＜JavaEE＞ 基于 TCP 的 Socket 通信模型

目录

一、认识相关API

1）ServerSocket

2）Socket

二、TCP字节流套接字通信模型概述

三、回显客户端-服务器

1）服务器代码

2）客户端代码

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一、认识相关API

1）ServerSocket

ServerSocket?常用构造方法
ServerSocket(int port)	创建使用TCP协议的Scoket套接字，绑定本机指定端口（通常用于服务器）。

ServerSocket 常用方法
Socket accept()	开始监听指定端口（端口在创建时绑定）。没有客户端连接时就阻塞，有客户端连接就返回一个服务端的Socket对象，并基于该Socket建立与客户端的连接。
void close()	关闭ServerSocket套接字。

2）Socket

Socket?常用构造方法
Socket(String host, int port)	创建一个客户端流套接字Socket，并与对应的主机上的对应端口进程建立连接。

Socket?常用方法
InetAddress getInetAddress()	返回套接字连接的对端地址。
int getPort()	返回套接字连接的对端端口。
InetAddress getLocalAddress()	返回套接字连接的本地地址。
int getLocalPort()	返回套接字连接的本地端口。
InputStream getInputStream()	返回该套接字的输入流。
OutputStream getOutputStream()	返回该套接字的输出流。
void close()	关闭Socket套接字。

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二、TCP字节流套接字通信模型概述

TCP协议具有有连接，面向字节流的特征。在通信之初，通信双方会先建立连接，并保存对端信息。通信连接的建立由系统内核完成，不需要代码干预。

TCP通信，使用ServerSocket类在服务端创建TCPSocket，并获取与客户端的连接。使用Socket类分别在客户端和服务端保存对端信息，并用于与对端的数据交互。

TCP通信流程：服务端客户端建立连接 -> 客户端构造请求->发出请求 -> 服务器接收请求->解析请求->处理请求->构造响应->返回响应->客户端接收响应->解析响应->处理响应

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三、回显客户端-服务器

1）服务器代码

public class TCP_Echo_Server {
    private ServerSocket serverSocket = null;

    public TCP_Echo_Server(int port) throws IOException {
        serverSocket = new ServerSocket(port);
    }

    public void start() throws IOException {
        System.out.println("服务器启动！");
        //创建线程池；
        ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();
        while (true){
            //获得连接；
            Socket socket = serverSocket.accept();
            //添加任务，每获得一个连接就使用一个线程去执行accpetConnection方法；
            executorService.submit(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    accpetConnection(socket);
                }
            });
        }
    }

    private void accpetConnection(Socket socket){
        System.out.printf("客户端上线:[%s,%d]\n",socket.getInetAddress(),socket.getPort());
        //TCP传输的是字节流，创建两个流对象用于获得Socket的输入流和输出流；
        try(InputStream is = socket.getInputStream();
            OutputStream os = socket.getOutputStream()){

            //使用Scanner在流中读取并翻译字节；
            Scanner sc = new Scanner(is);

            //用于将获取到的输出流封装成PrintWriter；
            PrintWriter printWriter = new PrintWriter(os);

            while (true){
                //判断如果没有后续数据了，就退出；
                if (!sc.hasNext()){
                    System.out.printf("客户端下线:[%s,%d]\n",socket.getInetAddress(),socket.getPort());
                    break;
                }

                //获得请求；
                String request = sc.next();
                //构造响应；
                String response = process(request);

                //将响应写入Socket的输出流中；
                printWriter.println(response);
                //刷新缓冲区，确保响应及时发送；
                printWriter.flush();

                //打印日志；
                System.out.printf("[%s,%d] req=%s res=%s\n",
                        socket.getInetAddress(),socket.getPort(),request,response);
            }
        }catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }finally {
            try {
                //关闭Socket文件资源；
                socket.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

    private String process(String request) {
        return request;
    }

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        TCP_Echo_Server server = new TCP_Echo_Server(9090);
        server.start();
    }
}

2）客户端代码

public class TCP_Echo_Client {
    private Socket clientSocket = null;

    public TCP_Echo_Client(String serverIP,int serverport) throws IOException {
        //根据指定的服务器地址和端口号构建客户端套接字；
        clientSocket = new Socket(serverIP,serverport);
    }

    public void start(){
        System.out.println("成功连接！");
        //TCP传输的是字节流，创建两个流对象用于获得Socket的输入流和输出流；
        try(InputStream is = clientSocket.getInputStream();
            OutputStream os = clientSocket.getOutputStream();){

            //创建两个Scanner对象，分别用于从控制台输入请求和从输入流获得响应；
            Scanner ossc = new Scanner(System.in);
            Scanner issc = new Scanner(is);

            //用于将输出流封装成PrintWriter；
            PrintWriter printWriter = new PrintWriter(os);

            while (true){
                //输入请求；
                System.out.print("->");
                String request = ossc.next();

                //构造请求的字节流，并写入Socket的输出流中
                printWriter.println(request);
                //刷新缓冲区，确保请求及时发送；
                printWriter.flush();

                //获取响应；
                String response = issc.next();
                //打印响应；
                System.out.println(response);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }finally {
            try {
                clientSocket.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        TCP_Echo_Client client = new TCP_Echo_Client("127.0.0.1",9090);
        client.start();
    }
}

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