java實現(xiàn)基于TCP協(xié)議網(wǎng)絡(luò)socket編程(C/S通信)
一、前言：TCP原理簡介
首先，保證文章完整性，TCP的理論原理還是需要簡介一下，略顯枯燥๑乛◡乛๑。
TCP（傳輸控制協(xié)議，Transmission Control Protocol）是一種面向連接的、可靠的、基于字節(jié)流的傳輸層通信協(xié)議。TCP旨在適應(yīng)支持多網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的分層協(xié)議層次結(jié)構(gòu)。也就是說，TCP是為了在不可靠的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)上提供可靠的端到端字節(jié)流而專門設(shè)計的一個傳輸協(xié)議。 連接到不同但互連的計算機通信網(wǎng)絡(luò)的主計算機中的成對進(jìn)程之間依靠TCP提供可靠的通信服務(wù)。
以上TCP的特點，也正是與UDP的明顯不同之處。UDP（用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議）是一種無連接的、不可靠的、不以字節(jié)流傳輸通信協(xié)議。具體區(qū)別可對比之前這篇文章：
【基于UDP協(xié)議網(wǎng)絡(luò)Socket編程(java實現(xiàn)C/S通信案例) 】 [http://m.fzitv.net/article/198498.htm]
接著，“三次握手”則是眾所周知的一個詞，是建立TCP連接的重要過程。許多文章有詳細(xì)解讀，本篇則是詳細(xì)記錄在此原理之上，使用Java實現(xiàn)TCP的Socket網(wǎng)絡(luò)通信，包含C/S軟件架構(gòu)的程序設(shè)計，偏向?qū)嵺`，更加有趣！
二、Socket編程通信
本篇使用Java進(jìn)行Socket編程，Java的TCP/IP套接字編程將底層的細(xì)節(jié)進(jìn)行了封裝，其編程模型如圖：
我們自頂向下觀察，基于TCP的通信，必然有服務(wù)端Server和客戶端Client。
首先，建立連接。兩端分別有一個套接字Socket，用于兩者之間的通信?？蛻舳讼蚍?wù)器發(fā)送請求，創(chuàng)建socket進(jìn)行連接。服務(wù)端則隨時監(jiān)聽客戶端發(fā)起的請求，接收并創(chuàng)建裂解Socket。
其次，開始通信。服務(wù)和客戶兩端的輸入輸出流互相通信。邏輯上可理解為通信進(jìn)程的雙方具有兩個流（輸出流和輸入流）。邏輯上可將兩個流理解為兩個通信管道的全雙工通信模式，一個用于向?qū)Ψ桨l(fā)送數(shù)據(jù)，另一個用于接收對方的數(shù)據(jù)。
最后，結(jié)束通信?？蛻舳嗽L問服務(wù)器結(jié)束，斷開連接，關(guān)閉Socket和相關(guān)資源（輸入輸出流等）。服務(wù)端監(jiān)聽客戶端狀態(tài)，同時關(guān)閉Socket等連接。
建立通信規(guī)則：
Server和Client之間需要約定相同的規(guī)則，保證正常通信。之后的程序設(shè)計，我們約定：
客戶端連接服務(wù)器，連接成功后，服務(wù)器首先給客戶端發(fā)送一條歡迎信息；
客戶端程序每發(fā)送一條信息給服務(wù)器，服務(wù)器接收并回送該信息到客戶端，客戶端接收并顯示該信息；
當(dāng)客戶端發(fā)送"bye"，則結(jié)束對話。
三、TCP服務(wù)器端（具體代碼）
第一步，創(chuàng)建服務(wù)端套接字。
類成員變量：ServerSocket serverSocket，監(jiān)聽端口號port；
private int port =8008;//服務(wù)器監(jiān)聽窗口
private ServerSocket serverSocket;//定義服務(wù)器套接字
public TCPServer() throws IOException{
serverSocket =new ServerSocket(port);
System.out.println("服務(wù)器啟動監(jiān)聽在"+port+"端口...");
}
第二步，定義輸入輸出流方法：
private PrintWriter getWriter(Socket socket) throws IOException{
//獲得輸出流緩沖區(qū)的地址
OutputStream socketOut=socket.getOutputStream();
//網(wǎng)絡(luò)流寫出需要使用flush，這里在printWriter構(gòu)造方法直接設(shè)置為自動flush
return new PrintWriter(new OutputStreamWriter(socketOut,"utf-8"),true);
}
private BufferedReader getReader(Socket socket) throws IOException{
//獲得輸入流緩沖區(qū)的地址
InputStream socketIn=socket.getInputStream();
return new BufferedReader(new InputStreamReader(socketIn,"utf-8"));
}
