Java的Socket通讯基础编程完全指南

什么是Socket
网络上的两个程序通过一个双向的通讯连接实现数据的交换，这个双向链路的一端称为一个Socket。Socket通常用来实现客户方和服务方的连接。Socket是TCP/IP协议的一个十分流行的编程界面，一个Socket由一个IP地址和一个端口号唯一确定。
但是，Socket所支持的协议种类也不光TCP/IP一种，因此两者之间是没有必然联系的。在Java环境下，Socket编程主要是指基于TCP/IP协议的网络编程。

Socket通讯的过程
Server端Listen(监听)某个端口是否有连接请求，Client端向Server 端发出Connect(连接)请求，Server端向Client端发回Accept（接受）消息。一个连接就建立起来了。Server端和Client 端都可以通过Send，Write等方法与对方通信。
对于一个功能齐全的Socket，都要包含以下基本结构，其工作过程包含以下四个基本的步骤：
　　（1） 创建Socket；
　　（2） 打开连接到Socket的输入/出流；
　　（3） 按照一定的协议对Socket进行读/写操作；
　　（4） 关闭Socket.（在实际应用中，并未使用到显示的close，虽然很多文章都推荐如此，不过在我的程序中，可能因为程序本身比较简单，要求不高，所以并未造成什么影响。）

创建Socket
java在包java.net中提供了两个类Socket和ServerSocket，分别用来表示双向连接的客户端和服务端。这是两个封装得非常好的类，使用很方便。其构造方法如下：

　　Socket(InetAddress address, int port);
　　Socket(InetAddress address, int port, boolean stream);
　　Socket(String host, int prot);
　　Socket(String host, int prot, boolean stream);
　　Socket(SocketImpl impl)
　　Socket(String host, int port, InetAddress localAddr, int localPort)
　　Socket(InetAddress address, int port, InetAddress localAddr, int localPort)
　　ServerSocket(int port);
　　ServerSocket(int port, int backlog);
　　ServerSocket(int port, int backlog, InetAddress bindAddr)

　　其中address、host和port分别是双向连接中另一方的IP地址、主机名和端 口号，stream指明socket是流socket还是数据报socket，localPort表示本地主机的端口号，localAddr和 bindAddr是本地机器的地址（ServerSocket的主机地址），impl是socket的父类，既可以用来创建serverSocket又可 以用来创建Socket。count则表示服务端所能支持的最大连接数。例如：学习视频网 http://www.xxspw.com

　　Socket client = new Socket("127.0.01.", 80);
　　ServerSocket server = new ServerSocket(80);

　　注意，在选择端口时，必须小心。每一个端口提供一种特定的服务，只有给出正确的端口，才 能获得相应的服务。0~1023的端口号为系统所保留，例如http服务的端口号为80,telnet服务的端口号为21,ftp服务的端口号为23, 所以我们在选择端口号时，最好选择一个大于1023的数以防止发生冲突。
　　在创建socket时如果发生错误，将产生IOException，在程序中必须对之作出处理。所以在创建Socket或ServerSocket是必须捕获或抛出例外。

代码

server

 package socket; 

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

  public class TcpServer {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
      ServerSocket server = new ServerSocket(9091);
      try {
        Socket client = server.accept();
        try {
          BufferedReader input =
              new BufferedReader(new InputStreamReader(client.getInputStream()));
          boolean flag = true;
          int count = 1; 

          while (flag) {
            System.out.println("客户端要开始发骚了，这是第" + count + "次！");
            count++; 

            String line = input.readLine();
            System.out.println("客户端说：" + line); 

            if (line.equals("exit")) {
              flag = false;
              System.out.println("客户端不想玩了！");
            } else {
              System.out.println("客户端说： " + line);
            } 

