Java基础：三步学会Java Socket编程

第一步　充分理解Socket

　　 1.什么是socket

　　 所谓socket通常也称作"套接字"，用于描述IP地址和端口，是一个通信链的句柄。应用程序通常通过"套接字"向网络发出请求或者应答网络请求。

　 　 以J2SDK-1.3为例，Socket和ServerSocket类库位于java.net包中。ServerSocket用于服务器端，Socket 是建立网络连接时使用的。在连接成功时，应用程序两端都会产生一个Socket实例，操作这个实例，完成所需的会话。对于一个网络连接来说，套接字是平等 的，并没有差别，不因为在服务器端或在客户端而产生不同级别。不管是Socket还是ServerSocket它们的工作都是通过SocketImpl类 及其子类完成的。

　　 重要的Socket API：

　　 java.net.Socket继承于java.lang.Object，有八个构造器，其方法并不多，下面介绍使用最频繁的三个方法，其它方法大家可以见JDK-1.3文档。

　　 . Accept方法用于产生"阻塞"，直到接受到一个连接，并且返回一个客户端的Socket对象实例。"阻塞"是一个术语，它使程序运行暂时"停留"在这个地方，直到一个会话产生，然后程序继续；通常"阻塞"是由循环产生的。

　　 . getInputStream方法获得网络连接输入，同时返回一个IutputStream对象实例，。

　　 . getOutputStream方法连接的另一端将得到输入，同时返回一个OutputStream对象实例。

　　 注意：其中getInputStream和getOutputStream方法均会产生一个IOException，它必须被捕获，因为它们返回的流对象，通常都会被另一个流对象使用。

　　 2.如何开发一个Server-Client模型的程序

　　 开发原理：

　　 服务器，使用ServerSocket监听指定的端口，端口可以随意指定（由于1024以下的端口通常属于保留端口，在一些操作系统中不可以随意使用，所以建议使用大于1024的端口），等待客户连接请求，客户连接后，会话产生；在完成会话后，关闭连接。

　　 客户端，使用Socket对网络上某一个服务器的某一个端口发出连接请求，一旦连接成功，打开会话；会话完成后，关闭Socket。客户端不需要指定打开的端口，通常临时的、动态的分配一个1024以上的端口。

　　 ｛建立服务器｝

1. import java.net.*;
2. import java.io.*;
4. public class Server {
5.     private ServerSocket ss;
7.     private Socket socket;
9.     private BufferedReader in;
11.     private PrintWriter out;
13.     public Server() {
14.         try {
15.             ss = new ServerSocket(10000);
17.             while (true) {
18.                 socket = ss.accept();
19.                 in = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket
20.                         .getInputStream()));
21.                 out = new PrintWriter(socket.getOutputStream(), true);
23.                 String line = in.readLine();
24.                 out.println("you input is :" + line);
25.                 out.close();
26.                 in.close();
27.                 socket.close();
28.             }
29.             ss.close();
30.         } catch (IOException e) {
31.         }
32.     }
34.     public static void main(String[] args) {
35.         new Server();
36.     }
37. }

这个程序建立了一个服务器，它一直监听10000端口，等待用户连接。在建立连接后给客户端返回一段信息，然后结束会话。这个程序一次只能接受一个客户连接。

｛建立客户端｝

1. import java.io.*;
2. import java.net.*;
4. public class Client {
5.     Socket socket;
7.     BufferedReader in;
9.     PrintWriter out;
11.     public Client() {
12.         try {
13.             socket = new Socket("xxx.xxx.xxx.xxx", 10000);
14.             in = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket
15.                     .getInputStream()));
16.             out = new PrintWriter(socket.getOutputStream(), true);
17.             BufferedReader line = new BufferedReader(new InputStreamReader(
18.                     System.in));
20.             out.println(line.readLine());
21.             line.close();
22.             out.close();
23.             in.close();
24.             socket.close();
25.         } catch (IOException e) {
26.         }
27.     }
29.     public static void main(String[] args) {
30.         new Client();
31.     }
32. }

｛建立客户端｝

1. import java.io.*;
2. import java.net.*;
4. public class Server extends ServerSocket {
5.     private static final int SERVER_PORT = 10000;
7.     public Server() throws IOException {
8.         super(SERVER_PORT);
10.         try {
11.             while (true) {
12.                 Socket socket = accept();
13.                 new CreateServerThread(socket);
14.             }
15.         } catch (IOException e) {
16.         } finally {
17.             close();
18.         }
19.     }
21.     // --- CreateServerThread
22.     class CreateServerThread extends Thread {
23.         private Socket client;
25.         private BufferedReader in;
27.         private PrintWriter out;
29.         public CreateServerThread(Socket s) throws IOException {
30.             client = s;
32.             in = new BufferedReader(new InputStreamReader(client
33.                     .getInputStream(), "GB2312"));
34.             out = new PrintWriter(client.getOutputStream(), true);
35.             out.println("--- Welcome ---");
36.             start();
37.         }
39.         public void run() {
40.             try {
41.                 String line = in.readLine();
43.                 while (!line.equals("bye")) {
44.                     String msg = createMessage(line);
45.                     out.println(msg);
46.                     line = in.readLine();
47.                 }
48.                 out.println("--- See you, bye! ---");
49.                 client.close();
50.             } catch (IOException e) {
51.             }
52.         }
54.         private String createMessage(String line) {
55.             ;
56.         }
57.     }
59.     public static void main(String[] args) throws IOException {
60.         new Server();
61.     }
62. }

