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聊聊Socket、TCP/IP、HTTP、FTP及网络编程

陶邦仁
 陶邦仁
发布于 2016/04/07 17:50
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#0 系列目录#

#1 这些都是什么# 既然是网络传输,涉及几个系统之间的交互,那么首先要考虑的是如何准确的定位到网络上的一台或几台主机,另一个是如何进行可靠高效的数据传输。这里就要使用到TCP/IP协议

##1.1 TCP/IP协议组## TCP/IP协议(传输控制协议)由网络层的IP协议和传输层的TCP协议组成

IP层负责网络主机的定位,数据传输的路由,由IP地址可以唯一的确定Internet上的一台主机。

TCP层负责面向应用的可靠的或非可靠的数据传输机制,这是网络编程的主要对象。

TCP/IP是个协议组,可分为三个层次:网络层、传输层和应用层

网络层:IP协议、ICMP协议、ARP协议、RARP协议和BOOTP协议;

传输层:TCP协议与UDP协议;

应用层:FTP、HTTP、TELNET、SMTP、DNS等协议;

输入图片说明

HTTP是应用层协议,其传输都是被包装成TCP协议传输。可以用SOCKET实现HTTP。SOCKET是实现传输层协议的一种编程API,可以是TCP,也可以是UDP。

##1.2 TCP## TCP --- 传输控制协议,提供的是面向连接、可靠的字节流服务。当客户和服务器彼此交换数据前,必须先在双方之间建立一个TCP连接,之后才能传输数据。TCP提供超时重发,丢弃重复数据,检验数据,流量控制等功能,保证数据能从一端传到另一端。 理想状态下,TCP连接一旦建立,在通信双方中的任何一方主动关闭连接前,TCP 连接都将被一直保持下去。断开连接时服务器和客户端均可以主动发起断开TCP连接的请求。

TCP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server socket)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。

TCP特点:

  1. TCP是面向连接的协议,通过三次握手建立连接,通讯完成时要拆除连接,由于TCP是面向连接协议,所以只能用于点对点的通讯。而且建立连接也需要消耗时间和开销。

  2. TCP传输数据无大小限制,进行大数据传输

  3. TCP是一个可靠的协议,它能保证接收方能够完整正确地接收到发送方发送的全部数据。

要了解TCP,一定要知道"三次握手,四次拜拜"所谓的三次握手,就是发送数据前必须建立的连接叫三次握手,握手完了才开始发的,这也就是面向连接的意思。

第一次握手:客户端发送syn包(syn=j)到服务器,并进入SYN_SEND状态,等待服务器确认;

第二次握手:服务器收到syn包,必须确认客户的SYN(ack=j+1),同时自己也发送一个SYN包(syn=k),即SYN+ACK包,此时服务器进入SYN_RECV状态;

第三次握手:客户端收到服务器的SYN+ACK包,向服务器发送确认包ACK(ack=k+1),此包发送完毕,客户端和服务器进入ESTABLISHED状态,完成三次握手;

【适用情况】

TCP发送的包有序号,对方收到包后要给一个反馈,如果超过一定时间还没收到反馈就自动执行超时重发,因此TCP最大的优点是可靠。一般网页(http)、邮件(SMTP)、远程连接(Telnet)、文件(FTP)传送就用TCP

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。

##1.3 UDP##

UDP --- 用户数据报协议,是一个无连接的简单的面向数据报的运输层协议。UDP不提供可靠性,它只是把应用程序传给IP层的数据报发送出去,但是并不能保证它们能到达目的地。由于UDP在传输数据报前不用在客户和服务器之间建立一个连接,且没有超时重发等机制,故而传输速度很快。

UDP是一种面向无连接的协议,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

UDP特点:

