套接字在Java中的工作原理

在Java中，套接字（Socket）是一种用于实现网络通信的端点。它允许不同计算机上的应用程序通过网络进行数据交换。Java提供了两个主要的类库来实现套接字编程：java.net.Socket 和 java.net.ServerSocket。

工作原理

1. ServerSocket：

   • ServerSocket 类用于在服务器端监听特定端口上的连接请求。
   • 当客户端尝试连接到服务器时，ServerSocket 会接受这个连接，并返回一个 Socket 对象，该对象代表与客户端的通信通道。

2. Socket：

   • Socket 类用于在客户端和服务器之间建立连接。
   • 一旦连接建立，客户端和服务器就可以通过 Socket 对象进行双向数据传输。

基本步骤

服务器端

1. 创建一个 ServerSocket 实例并绑定到一个特定的端口。
2. 调用 ServerSocket 的 accept() 方法来监听连接请求。
3. 当有客户端连接时，accept() 方法返回一个 Socket 对象。
4. 使用 Socket 对象进行数据传输。
5. 关闭 Socket 和 ServerSocket。

import java.io.*;
import java.net.*;

public class Server {
    public static void main(String[] args) {
        try (ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8080)) {
            System.out.println("Server is listening on port 8080");
            while (true) {
                Socket socket = serverSocket.accept();
                System.out.println("New client connected");

                // Handle the client connection in a separate thread
                new ClientHandler(socket).start();
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

class ClientHandler extends Thread {
    private Socket socket;

    public ClientHandler(Socket socket) {
        this.socket = socket;
    }

    @Override
    public void run() {
        try (BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
             PrintWriter out = new PrintWriter(socket.getOutputStream(), true)) {

            String inputLine;
            while ((inputLine = in.readLine()) != null) {
                System.out.println("Received from client: " + inputLine);
                out.println("Server received: " + inputLine);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            try {
                socket.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

客户端

1. 创建一个 Socket 实例并连接到服务器的地址和端口。
2. 使用 Socket 对象进行数据传输。
3. 关闭 Socket。

import java.io.*;
import java.net.*;

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        try (Socket socket = new Socket("localhost", 8080);
             BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
             PrintWriter out = new PrintWriter(socket.getOutputStream(), true);
             BufferedReader stdIn = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in))) {

            System.out.println("Connected to server. Type messages to send:");
            String userInput;
            while ((userInput = stdIn.readLine()) != null) {
                out.println(userInput);
                System.out.println("Server response: " + in.readLine());
            }
        } catch (UnknownHostException e) {
            System.err.println("Don't know about host: localhost");
            e.printStackTrace();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

总结

• ServerSocket 用于服务器端监听连接请求。
• Socket 用于客户端与服务器之间的通信。
• 数据传输通过 Socket 对象的输入流和输出流进行。
• 通常建议在单独的线程中处理每个客户端连接，以避免阻塞服务器的主线程。

通过这种方式，Java应用程序可以实现基于TCP/IP协议的网络通信。