All Rights Reserved.,5,1.1 網(wǎng)絡(luò)編程簡(jiǎn)介,分層的思想 由于結(jié)點(diǎn)之間關(guān)系很復(fù)雜，在制定協(xié)議時(shí)，把復(fù)雜成分分解成一些簡(jiǎn)單的成分，再將他們復(fù)合起來(lái)。最常用的復(fù)合方式是層次方式，即同層間可以通信，上一層可以調(diào)用下一層。而與再下一層不發(fā)生關(guān)系。各層互不影響。利于系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和擴(kuò)展。 類(lèi)似于公司的組織結(jié)構(gòu)：董事會(huì)、總經(jīng)理、財(cái)務(wù)經(jīng)理、銷(xiāo)售經(jīng)理等等。只對(duì)上層領(lǐng)導(dǎo)負(fù)責(zé)，不躍層處理問(wèn)題。 參考標(biāo)準(zhǔn)： 1、國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織的開(kāi)放系統(tǒng)互聯(lián)模型 OSI 2、事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)TCP/IP,2007 iSoftSt

4、one Holdings Ltd. All Rights Reserved.,6,1.1 網(wǎng)絡(luò)編程簡(jiǎn)介,2007 iSoftStone Holdings Ltd. All Rights Reserved.,7,1.1 網(wǎng)絡(luò)編程簡(jiǎn)介,2007 iSoftStone Holdings Ltd. All Rights Reserved.,8,1.1 網(wǎng)絡(luò)編程簡(jiǎn)介,類(lèi)似于郵寄信件 把寫(xiě)好的信用信封包好，裝到快遞袋里。再裝到大的郵寄包裹里。然后送到指定地方，打開(kāi)包裹，打開(kāi)快遞袋，撕開(kāi)信紙。最后看到傳過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù) 信。,2007 iSoftStone Holdings Ltd. All Rights Res

5、erved.,9,1.1 網(wǎng)絡(luò)編程簡(jiǎn)介,2007 iSoftStone Holdings Ltd. All Rights Reserved.,10,1.1 網(wǎng)絡(luò)編程簡(jiǎn)介,IP協(xié)議 它是網(wǎng)絡(luò)層的協(xié)議。支持網(wǎng)絡(luò)間互聯(lián)的數(shù)據(jù)報(bào)通信。為我們的每臺(tái)設(shè)備提供了一個(gè)唯一的IP地址。 TCP協(xié)議 是專門(mén)設(shè)計(jì)用于在因特網(wǎng)上提供可靠的、端到端的字節(jié)流通信的協(xié)議。是一種面向連接的協(xié)議。 連接的雙方都確認(rèn)連接后，才會(huì)開(kāi)始發(fā)送數(shù)據(jù)。所以稱是可靠的。,2007 iSoftStone Holdings Ltd. All Rights Reserved.,11,1.1 socket 簡(jiǎn)介,一般的網(wǎng)絡(luò)編程都叫Socket編程。

6、JAVA也如此 包括Windows網(wǎng)絡(luò)編程，unixs網(wǎng)絡(luò)編程等都叫socket編程。 兩個(gè)JAVA應(yīng)用程序可通過(guò)一個(gè)雙向的網(wǎng)絡(luò)通信連接實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換，這個(gè)雙向鏈路的一端稱為一個(gè)Socket. Socket通常用來(lái)實(shí)現(xiàn)ClientServer連接。 J包中定義的兩個(gè)類(lèi)Socket和ServerSocket分別用來(lái)實(shí)現(xiàn)雙向連接的Client和Server端。 建立連接時(shí)所需的尋址信息為遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)的ip地址和端口號(hào)(Port number),2007 iSoftStone Holdings Ltd. All Rights Reserved.,12,1.1 socket 簡(jiǎn)介,端口號(hào)為了區(qū)別一臺(tái)機(jī)子上