  1. UDP是面向无连接的通讯协议,UDP数据包括目的端口号和源端口号信息,由于通讯不需要连接,所以可以实现广播发送。

  2. UDP传输数据时有大小限制,每个被传输的数据报必须限定在64KB之内

  3. 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。

【适用情况】

UDP是面向消息的协议,通信时不需要建立连接,数据的传输自然是不可靠的,UDP一般用于多点通信和实时的数据业务,比如语音广播、视频、QQ、TFTP(简单文件传送)、SNMP(简单网络管理协议)、RTP(实时传送协议)RIP(路由信息协议,如报告股票市场,航空信息)、DNS(域名解释)。注重速度流畅。

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。

##1.4 Socket##

Socket通常也称作"套接字",用于描述IP地址和端口,是一个通信链的句柄。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,一个Socket由一个IP地址和一个端口号唯一确定。应用程序通常通过"套接字"向网络发出请求或者应答网络请求。Socket是TCP/IP协议的一个十分流行的编程界面,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

Socket通讯过程:服务端监听某个端口是否有连接请求,客户端向服务端发送连接请求,服务端收到连接请求向客户端发出接收消息,这样一个连接就建立起来了。客户端和服务端都可以相互发送消息与对方进行通讯。

Socket是应用层与TCP/IP协议族通信的中间软件抽象层,它是一组接口。在设计模式中,Socket其实就是一个门面模式,它把复杂的TCP/IP协议族隐藏在Socket接口后面,对用户来说,一组简单的接口就是全部,让Socket去组织数据,以符合指定的协议

由于通常情况下Socket连接就是TCP连接,因此Socket连接一旦建立,通信双方即可开始相互发送数据内容,直到双方连接断开。但在实际网络应用中,客户端到服务器之间的通信往往需要穿越多个中间节点,例如路由器、网关、防火墙等,大部分防火墙默认会关闭长时间处于非活跃状态的连接而导致 Socket 连接断连,因此需要通过轮询告诉网络,该连接处于活跃状态

  1. 套接字(socket)概念:

套接字(socket)是通信的基石,是支持TCP/IP协议的网络通信的基本操作单元。它是网络通信过程中端点的抽象表示,包含进行网络通信必须的五种信息:连接使用的协议,本地主机的IP地址,本地进程的协议端口,远地主机的IP地址,远地进程的协议端口

应用层通过传输层进行数据通信时,TCP会遇到同时为多个应用程序进程提供并发服务的问题。多个TCP连接或多个应用程序进程可能需要通过同一个TCP协议端口传输数据。为了区别不同的应用程序进程和连接,许多计算机操作系统为应用程序与TCP/IP协议交互提供了套接字(Socket)接口应用层可以和传输层通过Socket接口,区分来自不同应用程序进程或网络连接的通信,实现数据传输的并发服务

  1. 建立socket连接:

建立Socket连接至少需要一对套接字,其中一个运行于客户端,称为ClientSocket ,另一个运行于服务器端,称为ServerSocket

套接字之间的连接过程分为三个步骤:服务器监听,客户端请求,连接确认

服务器监听:服务器端套接字并不定位具体的客户端套接字,而是处于等待连接的状态,实时监控网络状态,等待客户端的连接请求

客户端请求:指客户端的套接字提出连接请求,要连接的目标是服务器端的套接字。为此,客户端的套接字必须首先描述它要连接的服务器的套接字,指出服务器端套接字的地址和端口号,然后就向服务器端套接字提出连接请求。

连接确认当服务器端套接字监听到或者说接收到客户端套接字的连接请求时,就响应客户端套接字的请求,建立一个新的线程,把服务器端套接字的描述发给客户端,一旦客户端确认了此描述,双方就正式建立连接。而服务器端套接字继续处于监听状态,继续接收其他客户端套接字的连接请求。

  1. SOCKET连接与TCP连接

创建Socket连接时,可以指定使用的传输层协议,Socket可以支持不同的传输层协议(TCP或UDP),当使用TCP协议进行连接时,该Socket连接就是一个TCP连接。