第三步，服務(wù)端核心：
//單客戶版本，每次只能與一個用戶建立通信連接
public void Service(){
while (true){
Socket socket=null;
try {
//此處程序阻塞，監(jiān)聽并等待用戶發(fā)起連接，有連接請求就生成一個套接字
socket=serverSocket.accept();
//本地服務(wù)器控制臺顯示客戶連接的用戶信息
System.out.println("New connection accepted:"+socket.getInetAddress());
BufferedReader br=getReader(socket);//字符串輸入流
PrintWriter pw=getWriter(socket);//字符串輸出流
pw.println("來自服務(wù)器消息：歡迎使用本服務(wù)！");
String msg=null;
//此處程序阻塞，每次從輸入流中讀入一行字符串
while ((msg=br.readLine())!=null){
//如果用戶發(fā)送信息為”bye“，就結(jié)束通信
if(msg.equals("bye")){
pw.println("來自服務(wù)器消息：服務(wù)器斷開連接，結(jié)束服務(wù)！");
System.out.println("客戶端離開。");
break;
}
pw.println("來自服務(wù)器消息："+msg);
}
}catch (IOException e){
e.printStackTrace();
}finally {
try {
if (socket!=null)
socket.close();//關(guān)閉socket連接以及相關(guān)的輸入輸出流
}catch (IOException e){
e.printStackTrace();
}
}
}
}
代碼關(guān)鍵解析很清楚易懂。可以看到，服務(wù)端提供服務(wù)放到了一個While(true)里面，這是因為服務(wù)器程序需要一直運行，所以處理代碼一般放在while(true)這種無限循環(huán)中，TCPServer運行一次，且自身不能終止運行，要終止它運行，只能通過強制方式（如在IDE環(huán)境強制關(guān)閉）。
四、TCP客戶端（具體代碼）
第一步，創(chuàng)建客戶端套接字，定義類構(gòu)造方法，實現(xiàn)輸入輸出流。
//單客戶版本，每次只能與一個用戶建立通信連接
public void Service(){
while (true){
Socket socket=null;
try {
//此處程序阻塞，監(jiān)聽并等待用戶發(fā)起連接，有連接請求就生成一個套接字
socket=serverSocket.accept();
//本地服務(wù)器控制臺顯示客戶連接的用戶信息
System.out.println("New connection accepted:"+socket.getInetAddress());
BufferedReader br=getReader(socket);//字符串輸入流
PrintWriter pw=getWriter(socket);//字符串輸出流
pw.println("來自服務(wù)器消息：歡迎使用本服務(wù)！");
String msg=null;
//此處程序阻塞，每次從輸入流中讀入一行字符串
while ((msg=br.readLine())!=null){
//如果用戶發(fā)送信息為”bye“，就結(jié)束通信
if(msg.equals("bye")){
pw.println("來自服務(wù)器消息：服務(wù)器斷開連接，結(jié)束服務(wù)！");
System.out.println("客戶端離開。");
break;
}
pw.println("來自服務(wù)器消息："+msg);
}
}catch (IOException e){
e.printStackTrace();
}finally {
try {
if (socket!=null)
socket.close();//關(guān)閉socket連接以及相關(guān)的輸入輸出流
}catch (IOException e){
e.printStackTrace();
}
}
}
}
第二步，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信發(fā)送和接收方法。
public void send(String msg){
//輸出字符流，由socket調(diào)用系統(tǒng)底層函數(shù)，經(jīng)網(wǎng)卡發(fā)送字節(jié)流
pw.println(msg);
}
public String receive(){
String msg=null;
try {
//從網(wǎng)絡(luò)輸入字符流中讀取信息，每次只能接受一行信息
//不夠一行時（無行結(jié)束符），該語句阻塞
//直到條件滿足，程序往下運行
msg=br.readLine();
}catch (IOException e){
e.printStackTrace();
}
return msg;
}
第三步，定義網(wǎng)絡(luò)連接關(guān)閉方法供外部調(diào)用。
public void close(){
try {
if (socket!=null)