7、運(yùn)行的不同應(yīng)用程序。一個(gè)端口號(hào)被一個(gè)程序占用后，其他程序就無(wú)法在使用了。但一個(gè)程序可以占用多個(gè)端口。(我們自己的程序使用1024以上的端口) 80：http21: ftp 110:pop3 25:smtp Socket套接字是網(wǎng)絡(luò)通信的一個(gè)重要機(jī)制, java采用的Socket通信是一種流式套接字通信，它使用TCP協(xié)議，通過(guò)面向連接服務(wù)，實(shí)現(xiàn)客戶機(jī)與服務(wù)器之間的雙向且可靠的通信。系統(tǒng)包提供了ServerSocket類(lèi)和Socket類(lèi)，分別用于客戶端（Client）和服務(wù)器端（Server）。,2007 iSoftStone Holdings Ltd. All Rights Reserved.,

8、13,1.2 Socket通信機(jī)制,1. Socket通信的步驟 使用Socket進(jìn)行Client/Server程序設(shè)計(jì)的一般連接過(guò)程是這樣的：Server端Listen(監(jiān)聽(tīng))某個(gè)端口是否有連接請(qǐng)求，Client端向Server端發(fā)出Connect(連接)請(qǐng)求，Server端向Client端發(fā)回Accept（接受）消息。一個(gè)連接就建立起來(lái)了。Server端和Client端都可以通過(guò)Send，Write等方法與對(duì)方通信。,2007 iSoftStone Holdings Ltd. All Rights Reserved.,14,1.2 Socket通信機(jī)制,對(duì)于一個(gè)功能齊全的Socket，都要

9、包含以下基本結(jié)構(gòu)，其工作過(guò)程包含以下四個(gè)基本的步驟：（1） 創(chuàng)建Socket；（2） 打開(kāi)連接到Socket的輸入/出流；（3） 按照一定的協(xié)議對(duì)Socket進(jìn)行讀/寫(xiě)操作；（4） 關(guān)閉Socket. 在創(chuàng)建socket時(shí)如果發(fā)生錯(cuò)誤，將產(chǎn)生IOException，在程序中必須對(duì)之作出處理。所以在創(chuàng)建Socket或ServerSocket是必須捕獲或拋出例外。,2007 iSoftStone Holdings Ltd. All Rights Reserved.,15,Socket類(lèi)和ServerSocket類(lèi) 包中提供了兩個(gè)類(lèi)： Socket類(lèi)和ServerSocket類(lèi)，分別用于客戶端和服務(wù)

10、器端的通信 ，網(wǎng)絡(luò)通信的方法都封裝在這兩個(gè)類(lèi)中。構(gòu)造方法包括： ServerSocket(int port) /在指定的端口上創(chuàng)建服務(wù)器Socket對(duì)象 ServerSocket(int port,int count) /在指定的端口上創(chuàng)建服務(wù)器Socket對(duì)象,并指定服務(wù)器能夠支持的最大連接數(shù),2007 iSoftStone Holdings Ltd. All Rights Reserved.,16, Socket(InetAddress IP,int port) /使用指定IP地址和端口建立Socket對(duì)象 Socket(String host,int port) /使用指定主機(jī)和端口建立

11、Socket對(duì)象 Socket(InetAddress IP,int port,boolean stream) /使用指定IP地址和端口建立Socket對(duì)象,布爾值stream表示是否采用流式通信方式 實(shí)例: D:TestSocket下的test1,test2,test3,2007 iSoftStone Holdings Ltd. All Rights Reserved.,17,2007 iSoftStone Holdings Ltd. All Rights Reserved.,18,下面是一個(gè)典型的創(chuàng)建客戶端Socket的過(guò)程。trySocket socket=new Socket(127.

12、0.0.1,4700); /是TCP/IP協(xié)議中默認(rèn)的本機(jī)地址catch(IOException e)System.out.println(Error:+e);這是最簡(jiǎn)單的在客戶端創(chuàng)建一個(gè)Socket的一個(gè)小程序段，也是使用Socket進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通訊的第一步，程序相當(dāng)簡(jiǎn)單，在這里不作過(guò)多解釋了。在后面的程序中會(huì)用到該小程序段。,2007 iSoftStone Holdings Ltd. All Rights Reserved.,19,下面是一個(gè)典型的創(chuàng)建Server端ServerSocket的過(guò)程。ServerSocket server=null;try server=new