【适用情况】

很多情况下,需要服务器端主动向客户端推送数据,保持客户端与服务器数据的实时与同步。此时若双方建立的是Socket连接,服务器就可以直接将数据传送给客户端;

##1.5 HTTP## HTTP协议是建立在TCP协议之上的一种应用,HTTP连接使用的是“请求—响应”的方式,不仅在请求时需要先建立TCP连接,而且需要客户端向服务器发出请求后,请求中包含请求方法、URI、协议版本以及相关的MIME样式的消息,服务器端才能回复数据,包含消息的协议版本、一个成功和失败码以及相关的MIME式样的消息在请求结束后,会主动释放连接。从建立连接到关闭连接的过程称为“一次连接”。由于HTTP在每次请求结束后都会主动释放连接,因此HTTP连接是一种“短连接”,要保持客户端程序的在线状态,需要不断地向服务器发起连接请求。通常的做法是即时不需要获得任何数据,客户端也保持每隔一段固定的时间向服务器发送一次“保持连接”的请求,服务器在收到该请求后对客户端进行回复,表明知道客户端“在线”。若服务器长时间无法收到客户端的请求,则认为客户端“下线”,若客户端长时间无法收到服务器的回复,则认为网络已经断开。

HTTP/1.0为每一次HTTP的请求/响应建立一条新的TCP链接因此一个包含HTML内容和图片的页面将需要建立多次的短期的TCP链接。一次TCP链接的建立将需要3次握手。

另外,为了获得适当的传输速度,则需要TCP花费额外的回路链接时间(RTT)。每一次链接的建立需要这种经常性的开销,而其并不带有实际有用的数据,只是保证链接的可靠性,因此HTTP/1.1提出了可持续链接的实现方法。HTTP/1.1将只建立一次TCP的链接而重复地使用它传输一系列的请求/响应消息,因此减少了链接建立的次数和经常性的链接开销

结论:HTTP是应用层协议,其传输都是被包装成TCP协议传输。可以用SOCKET实现HTTP。SOCKET是实现传输层协议的一种编程API,可以是TCP,也可以是UDP

【适用情况】

若双方建立的是HTTP连接,则服务器需要等到客户端发送一次请求后才能将数据传回给客户端,因此,客户端定时向服务器端发送连接请求,不仅可以保持在线,同时也是在“询问”服务器是否有新的数据,如果有就将数据传给客户端。

##1.6 FTP## 文件传输协议(File Transfer Protocol, FTP)是TCP/IP网络上两台计算机传送文件的协议,FTP是在TCP/IP网络和INTERNET上最早使用的协议之一,它属于网络协议组的应用层。FTP客户机可以给服务器发出命令来下载文件,上载文件,创建或改变服务器上的目录。

#2 N层交换技术# ##2.1 二层交换## 交换原理:根据第二层数据链路层的MAC地址来实现端到端的数据交换

工作流程:

(1)交换机某端口收到数据包,读取源MAC地址,得到源MAC地址机器所连端口;

(2)读取目的MAC地址,在地址表中查找对应端口;

(3)如果地址表中有目的MAC地址对应端口,直接复制数据至此端口;

(4)如果地址表中没有目的MAC地址对应端口,广播所有端口,当目的机器回应时,更新地址表,下次就不需要广播了;

不断的循环上述过程,全网的MAC地址信息都可以学习到,二层交换机就这样学习和维护它的地址表。第二层交换机根据MAC选择端口转发数据,算法又很简单,其方便采用廉价芯片实现,且速度快。

##2.2 三层交换## 交换原理:根据第三层网络层的IP地址来完成端到端的数据交换

场景:A(ip1) => 三层交换机 =>B(ip2)

工作流程:

(1)A发数据给B,根据B的ip地址+子网掩码,A能够判断出B和自己是否在同一个网段;