          }
        } finally {
          client.close();
        } 

      } finally {
        server.close();
      }
    }
  }

client

  package socket; 

  import java.io.*;
  import java.net.*;
  import java.util.Scanner; 

  public class TcpClient {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
      Socket client = new Socket("127.0.0.1", 9091);
      try {
        PrintWriter output =
            new PrintWriter(client.getOutputStream(), true);
        Scanner cin = new Scanner(System.in);
        String words; 

        while (cin.hasNext()) {
          words = cin.nextLine(); 

          output.println(words); 

          System.out.println("写出了数据: " + words);
        } 

        cin.close();
      } finally {
        client.close();
      }
    }
  }

Server绑定ip

用c写socket的时候，struct sockaddr_in 结构体是可以指定sin_addr.s_addr的，也就是可以指定ip地址，为什么会有这种需求呢，例如我的网络链接是这样的：

我可能只想绑定eth0这个网卡的ip地址，因为我的lo和wlan0都可能在用一端口做了nginx的虚拟主机，因此在服务器端开启ServerSocket的时候，有指定ip的需求

方案
ServerSocket的一个构造函数如下：

public ServerSocket(int port, int backlog, InetAddress bindAddr) throws IOException

参数：

port - 本地 TCP 端口
    backlog - 侦听 backlog
    bindAddr - 要将服务器绑定到的 InetAddress

因为InetAddress无构造函数，我在这里纠结了好一段时间，查看stackoverflow上，可以使用InetAddress的getByName方法

示例代码

  InetAddress bindip = InetAddress.getByName("192.168.1.168"); 

  ServerSocket server = new ServerSocket(9091, 0, bindip);

并发访问
服务器端通过增加多线程来同时处理多个客户端的请求，其实实现还是很水的，毕竟java对多线程封装也足够好了，我是在Server服务器端用一个内部类实现了Runnable接口，在run方法里处理客户端的请求，将数据打印出来

server代码

package capitalsocket; 

  import java.io.BufferedReader;
  import java.io.IOException;
  import java.io.InputStreamReader;
  import java.net.InetAddress;
  import java.net.ServerSocket;
  import java.net.Socket; 

  public class CapitalizeServer {
    private static int clientNum = 0; 

    public static void main(String args[]) throws Exception {
      ServerSocket listener = new ServerSocket(9898, 0, InetAddress.getByName("192.168.1.168"));
      try {
        while (true) {
          Capitalizer multip = new Capitalizer(listener.accept(), CapitalizeServer.clientNum ++);
          Thread t = new Thread(multip);
          t.start();
        }
      } finally {
        listener.close();
      }
    } 

    private static class Capitalizer implements Runnable {
      private Socket client;
      private int id; 

      public Capitalizer(Socket s, int id) {
        this.client = s;
        this.id = id;
      } 

      public void run() {
        try {
          BufferedReader input =
              new BufferedReader(new InputStreamReader(this.client.getInputStream())); 

          while (true) {
            String data = input.readLine(); 

            if (data.equals("bye")) {
              System.out.println("当前第" + this.id + "个客户端度不想玩了!");
              break;
            } else {
              System.out.println("当前第" + this.id + "个客户端说：" + data);
            }
          } 

        } catch (IOException e) {
          e.printStackTrace();
        } finally {
          try {
            this.client.close();
          } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
          }
        }
      }
    } 

  }

client代码
客户端代码基本没变，增加了一个退出操作

package capitalsocket; 

  import java.io.PrintWriter;
  import java.net.Socket;
  import java.util.Scanner; 

  public class CapitalizeClient {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
      Socket client = new Socket("192.168.1.168", 9898);
      try {
        PrintWriter output = new PrintWriter(client.getOutputStream(), true);
        Scanner cin = new Scanner(System.in);
        String words; 

        while (cin.hasNext()) {
          words = cin.nextLine();
          output.println(words); 

          if (words.equals("bye")) {
            break;
          } 

          // 每写一次数据需要sleep一会
          Thread.sleep(3000);
        } 

        cin.close();
      } finally {
        client.close();
      }
    }
  }