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 这两天没事看《TCP/IP协议详解-卷1》，把那些TFTP,FTP,TELNET,RPC/NFS都看了一下。终于又长见识了，一句话总结： 一个TCP连接是由4元组：[remote IP,remote port,local IP,local port] 唯一决定的。人人皆知的做法：服务器：bind在固定端口PORT等待连接。客户端：connect服务器的固定端口PORT。结果：客户端内核自动分配local port，服务端accept得到连接SOCKET，并且这些SOCKET的端口都是PORT。长久以来的疑惑：尼玛所有的客户端都往服务端的PORT上发包，凭什么就知道送给哪个SOCKET呢？解惑：一个TCP连接是由4元组：[remote IP,remote port,local IP,local port] 唯一决定的。服务端IP/PORT都一样，但客户端使用的PORT各不相同，所以服务端各SOCKET对应唯一的TCP连接。这个概念是在看FTP得时候学到的：FTP服务器提供端口20做控制命令，FTP客户端创建SOCKET BIND（0）在临时端口PORT做数据通道等待连接，并将IP/PORT发往服务器20端口，服务器创建一个SOCKET，bind在21端口向客户端PORT发起主动连接。当大量客户端请求数据时，服务器创建无数个SOCKET，都bind在21端口，然后向不同的客户端发起主动连接，通过SO_REUSEADDR选项可以实现。  这是不是很郁闷，一台服务器上bind一堆20端口，然后向外connect不同的客户端（和TCP accept类似）。这是因为虽然服务器的一堆SOCKET都在20端口，但remote ip/port是不同的，所以4元组不同就是不同的链接。讲解完毕，如果对remote ip/port 和 local ip/port 还没深刻理解的盆友需要先去理解一下再来理解这个。(UDP无连接，如果你让N个UDP SOCKET bind在同一个PORT，那外边来的包注定不知道给哪个SOCKET，这就是有连接和无连接的区别。 有连接是4元组，无连接是2元组)

(一个TCP套接字是由一个四元组(源IP地址，源端口号，目的IP地址，目的端口号)来标识的。与UDP不同的是，即使两个TCP报文段的目的IP地址和目的端口号相同，只要他们的源IP地址和源端口号不同的话，他们就将被定向到不同的套接字。一个UDP套接字是由一个包含目的ip地址和目的端口号的二元组来标识的。如果两个UDP报文有不同的源IP地址或者源端口号，只要他们具有相同的目的IP地址和目的端口号，就会被定向到同一个套接字，数据被交给同一进程。)

首先看一个用socket实现的多线程实例，可以实现服务器端和客户端的交互： 

服务器端代码：

import java.net.ServerSocket;/** * 服务器端Socket *   * @author Administrator *   */public class SocketServer { /**  * 服务器端Socket构造方法  */ public SocketServer() {  try {  int clientcount = 0; // 统计客户端总数  boolean listening = true; // 是否对客户端进行监听  ServerSocket server = null; // 服务器端Socket对象  try {  // 创建一个ServerSocket在端口2121监听客户请求  server = new ServerSocket(2121);  System.out.println("Server starts...");  } catch (Exception e) {  System.out.println("Can not listen to. " + e);  }  while (listening) {  // 客户端计数  clientcount++;  // 监听到客户请求,根据得到的Socket对象和客户计数创建服务线程,并启动之  new ServerThread(server.accept(), clientcount).start();  }  } catch (Exception e) {  System.out.println("Error. " + e);  } } /**  * 主方法  *    * @param args  */ public static void main(String[] args) {  new SocketServer(); }}