13、ServerSocket(4700); /創(chuàng)建一個(gè)ServerSocket在端口4700監(jiān)聽(tīng)客戶請(qǐng)求catch(IOException e)System.out.println(“can not listen to :”+e);Socket socket=null;try socket=server.accept(); /accept()是一個(gè)阻塞的方法，,2007 iSoftStone Holdings Ltd. All Rights Reserved.,20,一旦有客戶請(qǐng)求，它就會(huì)返回一個(gè)Socket對(duì)象用于同客戶進(jìn)行交互catch(IOException e)System.out.pri

14、ntln(Error:+e);以上的程序是Server的典型工作模式，只不過(guò)在這里Server只能接收一個(gè)請(qǐng)求，接受完后Server就退出了。實(shí)際的應(yīng)用中總是讓它不停的循環(huán)接收，一旦有客戶請(qǐng)求，Server總是會(huì)創(chuàng)建一個(gè)服務(wù)線程來(lái)服務(wù)新來(lái)的客戶，而自己繼續(xù)監(jiān)聽(tīng)。,2007 iSoftStone Holdings Ltd. All Rights Reserved.,21,程序中accept()是一個(gè)阻塞函數(shù)，所謂阻塞性方法就是說(shuō)該方法被調(diào)用后，將等待客戶的請(qǐng)求，直到有一個(gè)客戶啟動(dòng)并請(qǐng)求連接到相同的端口，然后accept()返回一個(gè)對(duì)應(yīng)于客戶的socket。這時(shí)，客戶方和服務(wù)方都建立了用于通信的s

15、ocket，接下來(lái)就是由各個(gè)socket分別打開(kāi)各自的輸入/輸出流。,2007 iSoftStone Holdings Ltd. All Rights Reserved.,22,類(lèi)Socket提供了方法getInputStream ()和getOutStream()來(lái)得到對(duì)應(yīng)的輸入/輸出流以進(jìn)行讀/寫(xiě)操作，這兩個(gè)方法分別返回InputStream和OutputSteam類(lèi)對(duì)象。為了便于讀/寫(xiě)數(shù)據(jù)，我們可以在返回的輸入/輸出流對(duì)象上建立過(guò)濾流，如DataInputStream、DataOutputStream或PrintStream類(lèi)對(duì)象，對(duì)于文本方式流對(duì)象，可以采用InputStreamRea

16、der和OutputStreamWriter、PrintWirter等處理。,2007 iSoftStone Holdings Ltd. All Rights Reserved.,23,例如： PrintStream os=new PrintStream(new BufferedOutputStreem(socket.getOutputStream(); DataInputStream is=new DataInputStream(socket.getInputStream(); PrintWriter out=new PrintWriter(socket.getOutStream(),tru

17、e); BufferedReader in=new ButfferedReader(new InputSteramReader(Socket.getInputStream();,2007 iSoftStone Holdings Ltd. All Rights Reserved.,24,輸入輸出流是網(wǎng)絡(luò)編程的實(shí)質(zhì)性部分，具體如何構(gòu)造所需要的過(guò)濾流，要根據(jù)需要而定，能否運(yùn)用自如主要看讀者對(duì)Java中輸入輸出部分掌握如何,2007 iSoftStone Holdings Ltd. All Rights Reserved.,25,每一個(gè)Socket存在時(shí)，都將占用一定的資源，在Socket對(duì)象使用完畢

18、時(shí)，要其關(guān)閉。關(guān)閉Socket可以調(diào)用Socket的Close（）方法。在關(guān)閉Socket之前，應(yīng)將與Socket相關(guān)的所有的輸入/輸出流全部關(guān)閉，以釋放所有的資源。而且要注意關(guān)閉的順序，與Socket相關(guān)的所有的輸入/輸出該首先關(guān)閉，然后再關(guān)閉Socket。os.close();is.close();socket.close();,2007 iSoftStone Holdings Ltd. All Rights Reserved.,26,盡管Java有自動(dòng)回收機(jī)制，網(wǎng)絡(luò)資源最終是會(huì)被釋放的。但是為了有效的利用資源，建議讀者按照合理的順序主動(dòng)釋放資源。,2007 iSoftStone Hold