socket.close();
}catch (IOException e){
e.printStackTrace();
}
}
TCP連接的釋放也有“四次握手”一說，必須經(jīng)過2MSL后才真正釋放。具體過程如下圖：
五、通信效果演示
GIF動圖演示：
六、“創(chuàng)意”機器人：價值一個億的AI核心代碼（具體代碼）
這部分我們要實現(xiàn)“聊天機器人”，效果這樣：
是不是迫不及待想知道如何實現(xiàn)呢！堪稱“價值一個億的AI核心代碼”?。?？？
就這樣實現(xiàn)了！
不賣關(guān)子了，就一行代碼！
msg=msg.replace("?","!").replace("？","!").replace("嗎","").replace("嗎？","");
具體想實現(xiàn)機器人如何回復(fù)可以自行調(diào)整代碼。
七、最后
本篇則是詳細(xì)記錄在此原理之上，使用Java實現(xiàn)TCP的Socket網(wǎng)絡(luò)通信，包含C/S軟件架構(gòu)的程序設(shè)計，偏向?qū)嵺`，更加有趣！仔細(xì)閱讀的朋友可以發(fā)現(xiàn)，在服務(wù)器端核心部分，有一行注釋說明了該程序只支持單用戶，也就是單線程通信，可以嘗試一下，如果再開一個客戶端連接該服務(wù)，是否因為單線程阻塞程序卡住了。
這個問題關(guān)鍵就在于：服務(wù)器和客戶端互相約定通信規(guī)則，否則就可能有問題，例如，如果服務(wù)器在一個客戶端連接成功后，并沒有一條信息發(fā)送給客戶端，客戶端的讀取歡迎信息的語句無法讀取到內(nèi)容，就被阻塞住，由于是單線程，甚至整個程序都會被卡住。要解決這個問題，等待更新下一篇！
另外，UI界面的設(shè)計可參考上一篇博客：【基于UDP協(xié)議網(wǎng)絡(luò)Socket編程(java實現(xiàn)C/S通信案例) 】 [http://m.fzitv.net/article/198498.htm]
到此這篇關(guān)于java實現(xiàn)基于TCP協(xié)議網(wǎng)絡(luò)socket編程(C/S通信)的文章就介紹到這了,更多相關(guān)java TCP協(xié)議socket編程內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！
相關(guān)文章
這篇文章主要介紹了idea中Stash與Unstash的使用及說明，具有很好的參考價值，希望對大家有所幫助。如有錯誤或未考慮完全的地方，望不吝賜教2023-02-02
這篇文章主要為大家介紹了Java代理模式，具有一定的參考價值，感興趣的小伙伴們可以參考一下，希望能夠給你帶來幫助2022-01-01
沒有編輯器的環(huán)境下是如何創(chuàng)建Servlet(Tomcat+Java)項目的?
今天給大家?guī)淼氖顷P(guān)于Java的相關(guān)知識,文章圍繞著在沒有編輯器的環(huán)境下如何創(chuàng)建Servlet(Tomcat+Java)項目展開,文中有非常詳細(xì)的介紹及代碼示例,需要的朋友可以參考下2021-06-06
這篇文章主要為大家詳細(xì)介紹了java實現(xiàn)在線聊天系統(tǒng)，文中示例代碼介紹的非常詳細(xì)，具有一定的參考價值，感興趣的小伙伴們可以參考一下2022-09-09
詳解Struts2中json 相互引用死循環(huán)解決辦法
本篇文章主要介紹詳解Struts2中json 相互引用死循環(huán)解決辦法，具有一定的參考價值，有興趣的可以了解一下。2017-01-01
Java API學(xué)習(xí)教程之正則表達(dá)式詳解
正則表達(dá)式的強大眾所周知，它令程序員的頭痛程度也數(shù)一數(shù)二的。下面這篇文章主要給大家介紹了關(guān)于Java API學(xué)習(xí)教程之正則表達(dá)式的相關(guān)資料，文中通過示例代碼介紹的非常詳細(xì)，對大家具有一定的參考學(xué)習(xí)價值，需要的朋友們下面來一起看看吧。2017-07-07
開發(fā)過程中經(jīng)常會遇到j(luò)son數(shù)據(jù)的處理,而單獨對json數(shù)據(jù)進(jìn)行增刪改并不方便,下面這篇文章主要給大家介紹了關(guān)于使用Java獲取Json中的數(shù)據(jù),文中通過實例代碼介紹的非常詳細(xì),需要的朋友可以參考下2023-04-04
關(guān)于Mybatis使用collection分頁問題
項目中mybatis分頁的場景是非常高頻的，當(dāng)使用ResultMap并配置collection做分頁的時候，我們可能會遇到獲取當(dāng)前頁的數(shù)據(jù)少于每頁大小的數(shù)據(jù)問題。接下來通過本文給大家介紹Mybatis使用collection分頁問題，感興趣的朋友一起看看吧2021-11-11
開發(fā)10年，全記在這本Java進(jìn)階寶典里了
這篇文章主要給大家分享介紹了這本Java進(jìn)階寶典里，是開發(fā)10年總結(jié)出來的，文中通過圖文介紹的非常詳細(xì)，需要的朋友可以參考借鑒，下面來一起看看吧2019-04-04
這篇文章主要為大家詳細(xì)介紹了java實現(xiàn)人工智能化屏幕監(jiān)控窗口，具有一定的參考價值，感興趣的小伙伴們可以參考一下2018-09-09