服务器端实现的多线程类：

import java.io.BufferedReader;import java.io.InputStreamReader;import java.io.PrintWriter;import java.net.Socket;public class ServerThread extends Thread { private static int number = 0; // 保存本进程的客户计数 Socket socket = null; // 保存与本线程相关的Socket对象 public ServerThread(Socket socket, int clientnum) {  this.socket = socket;  number = clientnum;  System.out.println("当前在线的用户数: " + number); } public void run() {  try {  // 由Socket对象得到输入流,并构造相应的BufferedReader对象  BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket  .getInputStream()));  // 由Socket对象得到输出流,并构造PrintWriter对象  PrintWriter out = new PrintWriter(socket.getOutputStream());  // 由系统标准输入设备构造BufferedReader对象  BufferedReader sysin = new BufferedReader(new InputStreamReader(  System.in));  // 在标准输出上打印从客户端读入的字符串  System.out.println("[Client " + number + "]: " + in.readLine());  String line; // 保存一行内容  // 从标准输入读入一字符串  line = sysin.readLine();  while (!line.equals("bye")) { // 如果该字符串为 "bye",则停止循环  // 向客户端输出该字符串  out.println(line);  // 刷新输出流,使Client马上收到该字符串  out.flush();  // 在系统标准输出上打印读入的字符串  System.out.println("[Server]: " + line);  // 从Client读入一字符串,并打印到标准输出上  System.out.println("[Client " + number + "]: " + in.readLine());  // 从系统标准输入读入一字符串  line = sysin.readLine();  }  out.close(); // 关闭Socket输出流  in.close(); // 关闭Socket输入流  socket.close(); // 关闭Socket  } catch (Exception e) {  System.out.println("Error. " + e);  } }}

客户端代码：

import java.io.BufferedReader;import java.io.InputStreamReader;import java.io.PrintWriter;import java.net.Socket;/** * 客户端Socket *   * @author Administrator *   */public class SocketClient { /**  * 客户端Socket构造方法  */ public SocketClient() {  try {  // 向本机的2121端口发出客户请求  Socket socket = new Socket("localhost", 2121);  System.out.println("Established a connection...");  // 由系统标准输入设备构造BufferedReader对象  BufferedReader sysin = new BufferedReader(new InputStreamReader(  System.in));  // 由Socket对象得到输出流,并构造PrintWriter对象  PrintWriter out = new PrintWriter(socket.getOutputStream());  // 由Socket对象得到输入流,并构造相应的BufferedReader对象  BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket  .getInputStream()));  String line; // 保存一行内容  // 从系统标准输入读入一字符串  line = sysin.readLine();  while (!line.equals("bye")) { // 若从标准输入读入的字符串为 "bye"则停止循环  // 将从系统标准输入读入的字符串输出到Server  out.println(line);  // 刷新输出流,使Server马上收到该字符串  out.flush();  // 在系统标准输出上打印读入的字符串  System.out.println("[Client]: " + line);  // 从Server读入一字符串，并打印到标准输出上  System.out.println("[Server]: " + in.readLine());  // 从系统标准输入读入一字符串  line = sysin.readLine();  }  out.close(); // 关闭Socket输出流  in.close(); // 关闭Socket输入流  socket.close(); // 关闭Socket  } catch (Exception e) {  System.out.println("Error. " + e);  } } /**  * 主方法  *    * @param args  */ public static void main(String[] args) {  new SocketClient(); }}

运行结果：

 

 

 

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｝

import java.net.*; import java.io.*; public class Server { private ServerSocket ss; private Socket socket; private BufferedReader in; private PrintWriter out; public Server() { try { ss = new ServerSocket(10000); while (true) { socket = ss.accept(); in = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream())); out = new PrintWriter(socket.getOutputStream(),true); String line = in.readLine(); out.println("you input is :" + line);

System.out.println("you input is : " + line);out.close(); in.close(); socket.close(); } ss.close(); } catch (IOException e) {} } public static void main(String[] args) { new Server(); } }

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｝

import java.io.*; import java.net.*; public class Client { Socket socket; BufferedReader in; PrintWriter out; public Client() { try { socket = new Socket("xxx.xxx.xxx.xxx", 10000); in = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream())); out = new PrintWriter(socket.getOutputStream(),true); BufferedReader line = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in)); out.println(line.readLine()); line.close(); out.close(); in.close(); socket.close(); } catch (IOException e) {} } public static void main(String[] args) { new Client(); } }

