【Java】基於TCP的socket服務端和客戶端

端口號

TCP通信概述

客戶端

import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.Socket;

/*
    TCP通信的客戶端:向服務器發送連接請求,給服務器發送數據,讀取服務器回寫的數據
    表示客戶端的類:
        java.net.Socket:此類實現客戶端套接字（也可以就叫“套接字”）。套接字是兩臺機器間通信的端點。
        套接字:包含了IP地址和端口號的網絡單位

    構造方法:
        Socket(String host, int port) 創建一個流套接字並將其連接到指定主機上的指定端口號。
        參數:
            String host:服務器主機的名稱/服務器的IP地址
            int port:服務器的端口號

    成員方法:
        OutputStream getOutputStream() 返回此套接字的輸出流。
        InputStream getInputStream() 返回此套接字的輸入流。
        void close() 關閉此套接字。

    實現步驟:
        1.創建一個客戶端對象Socket,構造方法綁定服務器的IP地址和端口號
        2.使用Socket對象中的方法getOutputStream()獲取網絡字節輸出流OutputStream對象
        3.使用網絡字節輸出流OutputStream對象中的方法write,給服務器發送數據
        4.使用Socket對象中的方法getInputStream()獲取網絡字節輸入流InputStream對象
        5.使用網絡字節輸入流InputStream對象中的方法read,讀取服務器回寫的數據
        6.釋放資源(Socket)
     注意:
        1.客戶端和服務器端進行交互,必須使用Socket中提供的網絡流,不能使用自己創建的流對象
        2.當我們創建客戶端對象Socket的時候,就會去請求服務器和服務器經過3次握手建立連接通路
            這時如果服務器沒有啓動,那麼就會拋出異常ConnectException: Connection refused: connect
            如果服務器已經啓動,那麼就可以進行交互了
 */
public class TCPClient {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //1.創建一個客戶端對象Socket,構造方法綁定服務器的IP地址和端口號
        Socket socket = new Socket("127.0.0.1",8888);
        //2.使用Socket對象中的方法getOutputStream()獲取網絡字節輸出流OutputStream對象
        OutputStream os = socket.getOutputStream();
        //3.使用網絡字節輸出流OutputStream對象中的方法write,給服務器發送數據
        os.write("你好服務器".getBytes());

        //4.使用Socket對象中的方法getInputStream()獲取網絡字節輸入流InputStream對象
        InputStream is = socket.getInputStream();

        //5.使用網絡字節輸入流InputStream對象中的方法read,讀取服務器回寫的數據
        byte[] bytes = new byte[1024];
        int len = is.read(bytes);
        System.out.println(new String(bytes,0,len));

        //6.釋放資源(Socket)
        socket.close();

    }

}

服務端

import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;

/*
    TCP通信的服務器端:接收客戶端的請求,讀取客戶端發送的數據,給客戶端回寫數據
    表示服務器的類:
        java.net.ServerSocket:此類實現服務器套接字。

    構造方法:
        ServerSocket(int port) 創建綁定到特定端口的服務器套接字。

    服務器端必須明確一件事情,必須的知道是哪個客戶端請求的服務器
    所以可以使用accept方法獲取到請求的客戶端對象Socket
    成員方法:
        Socket accept() 偵聽並接受到此套接字的連接。

    服務器的實現步驟:
        1.創建服務器ServerSocket對象和系統要指定的端口號
        2.使用ServerSocket對象中的方法accept,獲取到請求的客戶端對象Socket
        3.使用Socket對象中的方法getInputStream()獲取網絡字節輸入流InputStream對象
        4.使用網絡字節輸入流InputStream對象中的方法read,讀取客戶端發送的數據
        5.使用Socket對象中的方法getOutputStream()獲取網絡字節輸出流OutputStream對象
        6.使用網絡字節輸出流OutputStream對象中的方法write,給客戶端回寫數據
        7.釋放資源(Socket,ServerSocket)
 */
public class TCPServer {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //1.創建服務器ServerSocket對象和系統要指定的端口號
        ServerSocket server = new ServerSocket(8888);
        //2.使用ServerSocket對象中的方法accept,獲取到請求的客戶端對象Socket
        Socket socket = server.accept();
        //3.使用Socket對象中的方法getInputStream()獲取網絡字節輸入流InputStream對象
        InputStream is = socket.getInputStream();
        //4.使用網絡字節輸入流InputStream對象中的方法read,讀取客戶端發送的數據
        byte[] bytes = new byte[1024];
        int len = is.read(bytes);
        System.out.println(new String(bytes,0,len));
        //5.使用Socket對象中的方法getOutputStream()獲取網絡字節輸出流OutputStream對象
        OutputStream os = socket.getOutputStream();
        //6.使用網絡字節輸出流OutputStream對象中的方法write,給客戶端回寫數據
        os.write("收到謝謝".getBytes());
        //7.釋放資源(Socket,ServerSocket)
        socket.close();
        server.close();
    }
}

