Java socket编程学习笔记

一、初步了解

1、简易代码(存在socket提前关闭问题)

服务端代码:

import java.io.*;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
import java.nio.charset.StandardCharsets;

public class MySocketServer {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 创建一个serverSocket，监听一个端口号并创建通信socket
        ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8888);
        // 当有客户端连接时创建一个通信socket,没有连接时会阻塞
        Socket socket = serverSocket.accept();
        // 打印客户端信息
        System.out.println("客户端" + socket.getInetAddress().getLocalHost() + "连接到服务器");
        // 输入流，用于读取客户端信息
        InputStream in = socket.getInputStream();
        // 良好习惯,关闭输出流
        in.close();
        // 输出流，用于给客户端返回信息
        OutputStream out = socket.getOutputStream();
        /* 读取客户端信息 */
        byte[] buffer = new byte[1024];
        int len;
        StringBuilder msgBuilder = new StringBuilder();
        while ((len = in.read(buffer)) != -1) {
            msgBuilder.append(new String(buffer, 0, len));
        }
        // 打印从客户端收到的信息
        System.out.println("服务端接收到消息:" + msgBuilder.toString());
        // 给客户端返回信息
        out.write(("服务端收到消息:" + msgBuilder.toString()).getBytes(StandardCharsets.UTF_8) );
        // 输出缓冲数据
        out.flush();
        // 关闭输出流
        out.close();
    }
}

客户端代码

import java.io.*;
import java.net.InetAddress;
import java.net.Socket;
import java.net.UnknownHostException;
import java.nio.charset.StandardCharsets;
import java.util.Date;

public class MySocketClient {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 指定ip和端口号，创建socket连接
        Socket socket = new Socket("127.0.0.1", 8888);
        /* 发送消息 */
        String msg = "客户端发送了一条消息,现在是北京时间" + new Date();
        InputStream in = socket.getInputStream();
        OutputStream out = socket.getOutputStream();
        out.write(msg.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
        out.flush();
        // 关闭输出流
        out.close();
        /* 读取信息 */
        byte[] buffer = new byte[1024];
        int len;
        StringBuilder msgBuilder = new StringBuilder();
        while ((len = in.read(buffer)) != -1) {
            msgBuilder.append(new String(buffer, 0, len));
        }
        // 打印收到信息
        System.out.println("客户端收到服务端回信：" + msgBuilder);
        // 关闭输入流
        in.close();
    }
}

运行结果

? 1、步骤：先启动服务端，再启动客户端
? 2、服务端打印：

客户端LAPTOP-EECN3AOI/192.168.31.39连接到服务器
Exception in thread "main" java.net.SocketException: Socket is closed
	at java.net.Socket.getOutputStream(Socket.java:943)
	at MySocketServer.main(MySocketServer.java:19)

?3、客户端打印：

Exception in thread "main" java.net.SocketException: socket closed
	at java.net.SocketInputStream.socketRead0(Native Method)
	at java.net.SocketInputStream.socketRead(SocketInputStream.java:116)
	at java.net.SocketInputStream.read(SocketInputStream.java:171)
	at java.net.SocketInputStream.read(SocketInputStream.java:141)
	at java.net.SocketInputStream.read(SocketInputStream.java:127)
	at MySocketClient.main(MySocketClient.java:24)

? 4、错误分析：socket被关闭
? 5、原因：分析代码，未对socket进行关闭，但是客户端在通信完成前提前关闭了out流，服务端提前关闭了in流，查询资料得知关闭流会导致socket关闭

2、将所有关闭流操作去掉，存在死锁问题

服务端

import java.io.*;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
import java.nio.charset.StandardCharsets;

public class MySocketServer {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 创建一个serverSocket，监听一个端口号并创建通信socket
        ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8888);
        // 当有客户端连接时创建一个通信socket,没有连接时会阻塞
        Socket socket = serverSocket.accept();
        // 打印客户端信息
        System.out.println("客户端" + socket.getInetAddress().getLocalHost() + "连接到服务器");
        // 输入流，用于读取客户端信息
        InputStream in = socket.getInputStream();
        // 输出流，用于给客户端返回信息
        OutputStream out = socket.getOutputStream();
        /* 读取客户端信息 */
        byte[] buffer = new byte[1024];
        int len;
        StringBuilder msgBuilder = new StringBuilder();
        while ((len = in.read(buffer)) != -1) {
            msgBuilder.append(new String(buffer, 0, len));
        }
        // 打印从客户端收到的信息
        System.out.println("服务端接收到消息:" + msgBuilder.toString());
        // 给客户端返回信息
        out.write(("服务端收到消息:" + msgBuilder.toString()).getBytes(StandardCharsets.UTF_8) );
    }
}