(2)B如果和A在同一个网段内,但A不知道B的MAC地址,A会发送一个ARP请求,以获取B的MAC地址,并根据MAC通过二层交换机将数据发送给B;

(3)B如果和A不在同一个网段内,且不知道B的MAC地址,A会将数据包发送给网关(A的本地一定有网关的MAC地址)。网关收到数据包后,将源MAC地址会修改为网关自己的MAC地址,目的IP对应的MAC地址为目的MAC地址,以完成数据交换。

看似第三层交换机是第二层交换机+路由功能的组合,实际并非这样:数据通过第三层转发设备后,会记录IP与MAC的映射关系,下次需要转发时,不会再经过第三层设备

##2.3 四层交换## 二层和三层交换设备都是基于端到端的交换,这种基于IP和MAC地址的交换技术,有着很高效传输率,但是缺乏根据目的主机应用需求动态交换数据的功能

四层设备不但能够完成端到端的交换,还能够根据目的主机的应用特点,分配或限制其流量

四层设备基于传输层数据包交换,是一类建立在TCP/IP应用层至上,实现用户应用需求的设备;它实现一类应用层的访问控制与质量保证服务,与其说它是硬件设备,不如说它是软件网络管理系统

四层交换核心技术

  1. 包过滤

利用四层信息定义过滤规则,能够控制指定端口的TCP/UDP通信,它可以在高速芯片中实现,极大提高包过滤速率;

  1. 包优先级

三层以下设备只有MAC,PORT,IP等信息,因为缺乏四层信息,无法确认TCP/IP等四层优先级信息;四层设备允许基于目的地址/端口(即应用服务)的组合来区分优先级

  1. 负载均衡

将附加有负载均衡服务的IP地址,通过不同的物理服务做成一个集群,提供相同的服务,并将其定义为一个单独的虚拟服务器;

这个虚拟服务器是一个有独立IP的逻辑服务器,用户数据流只需要流向虚拟服务器IP,而不与物理服务器进行通信;

只有通过交换机执行网络地址转换(NAT)后,才能得到真实访问;

虚拟服务器组里转换通信流量实现均衡,其中具体关系到OSPF、RIP、VRRP等协议

  1. 主机备用连接

同(3)所含技术类似,可以实现主备同IP自动切换;

##2.4 七层交换##

交换原理:比四层更进一步,可以根据应用层的数据报文来完成更多的复杂交换功能(例如根据http报文路由)。由于七层交换还没有具体的标准,文章也不多展开啦。

#3 JDK Socket# 在java.net包下有两个类:Socket和ServerSocket。ServerSocket用于服务器端,Socket是建立网络连接时使用的。在连接成功时,应用程序两端都会产生一个Socket实例,操作这个实例,完成所需的会话。对于一个网络连接来说,套接字是平等的,并没有差别,不因为在服务器端或在客户端而产生不同级别。不管是Socket还是ServerSocket它们的工作都是通过SocketImpl类及其子类完成的。

列出几个常用的构造方法:

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
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(InetAddress address,int port, InetAddress localAddr,int localPort); //创建一个套接字并将其连接到指定远程地址上的指定远程端口
Socket(String host,int port, InetAddress localAddr,int localPort); //创建一个套接字并将其连接到指定远程主机上的指定远程端口
Socket(SocketImpl impl); //使用用户指定的 SocketImpl 创建一个未连接 Socket
 
ServerSocket(int port); //创建绑定到特定端口的服务器套接字
ServerSocket(int port,int backlog); //利用指定的 backlog 创建服务器套接字并将其绑定到指定的本地端口号
ServerSocket(int port,int backlog, InetAddress bindAddr); //使用指定的端口、侦听 backlog 和要绑定到的本地 IP地址创建服务器

构造方法的参数中,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。

注意:必须小心选择端口号。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

几个重要的Socket方法:

public InputStream getInputStream(); //方法获得网络连接输入,同时返回一个IutputStream对象实例
public OutputStream getOutputStream(); //方法连接的另一端将得到输入,同时返回一个OutputStream对象实例
public Socket accept(); //用于产生"阻塞",直到接受到一个连接,并且返回一个客户端的Socket对象实例。

"阻塞"是一个术语,它使程序运行暂时"停留"在这个地方,直到一个会话产生,然后程序继续;通常"阻塞"是由循环产生的。

注意:其中getInputStream和getOutputStream方法均会产生一个IOException,它必须被捕获,因为它们返回的流对象,通常都会被另一个流对象使用。

#4 基本的Client/Server程序# 以下是一个基本的客户端/服务器端程序代码。主要实现了服务器端一直监听某个端口,等待客户端连接请求。客户端根据IP地址和端口号连接服务器端,从键盘上输入一行信息,发送到服务器端,然后接收服务器端返回的信息,最后结束会话。这个程序一次只能接受一个客户连接。

客户端程序:

package sock;
 
import java.io.BufferedReader;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.PrintWriter;
import java.net.Socket;
  
public class SocketClient {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            /** 创建Socket*/
            // 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(本处是本机)
            Socket socket =new Socket("127.0.0.1",2013);
            // 60s超时
            socket.setSoTimeout(60000);
  
            /** 发送客户端准备传输的信息 */
            // 由Socket对象得到输出流,并构造PrintWriter对象
            PrintWriter printWriter =new PrintWriter(socket.getOutputStream(),true);
            // 将输入读入的字符串输出到Server
            BufferedReader sysBuff =new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
            printWriter.println(sysBuff.readLine());
            // 刷新输出流,使Server马上收到该字符串
            printWriter.flush();
  
            /** 用于获取服务端传输来的信息 */
            // 由Socket对象得到输入流,并构造相应的BufferedReader对象
            BufferedReader bufferedReader =new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
            // 输入读入一字符串
            String result = bufferedReader.readLine();
            System.out.println("Server say : " + result);
  
            /** 关闭Socket*/
            printWriter.close();
            bufferedReader.close();
            socket.close();
        }catch (Exception e) {
            System.out.println("Exception:" + e);
        }
    }
}

服务器端程序:

package sock;
import java.io.BufferedReader;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.PrintWriter;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
  
public class SocketServer {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            /** 创建ServerSocket*/
            // 创建一个ServerSocket在端口2013监听客户请求
            ServerSocket serverSocket =new ServerSocket(2013);
            while (true) {
                // 侦听并接受到此Socket的连接,请求到来则产生一个Socket对象,并继续执行
                Socket socket = serverSocket.accept();
  
                /** 获取客户端传来的信息 */
                // 由Socket对象得到输入流,并构造相应的BufferedReader对象
                BufferedReader bufferedReader =new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
                // 获取从客户端读入的字符串
                String result = bufferedReader.readLine();
                System.out.println("Client say : " + result);
  
                /** 发送服务端准备传输的 */
                // 由Socket对象得到输出流,并构造PrintWriter对象
                PrintWriter printWriter =new PrintWriter(socket.getOutputStream());
                printWriter.print("hello Client, I am Server!");
                printWriter.flush();
  
                /** 关闭Socket*/
                printWriter.close();
                bufferedReader.close();
                socket.close();
            }
        }catch (Exception e) {
            System.out.println("Exception:" + e);
        }finally{
            //serverSocket.close();
        }
    }
}

#5 多客户端连接服务器# 上面的服务器端程序一次只能连接一个客户端,这在实际应用中显然是不可能的。通常的网络环境是多个客户端连接到某个主机进行通讯,所以我们要对上面的程序进行改造。

设计思路:服务器端主程序监听某一个端口,客户端发起连接请求,服务器端主程序接收请求,同时构造一个线程类,用于接管会话。当一个Socket会话产生后,这个会话就会交给线程进行处理,主程序继续进行监听。

下面的实现程序流程是:客户端和服务器建立连接,客户端发送消息,服务端根据消息进行处理并返回消息,若客户端申请关闭,则服务器关闭此连接,双方通讯结束。

客户端程序:

package sock;
 
import java.io.BufferedReader;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.PrintWriter;
import java.net.Socket;
  
public class SocketClient {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            Socket socket =new Socket("127.0.0.1",2013);
            socket.setSoTimeout(60000);
  
            PrintWriter printWriter =new PrintWriter(socket.getOutputStream(),true);
            BufferedReader bufferedReader =new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
              
            String result ="";
            while(result.indexOf("bye") == -1){
                BufferedReader sysBuff =new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
                printWriter.println(sysBuff.readLine());
                printWriter.flush();
                  
                result = bufferedReader.readLine();
                System.out.println("Server say : " + result);
            }
  
            printWriter.close();
            bufferedReader.close();
            socket.close();
        }catch (Exception e) {
            System.out.println("Exception:" + e);
        }
    }
}

服务器端程序:

package sock;
import java.io.*;
import java.net.*;
  
public class Server extends ServerSocket {
    private static final int SERVER_PORT =2013;
  
    public Server()throws IOException {
        super(SERVER_PORT);
  
        try {
            while (true) {
                Socket socket = accept();
                new CreateServerThread(socket);//当有请求时,启一个线程处理
            }
        }catch (IOException e) {
        }finally {
            close();
        }
    }
  
    //线程类
    class CreateServerThread extends Thread {
        private Socket client;
        private BufferedReader bufferedReader;
        private PrintWriter printWriter;
  
        public CreateServerThread(Socket s)throws IOException {
            client = s;
  
            bufferedReader =new BufferedReader(new InputStreamReader(client.getInputStream()));
              
            printWriter =new PrintWriter(client.getOutputStream(),true);
            System.out.println("Client(" + getName() +") come in...");
              
            start();
        }
  
        public void run() {
            try {
                String line = bufferedReader.readLine();
  
                while (!line.equals("bye")) {
                    printWriter.println("continue, Client(" + getName() +")!");
                    line = bufferedReader.readLine();
                    System.out.println("Client(" + getName() +") say: " + line);
                }
                printWriter.println("bye, Client(" + getName() +")!");
                  
                System.out.println("Client(" + getName() +") exit!");
                printWriter.close();
                bufferedReader.close();
                client.close();
            }catch (IOException e) {
            }
        }
    }
  
    public static void main(String[] args)throws IOException {
        new Server();
    }
}

#6 信息群发共享# 以上虽然实现了多个客户端和服务器连接,但是仍然是消息在一个客户端和服务器之间相互传播。现在我们要实现信息共享,即服务器可以向多个客户端发送广播消息,客户端也可以向其他客户端发送消息。类似于聊天室的那种功能,实现信息能在多个客户端之间共享。

设计思路:客户端循环可以不停输入向服务器发送消息,并且启一个线程,专门用来监听服务器端发来的消息并打印输出。服务器端启动时,启动一个监听何时需要向客户端发送消息的线程。每次接受客户端连接请求,都启一个线程进行处理,并且将客户端信息存放到公共集合中。当客户端发送消息时,服务器端将消息顺序存入队列中,当需要输出时,从队列中取出广播到各客户端处。客户端输入showuser命令可以查看在线用户列表,输入bye向服务器端申请退出连接。

客户端代码:

package sock;
 
import java.io.BufferedReader;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.PrintWriter;
import java.net.Socket;
  
public class SocketClient extends Socket{
  
    private static final String SERVER_IP ="127.0.0.1";
    private static final int SERVER_PORT =2013;
      
    private Socket client;
    private PrintWriter out;
    private BufferedReader in;
      