文件上傳

文件上傳原理

文件上傳案例的阻塞問題的解決方法

客戶端

import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.Socket;

/*
    文件上傳案例的客戶端:讀取本地文件,上傳到服務器,讀取服務器回寫的數據

    明確:
        數據源:c:\\1.jpg
        目的地:服務器

    實現步驟:
        1.創建一個本地字節輸入流FileInputStream對象,構造方法中綁定要讀取的數據源
        2.創建一個客戶端Socket對象,構造方法中綁定服務器的IP地址和端口號
        3.使用Socket中的方法getOutputStream,獲取網絡字節輸出流OutputStream對象
        4.使用本地字節輸入流FileInputStream對象中的方法read,讀取本地文件
        5.使用網絡字節輸出流OutputStream對象中的方法write,把讀取到的文件上傳到服務器
        6.使用Socket中的方法getInputStream,獲取網絡字節輸入流InputStream對象
        7.使用網絡字節輸入流InputStream對象中的方法read讀取服務回寫的數據
        8.釋放資源(FileInputStream,Socket)
 */
public class TCPClient {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //1.創建一個本地字節輸入流FileInputStream對象,構造方法中綁定要讀取的數據源
        FileInputStream fis = new FileInputStream("c:\\1.jpg");
        //2.創建一個客戶端Socket對象,構造方法中綁定服務器的IP地址和端口號
        Socket socket = new Socket("127.0.0.1",8888);
        //3.使用Socket中的方法getOutputStream,獲取網絡字節輸出流OutputStream對象
        OutputStream os = socket.getOutputStream();
        //4.使用本地字節輸入流FileInputStream對象中的方法read,讀取本地文件
        int len = 0;
        byte[] bytes = new byte[1024];
        while((len = fis.read(bytes))!=-1){
            //5.使用網絡字節輸出流OutputStream對象中的方法write,把讀取到的文件上傳到服務器
            os.write(bytes,0,len);
        }

        /*
            解決:上傳完文件,給服務器寫一個結束標記
            void shutdownOutput() 禁用此套接字的輸出流。
            對於 TCP 套接字，任何以前寫入的數據都將被髮送，並且後跟 TCP 的正常連接終止序列。
         */
        socket.shutdownOutput();

        //6.使用Socket中的方法getInputStream,獲取網絡字節輸入流InputStream對象
        InputStream is = socket.getInputStream();



        //7.使用網絡字節輸入流InputStream對象中的方法read讀取服務回寫的數據
        while((len = is.read(bytes))!=-1){
            System.out.println(new String(bytes,0,len));
        }


        //8.釋放資源(FileInputStream,Socket)
        fis.close();
        socket.close();
    }
}

服務端

import java.io.File;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
import java.util.Random;

/*
    文件上傳案例服務器端:讀取客戶端上傳的文件,保存到服務器的硬盤,給客戶端回寫"上傳成功"

    明確:
        數據源:客戶端上傳的文件
        目的地:服務器的硬盤 d:\\upload\\1.jpg

    實現步驟:
        1.創建一個服務器ServerSocket對象,和系統要指定的端口號
        2.使用ServerSocket對象中的方法accept,獲取到請求的客戶端Socket對象
        3.使用Socket對象中的方法getInputStream,獲取到網絡字節輸入流InputStream對象
        4.判斷d:\\upload文件夾是否存在,不存在則創建
        5.創建一個本地字節輸出流FileOutputStream對象,構造方法中綁定要輸出的目的地
        6.使用網絡字節輸入流InputStream對象中的方法read,讀取客戶端上傳的文件
        7.使用本地字節輸出流FileOutputStream對象中的方法write,把讀取到的文件保存到服務器的硬盤上
        8.使用Socket對象中的方法getOutputStream,獲取到網絡字節輸出流OutputStream對象
        9.使用網絡字節輸出流OutputStream對象中的方法write,給客戶端回寫"上傳成功"
        10.釋放資源(FileOutputStream,Socket,ServerSocket)
 */
public class TCPServer {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //1.創建一個服務器ServerSocket對象,和系統要指定的端口號
        ServerSocket server = new ServerSocket(8888);
        //2.使用ServerSocket對象中的方法accept,獲取到請求的客戶端Socket對象

        /*
            讓服務器一直處於監聽狀態(死循環accept方法)
            有一個客戶端上傳文件,就保存一個文件
         */
        while(true){
            Socket socket = server.accept();

