socket（套接字）是一种抽象层，应用程序通过它来发送和接受数据，就像应用程序打开一个文件句柄，将数据读写到稳定的存储器上一样。使用 socket 可以将应用程序添加到网络中，并与处于同一个网络中的其他应用程序进行通信。一台计算机上的应用程序向 socket 写入的信息能够被另一台计算机上的另一个应用程序读取，反之亦然。

不同类型的 socket 与不同类型的底层协议族以及同一协议族中的不同协议栈相关联，目前 TCP/IP 协议族中的主要 socket 类型为流套接字（stream socket）和数据包套接字（datagram socket）

流套接字将 TCP 作为其端对端协议（底层使用 IP 协议），提供了一个可信赖的字节流服务。一个 TCP/IP 流套接字代表了 TCP 连接的一端
数据报套接字使用 UDP 协议（底层同样适用 IP 协议），提供了一个 best-effort 的数据报服务，应用程序可以通过它发送最长 65500 字节的信息。

一个 TCP/IP 套接字由一个互联网地址，一个端对端协议（TCP 协议或 UDP 协议）以及一个端口号唯一确定，下图描述了一个主机中，应用程序、套接字抽象层、协议、端口号之间的逻辑关系。一个套接字抽象层可以被多个应用程序引用。

Socket 具有如下特点：

通信的两端都有socket
网络通信其实就是 Socket 间的通信
数据在两个 Socket 间通过 IO 流传输数据

Java Socket 常见操作

¶InetAddress 类

InetAddress 类代表了一个网络目标地址，包括主机名和数字类型的地址信息。该类有两个子类：Inet4Address和Inet6Address
此类主要进行 IP 地址相关操作，此类没有可以访问的构造方法

一个类没有可以访问的构造方法,可能是如下三种情况:

成员全部都是静态的(Math,Arrays,Collections)
单例模式(Runtime 类)
类中有静态方法返回该类的对象(InetAddress)

¶成员方法

//根据主机名或者IP地址的字符串得到IP地址对象,此对象包含主机名以及IP地址的信息
public static InetAddress getByName(String host)throws UnknownHostException;
//获取本机Hostname以及IP
public static InetAddress getLocalHost()throws UnknownHostException;
//获取本机主机名
public String getHostName();
//获取本机IP
public String getHostAddress();

不知道任何信息时，得到当前主机的主机名以及 IP 地址

public static void main(String[] args) {
  try {
    InetAddress inetAddress = InetAddress.getLocalHost();
    //将显示运行当前程序的”主机名/IP地址“
    System.out.println(inetAddress);
    //获取主机地址
    String IP = InetAddress.getLocalHost().getHostAddress();
    System.out.println(IP);
    //获取主机名
    String name = InetAddress.getLocalHost().getHostName();
    System.out.println(name);
  } catch (UnknownHostException e) {
    e.printStackTrace();
  }
}

知道主机名或者 IP 地址得到另一个信息

//由主机名或者IP获得当前InetAddress对象
InetAddress address = InetAddress.getByName("Hostname");
System.out.println(address.getHostName());
System.out.println(address.getHostAddress());

¶UDP 相关 API

本小节主要记录与 UDP 相关的 API，不涉及数据质量要求时，UDP 使用的还是非常多的。Java 中与 UDP 相关的主要是如下两个类：DatagramSocket和DatagramPacket

¶DatagramSocket

是 UDPSocket 的主要类

¶构造方法

//常用无参构造方法
DatagramSocket();
DatagramSocket(int port);
DatagramSocket(int port, InetAddress laddr);

¶成员方法

//将 UDPSocket 绑定到明确的 socket 对象上
public void bind(SocketAddress addr)throws SocketException;
public void disconnect();
public boolean isBound();
public boolean isConnected();
public boolean isClosed();
//采用 UDP 协议发送数据
public void send(DatagramPacket p)throws IOException;
//接受 UDP 协议发送来的数据，阻塞式
public void receive(DatagramPacket p)throws IOException;

¶DatagramPacket

UDP 数据包对象，在 UDP 通信时，打包 UDP 发送的数据

¶构造方法

//接收方初始化
DatagramPacket(byte[] buf,int length);
//发送方初始化方式，指明接收方 Socket(IP,port),数据包以及数据长度
DatagramPacket(byte[] buf, int length, InetAddress address, int port);

¶成员方法

//返回此数据包的IP地址来源
public InetAddress getAddress();
//接收方调用返回接受端接受数据的端口号；发送方调用返回发送方的发送端口
public int getPort();
//返回发生数据的长度或者接受到的数据的长度
public int getLength();

