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，這些設備都通過網絡連接起來。

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是傳輸控制協議的縮寫，它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是用戶數據報協議的縮寫，一個無連接的協議。提供了應用程序之間要發送的數據的數據包。

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。

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：

• 服務器實例化一個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，一個客戶端實例化一個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。

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sockets。

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：

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對象通過實例化 ，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，并沒有簡單的實例化了一個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。

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：

Socket 客戶端實例

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。

// 文件名 GreetingClient.java

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("Connecting to " + serverName
                             + " on port " + port);
         Socket client = new Socket(serverName, port);
         System.out.println("Just connected to "
                      + 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("Server says " + in.readUTF());
         client.close();
      }catch(IOException e)
      {
         e.printStackTrace();
      }
   }
}

Socket 服務端實例

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。

// 文件名 GreetingServer.java

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("Waiting for client on port " +
            serverSocket.getLocalPort() + "...");
            Socket server = serverSocket.accept();
            System.out.println("Just connected to "
                  + server.getRemoteSocketAddress());
            DataInputStream in =
                  new DataInputStream(server.getInputStream());
            System.out.println(in.readUTF());
            DataOutputStream out =
                 new DataOutputStream(server.getOutputStream());
            out.writeUTF("Thank you for connecting to "
              + 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.start();
      }catch(IOException e)
      {
         e.printStackTrace();
      }
   }
}

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

$ java GreetingServer 6066
Waiting for client on port 6066...

$ java GreetingClient localhost 6066
Connecting to localhost on port 6066
Just connected to localhost/127.0.0.1:6066
Server says Thank you for connecting to /127.0.0.1:6066
Goodbye!