19、ings Ltd. All Rights Reserved.,27,1. 客戶端程序import java.io.*;import .*;public class TalkClient public static void main(String args) try Socket socket=new Socket(,4700); /向本機(jī)的4700端口發(fā)出客戶請(qǐng)求 BufferedReader sin=new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in); /由系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)輸入設(shè)備構(gòu)造BufferedReader對(duì)象PrintW

20、riter os=new PrintWriter(socket.getOutputStream();/由Socket對(duì)象得到輸出流，并構(gòu)造PrintWriter對(duì)象,2007 iSoftStone Holdings Ltd. All Rights Reserved.,28,PrintWriter os=new PrintWriter(socket.getOutputStream();/由Socket對(duì)象得到輸出流，并構(gòu)造PrintWriter對(duì)象 BufferedReader is=new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInput

21、Stream(); /由Socket對(duì)象得到輸入流，并構(gòu)造相應(yīng)的BufferedReader對(duì)象,2007 iSoftStone Holdings Ltd. All Rights Reserved.,29,String readline;readline=sin.readLine(); /從系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)輸入讀入一字符串while(!readline.equals(bye) /若從標(biāo)準(zhǔn)輸入讀入的字符串為 bye則停止循環(huán)os.println(readline); /將從系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)輸入讀入的字符串輸出到Serveros.flush(); /刷新輸出流，使Server馬上收到該字符串System.out.

22、println(Client:+readline); /在系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)輸出上打印讀入的字符串System.out.println(Server:+is.readLine(); /從Server讀入一字符串，并打印到標(biāo)準(zhǔn)輸出上readline=sin.readLine(); /從系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)輸入讀入一字符串 /繼續(xù)循環(huán)os.close(); /關(guān)閉Socket輸出流is.close(); /關(guān)閉Socket輸入流socket.close(); /關(guān)閉Socketcatch(Exception e) System.out.println(Error+e); /出錯(cuò)，則打印出錯(cuò)信息,2007 iSoftSt

23、one Holdings Ltd. All Rights Reserved.,30,os.close(); /關(guān)閉Socket輸出流 is.close(); /關(guān)閉Socket輸入流 socket.close(); /關(guān)閉Socketcatch(Exception e) System.out.println(Error+e); /出錯(cuò)，則打印出錯(cuò)信息,2007 iSoftStone Holdings Ltd. All Rights Reserved.,31,2. 服務(wù)器端程序 import java.io.*;import .*;import java.applet.Applet;public

24、 class TalkServerpublic static void main(String args) tryServerSocket server=null;try server=new ServerSocket(4700); /創(chuàng)建一個(gè)ServerSocket在端口4700監(jiān)聽(tīng)客戶請(qǐng)求catch(Exception e) System.out.println(can not listen to:+e); /出錯(cuò)，打印出錯(cuò)信息 Socket socket=null;trysocket=server.accept(); /使用accept()阻塞等待客戶請(qǐng)求，有客戶/請(qǐng)求到來(lái)則產(chǎn)生一個(gè)So

25、cket對(duì)象，并繼續(xù)執(zhí)行catch(Exception e) System.out.println(Error.+e); /出錯(cuò)，打印出錯(cuò)信息,2007 iSoftStone Holdings Ltd. All Rights Reserved.,32,2. 服務(wù)器端程序 import java.io.*;import .*;import java.applet.Applet;public class TalkServerpublic static void main(String args) tryServerSocket server=null;try server=new ServerSo

26、cket(4700); /創(chuàng)建一個(gè)ServerSocket在端口4700監(jiān)聽(tīng)客戶請(qǐng)求catch(Exception e) System.out.println(can not listen to:+e); /出錯(cuò)，打印出錯(cuò)信息 Socket socket=null;trysocket=server.accept(); /使用accept()阻塞等待客戶請(qǐng)求，有客戶/請(qǐng)求到來(lái)則產(chǎn)生一個(gè)Socket對(duì)象，并繼續(xù)執(zhí)行catch(Exception e) System.out.println(Error.+e); /出錯(cuò)，打印出錯(cuò)信息,2007 iSoftStone Holdings Ltd. All Rights Reserved.,33,String line;BufferedReader is=new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInput