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第3章 TCP协议
阅读量:6819 次
发布时间:2019-06-26

本文共 8912 字,大约阅读时间需要 29 分钟。

TCP通信同UDP通信一样,都能实现两台计算机之间的通信,通信的两端都需要创建socket对象。

区别在于,UDP中只有发送端和接收端,不区分客户端与服务器端,计算机之间可以任意地发送数据。
而TCP通信是严格区分客户端与服务器端的,在通信时,必须先由客户端去连接服务器端才能实现通信,服务器端不可以主动连接客户端,并且服务器端程序需要事先启动,等待客户端的连接。
在JDK中提供了两个类用于实现TCP程序,一个是ServerSocket类,用于表示服务器端,一个是Socket类,用于表示客户端。
通信时,首先创建代表服务器端的ServerSocket对象,该对象相当于开启一个服务,并等待客户端的连接,然后创建代表客户端的Socket对象向服务器端发出连接请求,服务器端响应请求,两者建立连接开始通信。
1.1 ServerSocket
通过前面的学习知道,在开发TCP程序时,首先需要创建服务器端程序。JDK的java.net包中提供了一个ServerSocket类,该类的实例对象可以实现一个服务器段的程序。通过查阅API文档可知,ServerSocket类提供了多种构造方法,接下来就对ServerSocket的构造方法进行逐一地讲解。

使用该构造方法在创建ServerSocket对象时,就可以将其绑定到一个指定的端口号上(参数port就是端口号)。

接下来学习一下ServerSocket的常用方法,如表所示。

ServerSocket对象负责监听某台计算机的某个端口号,在创建ServerSocket对象后,需要继续调用该对象的accept()方法,接收来自客户端的请求。当执行了accept()方法之后,服务器端程序会发生阻塞,直到客户端发出连接请求,accept()方法才会返回一个Scoket对象用于和客户端实现通信,程序才能继续向下执行。

1.2 Socket
讲解了ServerSocket对象可以实现服务端程序,但只实现服务器端程序还不能完成通信,此时还需要一个客户端程序与之交互,为此JDK提供了一个Socket类,用于实现TCP客户端程序。
通过查阅API文档可知Socket类同样提供了多种构造方法,接下来就对Socket的常用构造方法进行详细讲解。

使用该构造方法在创建Socket对象时,会根据参数去连接在指定地址和端口上运行的服务器程序,其中参数host接收的是一个字符串类型的IP地址。

该方法在使用上与第二个构造方法类似,参数address用于接收一个InetAddress类型的对象,该对象用于封装一个IP地址。

在以上Socket的构造方法中,最常用的是第一个构造方法。
接下来学习一下Socket的常用方法,如表所示。
方法声明
功能描述
int getPort()
该方法返回一个int类型对象,该对象是Socket对象与服务器端连接的端口号
InetAddress getLocalAddress()
该方法用于获取Socket对象绑定的本地IP地址,并将IP地址封装成InetAddress类型的对象返回
void close()
该方法用于关闭Socket连接,结束本次通信。在关闭socket之前,应将与socket相关的所有的输入/输出流全部关闭,这是因为一个良好的程序应该在执行完毕时释放所有的资源
InputStream getInputStream()
该方法返回一个InputStream类型的输入流对象,如果该对象是由服务器端的Socket返回,就用于读取客户端发送的数据,反之,用于读取服务器端发送的数据
OutputStream getOutputStream()
该方法返回一个OutputStream类型的输出流对象,如果该对象是由服务器端的Socket返回,就用于向客户端发送数据,反之,用于向服务器端发送数据
在Socket类的常用方法中,getInputStream()和getOutStream()方法分别用于获取输入流和输出流。当客户端和服务端建立连接后,数据是以IO流的形式进行交互的,从而实现通信。
接下来通过一张图来描述服务器端和客户端的数据传输,如下图所示。

1.3 TCP协议实现1.3.1 案例代码三:

package com.itheima_04;import java.io.IOException;import java.io.OutputStream;import java.net.InetAddress;import java.net.Socket;/* * 使用TCP协议发送数据创建发送端Socket对象(创建连接)获取输出流对象发送数据释放资源Socket(InetAddress address, int port)Exception in thread "main" java.net.ConnectException: Connection refused: connect */public class ClientDemo {public static void main(String[] args) throws IOException {//创建发送端Socket对象(创建连接)Socket s = new Socket(InetAddress.getByName("itheima"),10086);//获取输出流对象OutputStream os = s.getOutputStream();//发送数据String str = "hello tcp,im comming!!!";os.write(str.getBytes());//释放资源//os.close();s.close();}}
package com.itheima_04;import java.io.IOException;import java.io.InputStream;import java.net.InetAddress;import java.net.ServerSocket;import java.net.Socket;/* * 使用TCP协议接收数据         创建接收端Socket对象         监听(阻塞)         获取输入流对象         获取数据         输出数据         释放资源         ServerSocket:接收端,服务端Socket         ServerSocket(int port)         Socket accept() */public class ServerDemo {public static void main(String[] args) throws IOException  {//创建接收端Socket对象ServerSocket ss = new ServerSocket(10086);         //监听(阻塞)Socket s = ss.accept();         //获取输入流对象InputStream is = s.getInputStream();         //获取数据byte[] bys = new byte[1024];int len;//用于存储读到的字节个数len = is.read(bys);         //输出数据InetAddress address = s.getInetAddress();System.out.println("client ---> " + address.getHostName());System.out.println(new String(bys,0,len));         //释放资源s.close();//ss.close();}}

1.4 TCP相关案例1.4.1 案例代码四:

使用TCP协议发送数据,服务端将接收到的数据转换成大写返回给客户端

package com.itheima_05;[/font][/align] [font=微软雅黑]import java.io.IOException;import java.io.InputStream;import java.io.OutputStream;import java.net.InetAddress;import java.net.Socket;/*         需求:使用TCP协议发送数据,并将接收到的数据转换成大写返回         客户端发出数据         服务端接收数据         服务端转换数据         服务端发出数据         客户端接收数据 */public class ClientDemo {public static void main(String[] args) throws IOException {//创建客户端Socket对象Socket s = new Socket(InetAddress.getByName("itheima"),10010);//获取输出流对象OutputStream os = s.getOutputStream();//发出数据os.write("tcp,im comming again!!!".getBytes());//获取输入流对象InputStream is = s.getInputStream();byte[] bys = new byte[1024];int len;//用于存储读取到的字节个数//接收数据len = is.read(bys);//输出数据System.out.println(new String(bys,0,len));//释放资源s.close();}}
package com.itheima_05;import java.io.IOException;import java.io.InputStream;import java.io.OutputStream;import java.net.ServerSocket;import java.net.Socket;public class ServerDemo {public static void main(String[] args) throws IOException {//创建服务端Socket对象ServerSocket ss = new ServerSocket(10010);//监听Socket s = ss.accept();//获取输入流对象InputStream is = s.getInputStream();//获取数据byte[] bys = new byte[1024];int len;//用于存储读取到的字节个数len = is.read(bys);String str = new String(bys,0,len);//输出数据System.out.println(str);//转换数据String upperStr = str.toUpperCase();//获取输出流对象OutputStream os = s.getOutputStream();//返回数据(发出数据)os.write(upperStr.getBytes());//释放资源s.close();//ss.close();//服务端一般不关闭}}

1.4.2 案例代码五:

客户端:
1.提示用户输入用户名和密码,将用户输入的用户名和密码发送给服务端
2.接收服务端验证完用户名和密码的结果
服务端:
1.接收客户端发送过来的用户名和密码
2.如果用户名不是itheima或者 密码不是123456,就向客户端写入”登录失败”
否则向客户端写入登录成功

package com.itheima_06;import java.io.BufferedReader;import java.io.IOException;import java.io.InputStreamReader;import java.io.PrintWriter;import java.net.Socket;/* * 模拟用户登录 */public class ClientTest {public static void main(String[] args) throws  IOException  {//创建客户端Socket对象//Socket s = new Socket(InetAddress.getByName("itheima"),8888);Socket s = new Socket("itheima",8888);//获取用户名和密码BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));System.out.println("请输入用户名:");String username = br.readLine();System.out.println("请输入密码:");String password = br.readLine();//获取输出流对象//BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(s.getOutputStream()));PrintWriter out = new PrintWriter(s.getOutputStream(),true);//写出数据out.println(username);out.println(password);//获取输入流对象BufferedReader serverBr = new BufferedReader(new InputStreamReader(s.getInputStream()));//获取服务器返回的数据String result = serverBr.readLine();System.out.println(result);//释放资源s.close();}}

1.4.3 案例代码六:

将用户名和密码封装到一个User类中,提供对应的构造方法和getter/setter方法
新建一个UserDB类里面定义一个集合,在集合中添加以下User对象
new User("zhangsan","123456");
new User("lisi","654321");
new User("itheima","itheima");
new User("admin","password");
客户端:
1.提示用户输入用户名和密码,将用户输入的用户名和密码发送给服务端
2.接收服务端验证完用户名和密码的结果

服务端:

  1. 服务端将客户端发送过来的用户名密码封装成User对象
  2. 集合中如果包括这个User对象,想客户端写入” 登录成功”
    否则向客户端写入”登录失败”
package com.itheima_06;[/font][/align] [font=微软雅黑]import java.io.BufferedReader;import java.io.IOException;import java.io.InputStreamReader;import java.io.PrintWriter;import java.net.ServerSocket;import java.net.Socket;public class ServerTest {public static void main(String[] args) throws IOException {//创建服务器端Socket对象ServerSocket ss = new ServerSocket(8888);//监听Socket s = ss.accept();//获取输入流对象BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(s.getInputStream()));//获取用户名和密码String username = br.readLine();String password = br.readLine();//判断用户名和密码是否正确boolean flag = false;if("itheima".equals(username) && "123456".equals(password)) {flag = true;}//获取输出流对象PrintWriter out = new PrintWriter(s.getOutputStream(),true);//返回判断信息if(flag) {out.println("登陆成功");}else {out.println("登陆失败");}//释放资源s.close();//ss.close();//服务器一般不关闭}}
package com.itheima_07;import java.io.BufferedReader;import java.io.IOException;import java.io.InputStreamReader;import java.io.PrintWriter;import java.net.Socket;/* * 模拟用户登录改写(面向对象版本) */public class ClientTest {public static void main(String[] args) throws  IOException  {//创建客户端Socket对象Socket s = new Socket("itheima",8888);//获取用户名和密码BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));System.out.println("请输入用户名:");String username = br.readLine();System.out.println("请输入密码:");String password = br.readLine();//获取输出流对象PrintWriter out = new PrintWriter(s.getOutputStream(),true);//写出数据out.println(username);out.println(password);//获取输入流对象BufferedReader serverBr = new BufferedReader(new InputStreamReader(s.getInputStream()));//获取服务器返回的数据String result = serverBr.readLine();System.out.println(result);//释放资源s.close();}}
package com.itheima_07;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.List;public class ServerTest {public static void main(String[] args) throws IOException {//创建服务器端Socket对象ServerSocket ss = new ServerSocket(8888);//监听Socket s = ss.accept();//获取输入流对象BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(s.getInputStream()));//获取用户名和密码String username = br.readLine();String password = br.readLine();//判断用户名和密码是否正确boolean flag = false;/*if("itheima".equals(username) && "123456".equals(password)) {flag = true;}*/List
users = UserDB.getUsers();User user = new User(username,password);if(users.contains(user)) {//匹配成功flag = true;}//获取输出流对象PrintWriter out = new PrintWriter(s.getOutputStream(),true);//返回判断信息if(flag) {out.println("登陆成功");}else {out.println("登陆失败");}//释放资源s.close();//ss.close();//服务器一般不关闭}}

转载于:https://blog.51cto.com/13517854/2107142

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