    /**
     * 与服务器连接,并输入发送消息
     */
    public SocketClient()throws Exception{
        super(SERVER_IP, SERVER_PORT);
        client =this;
        out =new PrintWriter(this.getOutputStream(),true);
        in =new BufferedReader(new InputStreamReader(this.getInputStream()));
        new readLineThread();
          
        while(true){
            in =new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
            String input = in.readLine();
            out.println(input);
        }
    }
      
    /**
     * 用于监听服务器端向客户端发送消息线程类
     */
    class readLineThread extends Thread{
          
        private BufferedReader buff;
        public readLineThread(){
            try {
                buff =new BufferedReader(new InputStreamReader(client.getInputStream()));
                start();
            }catch (Exception e) {
            }
        }
          
        @Override
        public void run() {
            try {
                while(true){
                    String result = buff.readLine();
                    if("byeClient".equals(result)){//客户端申请退出,服务端返回确认退出
                        break;
                    }else{//输出服务端发送消息
                        System.out.println(result);
                    }
                }
                in.close();
                out.close();
                client.close();
            }catch (Exception e) {
            }
        }
    }
      
    public static void main(String[] args) {
        try {
            new SocketClient();//启动客户端
        }catch (Exception e) {
        }
    }
}

服务器端代码:

package sock;
import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.PrintWriter;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
import java.util.ArrayList;
import java.util.LinkedList;
import java.util.List;
  
  
public class Server extends ServerSocket{
      
    private static final int SERVER_PORT =2013;
      
    private static boolean isPrint =false;//是否输出消息标志
    private static List user_list =new ArrayList();//登录用户集合
    private static List<ServerThread> thread_list =new ArrayList<ServerThread>();//服务器已启用线程集合
    private static LinkedList<String> message_list =new LinkedList<String>();//存放消息队列
      
    /**
     * 创建服务端Socket,创建向客户端发送消息线程,监听客户端请求并处理
     */
    public Server()throws IOException{
        super(SERVER_PORT);//创建ServerSocket
        new PrintOutThread();//创建向客户端发送消息线程
          
        try {
            while(true){//监听客户端请求,启个线程处理
                Socket socket = accept();
                new ServerThread(socket);
            }
        }catch (Exception e) {
        }finally{
            close();
        }
    }
      
    /**
     * 监听是否有输出消息请求线程类,向客户端发送消息
     */
    class PrintOutThread extends Thread{
          
        public PrintOutThread(){
            start();
        }
          
        @Override
        public void run() {
            while(true){
                if(isPrint){//将缓存在队列中的消息按顺序发送到各客户端,并从队列中清除。
                    String message = message_list.getFirst();
                    for (ServerThread thread : thread_list) {
                        thread.sendMessage(message);
                    }
                    message_list.removeFirst();
                    isPrint = message_list.size() >0 ?true :false;
                }
            }
        }
    }
      
    /**
     * 服务器线程类
     */
    class ServerThread extends Thread{
        private Socket client;
        private PrintWriter out;
        private BufferedReader in;
        private String name;
          
        public ServerThread(Socket s)throws IOException{
            client = s;
            out =new PrintWriter(client.getOutputStream(),true);
            in =new BufferedReader(new InputStreamReader(client.getInputStream()));
            in.readLine();
            out.println("成功连上聊天室,请输入你的名字:");
            start();
        }
          
        @Override
        public void run() {
            try {
                int flag =0;
                String line = in.readLine();
                while(!"bye".equals(line)){
                    //查看在线用户列表
                    if ("showuser".equals(line)) {
                        out.println(this.listOnlineUsers());
                        line = in.readLine();
                    }
                    //第一次进入,保存名字
                    if(flag++ ==0){
                        name = line;
                        user_list.add(name);
                        thread_list.add(this);
                        out.println(name +"你好,可以开始聊天了...");
                        this.pushMessage("Client<" + name +">进入聊天室...");
                    }else{
                        this.pushMessage("Client<" + name +"> say : " + line);
                    }
                    line = in.readLine();
                }
                out.println("byeClient");
            }catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }finally{//用户退出聊天室
                try {
                    client.close();
                }catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                thread_list.remove(this);
                user_list.remove(name);
                pushMessage("Client<" + name +">退出了聊天室");
            }
        }
          
