Java基于Socket实现网络编程实例详解
一，网络编程中两个主要的问题
一个是如何准确的定位网络上一台或多台主机，另一个就是找到主机后如何可靠高效的进行数据传输。
在TCP/IP协议中IP层主要负责网络主机的定位，数据传输的路由，由IP地址可以唯一地确定Internet上的一台主机。
而TCP层则提供面向应用的可靠（tcp）的或非可靠（UDP）的数据传输机制，这是网络编程的主要对象，一般不需要关心IP层是如何处理数据的。
目前较为流行的网络编程模型是客户机/服务器（C/S）结构。即通信双方一方作为服务器等待客户提出请求并予以响应。客户则在需要服务时向服务器提出申请。服务器一般作为守护进程始终运行，监听网络端口，一旦有客户请求，就会启动一个服务进程来响应该客户，同时自己继续监听服务端口，使后来的客户也能及时得到服务。
二，两类传输协议：TCP；UDP
TCP是TranferControlProtocol的简称，是一种面向连接的保证可靠传输的协议。通过TCP协议传输，得到的是一个顺序的无差错的数据流。发送方和接收方的成对的两个socket之间必须建立连接，以便在TCP协议的基础上进行通信，当一个socket（通常都是serversocket）等待建立连接时，另一个socket可以要求进行连接，一旦这两个socket连接起来，它们就可以进行双向数据传输，双方都可以进行发送或接收操作。
UDP是UserDatagramProtocol的简称，是一种无连接的协议，每个数据报都是一个独立的信息，包括完整的源地址或目的地址，它在网络上以任何可能的路径传往目的地，因此能否到达目的地，到达目的地的时间以及内容的正确性都是不能被保证的。
比较：
UDP：
- 每个数据报中都给出了完整的地址信息，因此无需要建立发送方和接收方的连接。
- UDP传输数据时是有大小限制的，每个被传输的数据报必须限定在64KB之内。
- UDP是一个不可靠的协议，发送方所发送的数据报并不一定以相同的次序到达接收方
TCP：
- 面向连接的协议，在socket之间进行数据传输之前必然要建立连接，所以在TCP中需要连接时间。
- TCP传输数据大小限制，一旦连接建立起来，双方的socket就可以按统一的格式传输大的数据。
- TCP是一个可靠的协议，它确保接收方完全正确地获取发送方所发送的全部数据。
应用：
- TCP在网络通信上有极强的生命力，例如远程连接（Telnet）和文件传输（FTP）都需要不定长度的数据被可靠地传输。但是可靠的传输是要付出代价的，对数据内容正确性的检验必然占用计算机的处理时间和网络的带宽，因此TCP传输的效率不如UDP高。
- UDP操作简单，而且仅需要较少的监护，因此通常用于局域网高可靠性的分散系统中client/server应用程序。例如视频会议系统，并不要求音频视频数据绝对的正确，只要保证连贯性就可以了，这种情况下显然使用UDP会更合理一些。
三，基于Socket的java网络编程
1，什么是Socket
网络上的两个程序通过一个双向的通讯连接实现数据的交换，这个双向链路的一端称为一个Socket。Socket通常用来实现客户方和服务方的连接。Socket是TCP/IP协议的一个十分流行的编程界面，一个Socket由一个IP地址和一个端口号唯一确定。
但是，Socket所支持的协议种类也不光TCP/IP一种，因此两者之间是没有必然联系的。在Java环境下，Socket编程主要是指基于TCP/IP协议的网络编程。
2，Socket通讯的过程
Server端Listen(监听)某个端口是否有连接请求，Client端向Server端发出Connect(连接)请求，Server端向Client端发回Accept（接受）消息。一个连接就建立起来了。Server端和Client端都可以通过Send，Write等方法与对方通信。
对于一个功能齐全的Socket，都要包含以下基本结构，其工作过程包含以下四个基本的步骤：
（1）创建Socket；
（2）打开连接到Socket的输入/出流；
（3）按照一定的协议对Socket进行读/写操作；
（4）关闭Socket.（在实际应用中，并未使用到显示的close，虽然很多文章都推荐如此，不过在我的程序中，可能因为程序本身比较简单，要求不高，所以并未造成什么影响。）
3，创建Socket
Socket(InetAddressaddress,intport);
Socket(InetAddressaddress,intport,booleanstream);
Socket(Stringhost,intprot);
Socket(Stringhost,intprot,booleanstream);
Socket(SocketImplimpl)
Socket(Stringhost,intport,InetAddresslocalAddr,intlocalPort)
Socket(InetAddressaddress,intport,InetAddresslocalAddr,intlocalPort)
ServerSocket(intport);
ServerSocket(intport,intbacklog);
ServerSocket(intport,intbacklog,InetAddressbindAddr)
其中address、host和port分别是双向连接中另一方的IP地址、主机名和端口号，stream指明socket是流socket还是数据报socket，localPort表示本地主机的端口号，localAddr和bindAddr是本地机器的地址（ServerSocket的主机地址），impl是socket的父类，既可以用来创建serverSocket又可以用来创建Socket。count则表示服务端所能支持的最大连接数。例如：学习视频网http://www.xxspw.com
Socketclient=newSocket("127.0.01.",80);
ServerSocketserver=newServerSocket(80);
注意，在选择端口时，必须小心。每一个端口提供一种特定的服务，只有给出正确的端口，才能获得相应的服务。0~1023的端口号为系统所保留，例如http服务的端口号为80,telnet服务的端口号为21,ftp服务的端口号为23,所以我们在选择端口号时，最好选择一个大于1023的数以防止发生冲突。