客户端

public class MySocketClient {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 指定ip和端口号，创建socket连接
        Socket socket = new Socket("127.0.0.1", 8888);
        /* 发送消息 */
        String msg = "客户端发送了一条消息,现在是北京时间" + new Date();
        InputStream in = socket.getInputStream();
        OutputStream out = socket.getOutputStream();
        out.write(msg.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
        out.flush();
        /* 读取信息 */
        byte[] buffer = new byte[1024];
        int len;
        StringBuilder msgBuilder = new StringBuilder();
        while ((len = in.read(buffer)) != -1) {
            msgBuilder.append(new String(buffer, 0, len));
        }
        // 打印收到信息
        System.out.println("客户端收到服务端回信：" + msgBuilder);
    }
}

运行结果

?1、服务端：打印连接信息后无响应

客户端LAPTOP-EECN3AOI/192.168.31.39连接到服务器

? 2、客户端：无响应
? 3、原因：分析代码，服务端没有打印出客户端发送消息，猜测是以下代码陷入死循环。

        byte[] buffer = new byte[1024];
        int len;
        StringBuilder msgBuilder = new StringBuilder();
        while ((len = in.read(buffer)) != -1) {
            msgBuilder.append(new String(buffer, 0, len));
        }

? 查资料得知，在普通流当中，这个方法可行。但是在socket中，只有当对方将输出流关闭后才会以-1作为结束标志，故而陷入死循环，推断正确。
? 4、解决方法：需要关闭流的同时，不关闭socket，可使用Socket::shutdownOutput()方法和Socket::shutdownInput()方法实现

3、使用正确方法关闭流，通信成功

服务端

public class MySocketServer {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 创建一个serverSocket，监听一个端口号并创建通信socket
        ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8888);
        // 当有客户端连接时创建一个通信socket,没有连接时会阻塞
        Socket socket = serverSocket.accept();
        // 打印客户端信息
        System.out.println("客户端" + socket.getInetAddress().getLocalHost() + "连接到服务器");
        // 输入流，用于读取客户端信息
        InputStream in = socket.getInputStream();
        // 输出流，用于给客户端返回信息
        OutputStream out = socket.getOutputStream();
        /* 读取客户端信息 */
        byte[] buffer = new byte[1024];
        int len;
        StringBuilder msgBuilder = new StringBuilder();
        while ((len = in.read(buffer)) != -1) {
            msgBuilder.append(new String(buffer, 0, len));
        }
        // 关闭输入流
        socket.shutdownInput();
        // 打印从客户端收到的信息
        System.out.println("服务端接收到消息:" + msgBuilder.toString());
        // 给客户端返回信息
        out.write(("服务端收到消息:" + msgBuilder.toString()).getBytes(StandardCharsets.UTF_8) );
        // 关闭输出流同时关闭socket
        out.close();
    }
}

客户端

public class MySocketClient {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 指定ip和端口号，创建socket连接
        Socket socket = new Socket("127.0.0.1", 8888);
        /* 发送消息 */
        String msg = "客户端发送了一条消息,现在是北京时间" + new Date();
        InputStream in = socket.getInputStream();
        OutputStream out = socket.getOutputStream();
        out.write(msg.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
        out.flush();
        // 关闭输出流
        socket.shutdownOutput();
        /* 读取信息 */
        byte[] buffer = new byte[1024];
        int len;
        StringBuilder msgBuilder = new StringBuilder();
        while ((len = in.read(buffer)) != -1) {
            msgBuilder.append(new String(buffer, 0, len));
        }
        // 打印收到信息
        System.out.println("客户端收到服务端回信：" + msgBuilder);
        // 关闭输入流同时关闭socket
        in.close();
    }
}

输出结果

? 1、服务端

客户端LAPTOP-EECN3AOI/192.168.31.39连接到服务器
服务端接收到消息:客户端发送了一条消息,现在是北京时间Sun Jan 07 16:46:26 GMT+08:00 2024

? 2、客户端

客户端收到服务端回信：服务端收到消息:客户端发送了一条消息,现在是北京时间Sun Jan 07 16:46:26 GMT+08:00 2024

4、心得

（1）关闭socket的 输入/输出流 时，会将socket连接一起关闭，当socket还需要继续工作时，需要使用内置方法shutdownOutput和shutdownInput关闭流

（2）输入流只有当对方输出流关闭时，才会以-1作为标志