Java开发——socket工作原理详解附源码

socket介绍

        作为开发人员，提到socket第一反应就会想到是跟通讯相关，没错socket通常也被称作”套接字“，用于描述IP地址和端口，是一个通信链的句柄；同时 socket 的通信是基于TCP/IP 网络层上的一种传送方式，我们通常把TCP和UDP称为传输层 。 今天源码码（www.ymama.net）小编就通过 socket通信的基本原理和示例带大家认识一下吧！

socket通信基本原理 

    之前介绍说了，socket通信是基于TCP/IP 协议，属于传输层协议，具体如下图所示：

同时socket是基于应用服务与TCP/IP通信之间的一个抽象，他将TCP/IP协议里面复杂的通信逻辑进行分装，对用户来说，只要通过一组简单的API就可以实现网络的连接。首先，服务端初始化ServerSocket，然后对指定的端口进行绑定，接着对端口及进行监听，通过调用accept方法阻塞；此时，如果客户端有一个socket连接到服务端，那么服务端通过监听和accept方法可以与客户端进行连接。如下图所示：

基本示例

    服务器端 ：监听一个端口，等待连接的到来

import java.io.InputStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
 
public class SocketServer {
  public static void main(String[] args) throws Exception {
    // 监听指定的端口
    int port = 55533;
    ServerSocket server = new ServerSocket(port);
    
    // server将一直等待连接的到来
    System.out.println("server将一直等待连接的到来");
    Socket socket = server.accept();
    // 建立好连接后，从socket中获取输入流，并建立缓冲区进行读取
    InputStream inputStream = socket.getInputStream();
    byte[] bytes = new byte[1024];
    int len;
    StringBuilder sb = new StringBuilder();
    while ((len = inputStream.read(bytes)) != -1) {
      //注意指定编码格式，发送方和接收方一定要统一，建议使用UTF-8
      sb.append(new String(bytes, 0, len,"UTF-8"));
    }
    System.out.println("get message from client: " + sb);
    inputStream.close();
    socket.close();
    server.close();
  }
}

客户端：通过ip和端口，连接到指定的server，然后通过Socket获得输出流，并向其输出内容，服务器会获得消息。最终服务端控制台打印消息

import java.io.OutputStream;
import java.net.Socket;
 
public class SocketClient {
  public static void main(String args[]) throws Exception {
    // 要连接的服务端IP地址和端口
    String host = "127.0.0.1"; 
    int port = 55533;
    // 与服务端建立连接
    Socket socket = new Socket(host, port);
    // 建立连接后获得输出流
    OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();
    String message="你好";
    socket.getOutputStream().write(message.getBytes("UTF-8"));
    outputStream.close();
    socket.close();
  }
}

上面这个例子是单向的发送消息的例子，通常是有问必答，是双向的。可参考如下例子：

双向通信-服务器端：比上面不同的是当读取完客户端的消息后，打开输出流，将指定消息发送回客户端

import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
 
public class SocketServer {
  public static void main(String[] args) throws Exception {
    // 监听指定的端口
    int port = 55533;
    ServerSocket server = new ServerSocket(port);
    
    // server将一直等待连接的到来
    System.out.println("server将一直等待连接的到来");
    Socket socket = server.accept();
    // 建立好连接后，从socket中获取输入流，并建立缓冲区进行读取
    InputStream inputStream = socket.getInputStream();
    byte[] bytes = new byte[1024];
    int len;
    StringBuilder sb = new StringBuilder();
    //只有当客户端关闭它的输出流的时候，服务端才能取得结尾的-1
    while ((len = inputStream.read(bytes)) != -1) {
      // 注意指定编码格式，发送方和接收方一定要统一，建议使用UTF-8
      sb.append(new String(bytes, 0, len, "UTF-8"));
    }
    System.out.println("get message from client: " + sb);
 
    OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();
    outputStream.write("Hello Client,I get the message.".getBytes("UTF-8"));
 
    inputStream.close();
    outputStream.close();
    socket.close();
    server.close();
  }
}

双向通信-客户器端  ：比上面不同的是在发送完消息时，调用关闭输出流方法，然后打开输出流，等候服务端的消息

import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.Socket;
 
public class SocketClient {
  public static void main(String args[]) throws Exception {
    // 要连接的服务端IP地址和端口
    String host = "127.0.0.1";
    int port = 55533;
    // 与服务端建立连接
    Socket socket = new Socket(host, port);
    // 建立连接后获得输出流
    OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();
    String message = "你好  yiwangzhibujian";
    socket.getOutputStream().write(message.getBytes("UTF-8"));
    //通过shutdownOutput高速服务器已经发送完数据，后续只能接受数据
    socket.shutdownOutput();
    
    InputStream inputStream = socket.getInputStream();
    byte[] bytes = new byte[1024];
    int len;
    StringBuilder sb = new StringBuilder();
    while ((len = inputStream.read(bytes)) != -1) {
      //注意指定编码格式，发送方和接收方一定要统一，建议使用UTF-8
      sb.append(new String(bytes, 0, len,"UTF-8"));
    }
    System.out.println("get message from server: " + sb);
    
    inputStream.close();
    outputStream.close();
    socket.close();
  }
}

注意事项

    在使用socket编程时，要注意告知对方已发送完命令，需使用如下方式：

    方式一：通过Socket关闭 （注:客户端Socket关闭后，将不能接受服务端发送的消息，也不能再次发送消息;如果客户端想再次发送消息，需要重现创建Socket连接)；

    方式二：通过Socket关闭输出流的方式；

    方式三：通过约定符号；

    方式四：通过特定长度；