在创建socket时如果发生错误，将产生IOException，在程序中必须对之作出处理。所以在创建Socket或ServerSocket是必须捕获或抛出例外。
4，简单的Client/Server程序
1.客户端程序
importjava.io.*;
importjava.net.*;
publicclassTalkClient{
publicstaticvoidmain(Stringargs[]){
try{
Socketsocket=newSocket("127.0.0.1",4700);
//向本机的4700端口发出客户请求
BufferedReadersin=newBufferedReader(newInputStreamReader(System.in));
//由系统标准输入设备构造BufferedReader对象
PrintWriteros=newPrintWriter(socket.getOutputStream());
//由Socket对象得到输出流，并构造PrintWriter对象
BufferedReaderis=newBufferedReader(newInputStreamReader(socket.getInputStream()));
//由Socket对象得到输入流，并构造相应的BufferedReader对象
Stringreadline;
readline=sin.readLine();//从系统标准输入读入一字符串
while(!readline.equals("bye")){
//若从标准输入读入的字符串为"bye"则停止循环
os.println(readline);
//将从系统标准输入读入的字符串输出到Server
os.flush();
//刷新输出流，使Server马上收到该字符串
System.out.println("Client:"+readline);
//在系统标准输出上打印读入的字符串
System.out.println("Server:"+is.readLine());
//从Server读入一字符串，并打印到标准输出上
readline=sin.readLine();//从系统标准输入读入一字符串
}//继续循环
os.close();//关闭Socket输出流
is.close();//关闭Socket输入流
socket.close();//关闭Socket
}catch(Exceptione){
System.out.println("Error"+e);//出错，则打印出错信息
}
}
}
2.服务器端程序
importjava.io.*;
importjava.net.*;
importjava.applet.Applet;
publicclassTalkServer{
publicstaticvoidmain(Stringargs[]){
try{
ServerSocketserver=null;
try{
server=newServerSocket(4700);
//创建一个ServerSocket在端口4700监听客户请求
}catch(Exceptione){
System.out.println("cannotlistento:"+e);
//出错，打印出错信息
}
Socketsocket=null;
try{
socket=server.accept();
//使用accept()阻塞等待客户请求，有客户
//请求到来则产生一个Socket对象，并继续执行
}catch(Exceptione){
System.out.println("Error."+e);
//出错，打印出错信息
}
Stringline;
BufferedReaderis=newBufferedReader(newInputStreamReader(socket.getInputStream()));
//由Socket对象得到输入流，并构造相应的BufferedReader对象
PrintWriteros=newPrintWriter(socket.getOutputStream());
//由Socket对象得到输出流，并构造PrintWriter对象
BufferedReadersin=newBufferedReader(newInputStreamReader(System.in));
//由系统标准输入设备构造BufferedReader对象
System.out.println("Client:"+is.readLine());
//在标准输出上打印从客户端读入的字符串
line=sin.readLine();
//从标准输入读入一字符串
while(!line.equals("bye")){
//如果该字符串为"bye"，则停止循环
os.println(line);
//向客户端输出该字符串
os.flush();
//刷新输出流，使Client马上收到该字符串
System.out.println("Server:"+line);
//在系统标准输出上打印读入的字符串
System.out.println("Client:"+is.readLine());
//从Client读入一字符串，并打印到标准输出上
line=sin.readLine();
//从系统标准输入读入一字符串
}//继续循环
os.close();//关闭Socket输出流
is.close();//关闭Socket输入流
socket.close();//关闭Socket
server.close();//关闭ServerSocket
}catch(Exceptione){
System.out.println("Error:"+e);
//出错，打印出错信息
}
}
}
5，支持多客户的client/server程序
前面的Client/Server程序只能实现Server和一个客户的对话。在实际应用中，往往是在服务器上运行一个永久的程序，它可以接收来自其他多个客户端的请求，提供相应的服务。为了实现在服务器方给多个客户提供服务的功能，需要对上面的程序进行改造，利用多线程实现多客户机制。服务器总是在指定的端口上监听是否有客户请求，一旦监听到客户请求，服务器就会启动一个专门的服务线程来响应该客户的请求，而服务器本身在启动完线程之后马上又进入监听状态，等待下一个客户的到来。