            /*
                使用多線程技術,提高程序的效率
                有一個客戶端上傳文件,就開啓一個線程,完成文件的上傳
             */
            new Thread(new Runnable() {
                //完成文件的上傳
                @Override
                public void run() {
                   try {
                       //3.使用Socket對象中的方法getInputStream,獲取到網絡字節輸入流InputStream對象
                       InputStream is = socket.getInputStream();
                       //4.判斷d:\\upload文件夾是否存在,不存在則創建
                       File file =  new File("d:\\upload");
                       if(!file.exists()){
                           file.mkdirs();
                       }

                    /*
                        自定義一個文件的命名規則:防止同名的文件被覆蓋
                        規則:域名+毫秒值+隨機數
                     */
                       String fileName = "itcast"+System.currentTimeMillis()+new Random().nextInt(999999)+".jpg";

                       //5.創建一個本地字節輸出流FileOutputStream對象,構造方法中綁定要輸出的目的地
                       //FileOutputStream fos = new FileOutputStream(file+"\\1.jpg");
                       FileOutputStream fos = new FileOutputStream(file+"\\"+fileName);
                       //6.使用網絡字節輸入流InputStream對象中的方法read,讀取客戶端上傳的文件


                       int len =0;
                       byte[] bytes = new byte[1024];
                       while((len = is.read(bytes))!=-1){
                           //7.使用本地字節輸出流FileOutputStream對象中的方法write,把讀取到的文件保存到服務器的硬盤上
                           fos.write(bytes,0,len);
                       }


                       //8.使用Socket對象中的方法getOutputStream,獲取到網絡字節輸出流OutputStream對象
                       //9.使用網絡字節輸出流OutputStream對象中的方法write,給客戶端回寫"上傳成功"
                       socket.getOutputStream().write("上傳成功".getBytes());
                       //10.釋放資源(FileOutputStream,Socket,ServerSocket)
                       fos.close();
                       socket.close();
                   }catch (IOException e){
                       System.out.println(e);
                   }
                }
            }).start();


        }

        //服務器就不用關閉
        //server.close();
    }
}

基於BS的服務端代碼

這是一個本地的程序，在瀏覽器輸入127.0.0.1/請求網頁的地址，注意在服務器端需要放指定的html目錄

import java.io.*;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;

/*
    創建BS版本TCP服務器
 */
public class TCPServerThread {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //創建一個服務器ServerSocket,和系統要指定的端口號
        ServerSocket server = new ServerSocket(8080);

        /*
            瀏覽器解析服務器回寫的html頁面,頁面中如果有圖片,那麼瀏覽器就會單獨的開啓一個線程,讀取服務器的圖片
            我們就的讓服務器一直處於監聽狀態,客戶端請求一次,服務器就回寫一次
         */
        while(true){
            //使用accept方法獲取到請求的客戶端對象(瀏覽器)
            Socket socket = server.accept();

            new Thread(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    try {
                        //使用Socket對象中的方法getInputStream,獲取到網絡字節輸入流InputStream對象
                        InputStream is = socket.getInputStream();
                        //使用網絡字節輸入流InputStream對象中的方法read讀取客戶端的請求信息
                        /*byte[] bytes = new byte[1024];
                        int len = 0;
                        while((len = is.read(bytes))!=-1){
                            System.out.println(new String(bytes,0,len));
                        }*/

                        //把is網絡字節輸入流對象,轉換爲字符緩衝輸入流
                        BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(is));
                        //把客戶端請求信息的第一行讀取出來 GET /11_Net/web/index.html HTTP/1.1
                        String line = br.readLine();
                        System.out.println(line);
                        //把讀取的信息進行切割,只要中間部分 /11_Net/web/index.html
                        String[] arr = line.split(" ");
                        //把路徑前邊的/去掉,進行截取 11_Net/web/index.html
                        String htmlpath = arr[1].substring(1);

                        //創建一個本地字節輸入流,構造方法中綁定要讀取的html路徑
                        FileInputStream fis = new FileInputStream(htmlpath);
                        //使用Socket中的方法getOutputStream獲取網絡字節輸出流OutputStream對象
                        OutputStream os = socket.getOutputStream();

                        // 寫入HTTP協議響應頭,固定寫法
                        os.write("HTTP/1.1 200 OK\r\n".getBytes());
                        os.write("Content-Type:text/html\r\n".getBytes());
                        // 必須要寫入空行,否則瀏覽器不解析
                        os.write("\r\n".getBytes());

                        //一讀一寫複製文件,把服務讀取的html文件回寫到客戶端
                        int len = 0;
                        byte[] bytes = new byte[1024];
                        while((len = fis.read(bytes))!=-1){
                            os.write(bytes,0,len);
                        }

                        //釋放資源
                        fis.close();
                        socket.close();
                    }catch (IOException e){
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }).start();
        }
        //server.close();
    }
}