这个程序监听10000端口，并将接入交给CreateServerThread线程运行。CreateServerThread线程接受输入，并将输入 回应客户，直到客户输入"bye"，线程结束。我们可以在createMessage方法中，对输入进行处理，并产生结果，然后把结果返回给客户。 第三步 实现信息共享:在Socket上的实时交流

　　 网络的伟大之一也是信息共享，Server可以主动向所有Client广播消息，同时Client也可以向其它Client发布消息。下面看看如何开发一个可以实时传递消息的程序。
设计原理：

　　 服务器端接受客户端的连接请求，同时启动一个线程处理这个连接，线程不停的读取客户端输入，然后把输入加入队列中，等候处理。在线程启动的同时将线程加入队列中，以便在需要的时候定位和取出。

　　 ｛源码｝

1. import java.io.*;
2. import java.net.*;
3. import java.util.*;
4. import java.lang.*;
6. public class Server extends ServerSocket {
7.     private static ArrayList User_List = new ArrayList();
9.     private static ArrayList Threader = new ArrayList();
11.     private static LinkedList Message_Array = new LinkedList();
13.     private static int Thread_Counter = 0;
15.     private static boolean isClear = true;
17.     protected static final int SERVER_PORT = 10000;
19.     protected FileOutputStream LOG_FILE = new FileOutputStream(
20.             "d:/connect.log", true);
22.     public Server() throws FileNotFoundException, IOException {
23.         super(SERVER_PORT);
24.         new Broadcast();
26.         // append connection log
27.         Calendar now = Calendar.getInstance();
28.         String str = "[" + now.getTime().toString()
29.                 + "] Accepted a connection\015\012";
30.         byte[] tmp = str.getBytes();
31.         LOG_FILE.write(tmp);
33.         try {
34.             while (true) {
35.                 Socket socket = accept();
36.                 new CreateServerThread(socket);
37.             }
38.         } finally {
39.             close();
40.         }
41.     }
43.     public static void main(String[] args) throws IOException {
44.         new Server();
45.     }
47.     // --- Broadcast
48.     class Broadcast extends Thread {
49.         public Broadcast() {
50.             start();
51.         }
53.         public void run() {
54.             while (true) {
55.                 if (!isClear) {
56.                     String tmp = (String) Message_Array.getFirst();
58.                     for (int i = 0; i < Threader.size(); i++) {
59.                         CreateServerThread client = (CreateServerThread) Threader
60.                                 .get(i);
61.                         client.sendMessage(tmp);
62.                     }
64.                     Message_Array.removeFirst();
65.                     isClear = Message_Array.size() > 0 ? false : true;
66.                 }
67.             }
68.         }
69.     }
71.     // --- CreateServerThread
72.     class CreateServerThread extends Thread {
73.         private Socket client;
75.         private BufferedReader in;
77.         private PrintWriter out;
79.         private String Username;
81.         public CreateServerThread(Socket s) throws IOException {
82.             client = s;
83.             in = new BufferedReader(new InputStreamReader(client
84.                     .getInputStream()));
85.             out = new PrintWriter(client.getOutputStream(), true);
86.             out.println("--- Welcome to this chatroom ---");
87.             out.println("Input your nickname:");
88.             start();
89.         }
91.         public void sendMessage(String msg) {
92.             out.println(msg);
93.         }
95.         public void run() {
96.             try {
97.                 int flag = 0;
98.                 Thread_Counter++;
99.                 String line = in.readLine();
101.                 while (!line.equals("bye")) {
102.                     if (line.equals("l")) {
103.                         out.println(listOnlineUsers());
104.                         line = in.readLine();
105.                         continue;
106.                     }
108.                     if (flag++ == 0) {
109.                         Username = line;
110.                         User_List.add(Username);
111.                         out.println(listOnlineUsers());
112.                         Threader.add(this);
113.                         pushMessage("[< " + Username + " come on in >]");
114.                     } else {
115.                         pushMessage("<" + Username + ">" + line);
116.                     }
118.                     line = in.readLine();
119.                 }
121.                 out.println("--- See you, bye! ---");
122.                 client.close();
123.             } catch (IOException e) {
124.             } finally {
125.                 try {
126.                     client.close();
127.                 } catch (IOException e) {
128.                 }
130.                 Thread_Counter--;
131.                 Threader.remove(this);
132.                 User_List.remove(Username);
133.                 pushMessage("[< " + Username + " left>]");
134.             }
135.         }
137.         private String listOnlineUsers() {
138.             String s = "-+- Online list -+-\015\012";
140.             for (int i = 0; i < User_List.size(); i++) {
141.                 s += "[" + User_List.get(i) + "]\015\012";
142.             }
144.             s += "-+---------------------+-";
145.             return s;
146.         }
148.         private void pushMessage(String msg) {
149.             Message_Array.addLast(msg);
150.             isClear = false;
151.         }
152.     }
153. }

这就是程序运行后，多用户登陆并且输入信息后的屏幕。实现了信息的实时广播。用户输入"l"就可以列出在线人员表。