¶发送数据步骤

主要步骤如下:

创建发送端 Socket 对象
创建数据,并把数据打包
调用 Socket 对象的发送方法发送数据包
释放资源

//创建一个UDPSocket对象
DatagramSocket datagramSocket = new DatagramSocket();
byte[] bytes = "hello,udp,java".getBytes();
//数据打包
DatagramPacket datagramPacket =
  //指定 localhost:10086 发送 udp 数据包
	new DatagramPacket(bytes, bytes.length, InetAddress.getLocalHost(), 10086);
//发送数据
datagramSocket.send(datagramPacket);
//关闭Socket对象，释放资源
datagramSocket.close();

¶接受数据步骤

UDP 接受数据步骤：

创建接收端 Socket 对象
创建一个数据包(接受容器)
调用 Socket 对象的接收方法接受数据
解析数据包，并显示在控制台
释放资源

public static void main(String[] args) throws IOException {
  // 创建接受端 Socket 对象
  DatagramSocket datagramSocket = new DatagramSocket(10086);
  // 创建接受端数据包
  byte[] bytes = new byte[1024];
  DatagramPacket datagramPacket = new DatagramPacket(bytes, bytes.length);
  // 调用Socket对象的接受方法
  datagramSocket.receive(datagramPacket);
  // 解析数据
  String address = datagramPacket.getAddress().getHostAddress();
  String data = new String(datagramPacket.getData(), 0, datagramPacket.getLength());
  System.out.println(address + "data is :" + data);
  // 释放资源
  datagramSocket.close();
}

¶TCP 相关 API

TCP 协议中的发送数据方称为客户端(Client)，接收数据方称为服务端(Server)

¶Client 方 API

TCP 协议 Client 端的 Socket 对象

¶构造方法

1
2
3

Socket();//创建一个未建立连接的Socket
Socket(InetAddress address, int port);//创建一个<address,port>建立连接的socket对象
Socket(String host, int port);//host可以是ip地址的格式

¶成员方法

//获取当前TCP数据流,而后使用I/O流写数据
public OutputStream getOutputStream()throws IOException;
public InputStream getInputStream()throws IOException;
public InetAddress getInetAddress();
public void shutdownInput()throws IOException;
public void shutdownOutput()throws IOException;

¶TCP 报文接受数据步骤

创建接受端的 Socket 对象
监听客户端,返回一个对应的 Socket 对象
获取输入流，读取数据显示在控制台
释放资源

public static void main(String[] args) throws IOException {
  //创建接受端的Socket对象
  ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(10086);
  //侦听并接受此套接字，此方法在连接建立之前一直阻塞
	Socket accept = serverSocket.accept();
  //获取输入流
  InputStream inputStream = accept.getInputStream();
  byte[] bytes = new byte[1024];
  //阻塞式方法
  int len = inputStream.read(bytes);
  System.out.println(
	accept.getInetAddress().getHostAddress() + "-----" + new String(bytes, 0, len));
  //释放资源
  accept.close();
}

¶Server 方 API

TCP 协议 Server 端 Socket 对象

¶构造方法

//创建一个没有绑定的服务端Socket
ServerSocket();
//创建一个本机监听特定端口的服务器端Socket
ServerSocket(int port);

¶成员方法

//监听客户端，返回一个对应的Socket对象
public Socket accept()throws IOException;
//获取当前Socket对象的输入流数据
public InputStream getInputStream()throws IOException;

¶TCP 报文发送流程

创建发送端的 Socket 对象，这一步如果成功，说明连接已经建立成功
获取数据流，写数据
释放资源

🎶java.net.ConnectException：连接被拒绝，TCP 协议一定要先打开服务器，而后发送数据，否则连接建立失败

public static void main(String[] args) throws IOException {
  // 创建 TCPsocket 对象
  Socket socket = new Socket(InetAddress.getLocalHost(), 10086);
  // 获取输出数据流
  OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();
  outputStream.write("hello tcp !".getBytes());
  socket.close();
}

Java TCP/IP Socket 编程（一）基本套接字

目录

¶网络基础

¶InetAddress 类

¶成员方法

¶UDP 相关 API

¶DatagramSocket

¶构造方法

¶成员方法

¶DatagramPacket

¶构造方法

¶成员方法

¶发送数据步骤

¶接受数据步骤

¶TCP 相关 API

¶Client 方 API

¶构造方法

¶成员方法

¶TCP 报文接受数据步骤

¶Server 方 API

¶构造方法

¶成员方法

¶TCP 报文发送流程

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