        //放入消息队列末尾,准备发送给客户端
        private void pushMessage(String msg){
            message_list.addLast(msg);
            isPrint =true;
        }
          
        //向客户端发送一条消息
        private void sendMessage(String msg){
            out.println(msg);
        }
          
        //统计在线用户列表
        private String listOnlineUsers() {
            String s ="--- 在线用户列表 ---\015\012";
            for (int i =0; i < user_list.size(); i++) {
                s +="[" + user_list.get(i) +"]\015\012";
            }
            s +="--------------------";
            return s;
        }
    }
      
    public static void main(String[] args)throws IOException {
        new Server();//启动服务端
    }
}

#7 文件传输# 客户端向服务器端传送文件,服务端可获取文件名用于保存,获取文件大小计算传输进度,比较简单,直接贴代码。

客户端代码:

package sock;
 
import java.io.DataOutputStream;
import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.net.Socket;
  
/**
 * 客户端
 */
public class Client extends Socket{
      
    private static final String SERVER_IP ="127.0.0.1";
    private static final int SERVER_PORT =2013;
      
    private Socket client;
    private FileInputStream fis;
    private DataOutputStream dos;
      
    public Client(){
        try {
            try {
                client =new Socket(SERVER_IP, SERVER_PORT);
                //向服务端传送文件
                File file =new File("c:/test.doc");
                fis =new FileInputStream(file);
                dos =new DataOutputStream(client.getOutputStream());
                  
                //文件名和长度
                dos.writeUTF(file.getName());
                dos.flush();
                dos.writeLong(file.length());
                dos.flush();
                  
                //传输文件
                byte[] sendBytes =new byte[1024];
                int length =0;
                while((length = fis.read(sendBytes,0, sendBytes.length)) >0){
                    dos.write(sendBytes,0, length);
                    dos.flush();
                }
            }catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }finally{
                if(fis !=null)
                    fis.close();
                if(dos !=null)
                    dos.close();
                client.close();
            }
        }catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
      
    public static void main(String[] args)throws Exception {
        new Client();
    }
}

服务器端代码:

package sock;
import java.io.DataInputStream;
import java.io.File;
import java.io.FileOutputStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
  
/**
 * 服务器
 */
public class Server extends ServerSocket{
  
    private static final int PORT =2013;
      
    private ServerSocket server;
    private Socket client;
    private DataInputStream dis;
    private FileOutputStream fos;
      
    public Server()throws Exception{
        try {
            try {
                server =new ServerSocket(PORT);
                  
                while(true){
                    client = server.accept();
                      
                    dis =new DataInputStream(client.getInputStream());
                    //文件名和长度
                    String fileName = dis.readUTF();
                    long fileLength = dis.readLong();
                    fos =new FileOutputStream(new File("d:/" + fileName));
                      
                    byte[] sendBytes =new byte[1024];
                    int transLen =0;
                    System.out.println("----开始接收文件<" + fileName +">,文件大小为<" + fileLength +">----");
                    while(true){
                        int read =0;
                        read = dis.read(sendBytes);
                        if(read == -1)
                            break;
                        transLen += read;
                        System.out.println("接收文件进度" +100 * transLen/fileLength +"%...");
                        fos.write(sendBytes,0, read);
                        fos.flush();
                    }
                    System.out.println("----接收文件<" + fileName +">成功-------");
                    client.close();
                }
            }catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }finally {
                if(dis !=null)
                    dis.close();
                if(fos !=null)
                    fos.close();
                server.close();
            }
        }catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
      
    public static void main(String[] args)throws Exception {
        new Server();
    }
}

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