这个客户端连接到地址为xxx.xxx.xxx.xxx的服务器，端口为10000，并从键盘输入一行信息，发送到服务器，然后接受服务器的返回信息，最后结束会话。

第二步　多个客户同时连接

　　 在实际的网络环境里，同一时间只对一个用户服务是不可行的。一个优秀的网络服务程序除了能处理用户的输入信息，还必须能够同时响应多个客户端的连接请求。在java中，实现以上功能特点是非常容易的。 　　 设计原理： 　　 主程序监听一端口，等待客户接入；同时构造一个线程类，准备接管会话。当一个Socket会话产生后，将这个会话交给线程处理，然后主程序继续监听。运用Thread类或Runnable接口来实现是不错的办法。 　　 ｛实现消息共享｝

import java.io.*; import java.net.*; public class Server extends ServerSocket { private static final int SERVER_PORT = 10000; public Server() throws IOException { super(SERVER_PORT); try { while (true) { Socket socket = accept(); new CreateServerThread(socket); } } catch (IOException e) {} finally { close(); } } //--- CreateServerThread class CreateServerThread extends Thread { private Socket client; private BufferedReader in; private PrintWriter out; public CreateServerThread(Socket s) throws IOException { client = s; in = new BufferedReader(new InputStreamReader(client.getInputStream(), "GB2312")); out = new PrintWriter(client.getOutputStream(), true); out.println("--- Welcome ---"); start(); } public void run() { try { String line = in.readLine(); while (!line.equals("bye")) { String msg = createMessage(line); out.println(msg); line = in.readLine(); } out.println("--- See you, bye! ---"); client.close(); } catch (IOException e) {} } private String createMessage(String line) { xxxxxxxxx; } } public static void main(String[] args) throws IOException { new Server(); } }

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｝

import java.io.*; import java.net.*; import java.util.*; import java.lang.*; public class Server extends ServerSocket { private static ArrayList User_List = new ArrayList(); private static ArrayList Threader = new ArrayList(); private static LinkedList Message_Array = new LinkedList(); private static int Thread_Counter = 0; private static boolean isClear = true; protected static final int SERVER_PORT = 10000; protected FileOutputStream LOG_FILE = new FileOutputStream("d:/connect.log", true); public Server() throws FileNotFoundException, IOException { super(SERVER_PORT); new Broadcast(); //append connection log Calendar now = Calendar.getInstance(); String str = "[" + now.getTime().toString() + "] Accepted a connection\015\012"; byte[] tmp = str.getBytes(); LOG_FILE.write(tmp); try { while (true) { Socket socket = accept(); new CreateServerThread(socket); } } finally { close(); } } public static void main(String[] args) throws IOException { new Server(); } //--- Broadcast class Broadcast extends Thread { public Broadcast() { start(); } public void run() { while (true) { if (!isClear) { String tmp = (String)Message_Array.getFirst(); for (int i = 0; i < Threader.size(); i++) { CreateServerThread client = (CreateServerThread)Threader.get(i); client.sendMessage(tmp); } Message_Array.removeFirst(); isClear = Message_Array.size() > 0 ? false : true; } } } } //--- CreateServerThread class CreateServerThread extends Thread { private Socket client; private BufferedReader in; private PrintWriter out; private String Username; public CreateServerThread(Socket s) throws IOException { client = s; in = new BufferedReader(new InputStreamReader(client.getInputStream())); out = new PrintWriter(client.getOutputStream(), true); out.println("--- Welcome to this chatroom ---"); out.println("Input your nickname:"); start(); } public void sendMessage(String msg) { out.println(msg); } public void run() { try { int flag = 0; Thread_Counter++; String line = in.readLine(); while (!line.equals("bye")) { if (line.equals("l")) { out.println(listOnlineUsers()); line = in.readLine(); continue; } if (flag++ == 0) { Username = line; User_List.add(Username); out.println(listOnlineUsers()); Threader.add(this); pushMessage("[< " + Username + " come on in >]"); } else { pushMessage("<" + Username + ">" + line); } line = in.readLine(); } out.println("--- See you, bye! ---"); client.close(); } catch (IOException e) {} finally { try { client.close(); } catch (IOException e) {} Thread_Counter--; Threader.remove(this); User_List.remove(Username); pushMessage("[< " + Username + " left>]"); } } private String listOnlineUsers() { String s ="-+- Online list -+-\015\012"; for (int i = 0; i < User_List.size(); i++) { s += "[" + User_List.get(i) + "]\015\012"; } s += "-+---------------------+-"; return s; } private void pushMessage(String msg) { Message_Array.addLast(msg); isClear = false; } } }

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。

 

 

 

 

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