一文讲明TCP网络编程、Socket套接字的讲解使用、网络编程案例

1 Socket讲解

• 利用套接字(Socket)开发网络应用程序早已被广泛的采用，以至于成为事实

上的标准。

• 网络上具有唯一标识的IP地址和端口号组合在一起才能构成唯一能识别的标

识符套接字。

• 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分类：

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

Socket类的常用构造器：

• 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。

Socket类的常用方法：

• 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。

• 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。

2 基于Socket的TCP编程

Java语言的基于套接字编程分为服务端编程和客户端编程，其通信模型如图所示：

3 客户端Socket的工作过程包含以下四个基本的步骤

• 创建 Socket：根据指定服务端的 IP 地址或端口号构造 Socket 类对象。若服务器端响应，则建立客户端到服务器的通信线路。若连接失败，会出现异常。

• 打开连接到 Socket的输入/出流： 使用 getInputStream()方法获得输入流，使用

getOutputStream()方法获得输出流，进行数据传输

• 按照一定的协议对Socket进行读写操作:通过输入流读取服务器放入线路的信息

（但不能读取自己放入线路的信息），通过输出流将信息写入线程。

• 关闭Socket:断开客户端到服务器的连接，释放线路

3.1 客户端创建Socket对象

• 客户端程序可以使用Socket类创建对象，创建的同时会自动向服务器方发起连接。Socket的构造器是：

  • Socket(String host,int port)throws UnknownHostException,IOException：向服务器(域名是host。端口号为port)发起TCP连接，若成功，则创建Socket对象，否则抛出异常。

  • Socket(InetAddress address,int port)throws IOException：根据InetAddress对象所表示的

    IP地址以及端口号port发起连接

• 客户端建立socketAtClient对象的过程就是向服务器发出套接字连接请求

4 服务器程序的工作过程包含以下四个基本的步骤：

• 调用ServerSocket(int port)：创建一个服务器端套接字，并绑定到指定端口上。用于监听客户端的请求。

• 调用 accept()：监听连接请求，如果客户端请求连接，则接受连接，返回通信套接字对象。

• 调用 该Socket类对象的 getOutputStream()和getInputStream ()获取输出流和输入流，开始网络数据的发送和接收。

• 关闭ServerSocket和Socket对象：客户端访问结束，关闭通信套接字

4.1 服务器建立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

5 案例实现 客户端和服务端通信

基本思路：

• 客户端和服务端建立连接
• 发送接收数据进行通信
• 关闭连接

具体实现的过程：（提示：需要客户端先发送数据给服务端，服务端在接收数据后，发送数据给客户端，然后客户端接收数据。如果客户端先接收数据后发送数据，会阻塞）

5.1 代码实现

import org.junit.Test;import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;/*** @author zyz* @version 1.0* @data 2023/2/18 12:39* @Description:*/
public class TCPTest4 {@Testpublic void Myclient() throws IOException {//1、准备Scoket，连接服务器，需要指定服务器的IP地址和端口号Socket socket = new Socket("127.0.0.1", 8888);//3、获取输出流，用来发送数据给服务器OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();//2、获取输入流，用来接收服务器发给客户端的数据InputStream inputStream = socket.getInputStream();//4、通信//发送数据outputStream.write("你好，我是客户端发来的数据".getBytes());outputStream.flush();socket.shutdownOutput();//会在流末写一个“流的末尾”标记，对方才能读到-1，否则对方的读取方法会一直阻塞//4、接收byte[] data = new byte[1024];int len;while ((len = inputStream.read(data)) != -1) {System.out.println(new String(data, 0, len));}//5、关闭socket，不再与服务器通信，即断开与服务器的连接//socker关闭，意味着InputStream和OutputStrem也关闭了socket.close();}@Testpublic void MyServer() throws IOException {//1、准备一个ServerSockerServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8888);//2、监听一个客户端的连接。accept()是一个阻塞的方法，如果没有客户端连接，将一直等待Socket socket = serverSocket.accept();System.out.println("一个客户端连接成功");//3、获取输出流，用来发送数据给客户端OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();//获取输入流，用来接收客户端发送给服务器的数据InputStream inputStream = socket.getInputStream();//4、通信//接收数据byte[] data = new byte[1024];int len;while ((len=inputStream.read(data))!=-1){System.out.println(new String(data,0,len));}//发送数据outputStream.write("我是服务端发来的信息".getBytes());outputStream.flush();socket.shutdownOutput();//socker关闭，意味着InputStream和OutputStrem也关闭了socket.close();//6、如果不在接收任何客户端通信，可以关闭ServerSockerserverSocket.close();}
}

5.2 实现结果

6 更多案例分析

6.1 客户端发送信息给服务端，服务端将数据显示在控制台上

代码位置：代码仓库链接

6.2 客户端发送文件给服务端，服务端将文件保存在本地

代码位置：代码仓库链接

6.3 从客户端发送文件给服务端，服务端保存到本地。并返回“发送成功”给客户端

代码位置：代码仓库链接