【JavaEE】网络编程---TCP数据报套接字编程

一、TCP数据报套接字编程

1.1 ServerSocket API

ServerSocket 是创建TCP服务端Socket的API
ServerSocket 构造方法:
在这里插入图片描述
ServerSocket 方法:
在这里插入图片描述

1.2 Socket API

Socket 是客户端Socket,或服务端中接收到客户端建立连接(accept方法)的请求后,返回的服务端Socket。不管是客户端还是服务端Socket,都是双方建立连接以后,保存的对端信息,及用来与对方收发数据的。
Socket 构造方法:

在这里插入图片描述
Socket 方法:
在这里插入图片描述
通过上述字节流对象进行数据传输:
InputStream读数据就相当于从网卡接收
OutputStream写数据就相当于从网卡发送

1.3 短连接和长连接

短连接:一次连接只有一个请求
长连接:一次连接有多个请求

1.4 示例一:回显服务器(echo server)

这里我们演示长连接:

1.4.1 Tcp服务器

package Tcp;import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.io.PrintWriter;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
import java.util.Scanner;public class TcpEchoServer {//serverSocket是外场拉客的小哥,serverSocket有且只有一个//cilentSocket是内场服务的小姐姐,cilentSocket会给每个客户端分配一个private ServerSocket serverSocket = null;public TcpEchoServer(int port) throws IOException {serverSocket = new ServerSocket(port);}public void start() throws IOException {System.out.println("服务器启动!");while(true) {Socket cilentSocket = serverSocket.accept();processConnection(cilentSocket);  //连接后通过processConnection来处理连接}}//通过这个方法来处理一个连接://1.读取请求//2.根据请求计算响应//3.把响应返回给客户端private void processConnection(Socket clientSocket) throws IOException {System.out.printf("[%s:%d] 客户端上线!\n", clientSocket.getInetAddress().toString(),clientSocket.getPort());  //提示客户端上线并打印IP地址和端口号//try()这种写法,允许括号中写多个流对象,中间使用“;”来分割try (InputStream inputStream = clientSocket.getInputStream();OutputStream outputStream = clientSocket.getOutputStream()) {Scanner scanner = new Scanner(inputStream);  //为了读取请求方便,把字节流转为字符流PrintWriter printWriter = new PrintWriter(outputStream); //为了返回响应方便,把字节流转为字符流//我们读到哪里算是一个完整的请求呢;//此处做一个简单的约定://每个请求是个字符串(文本数据),每个请求之间使用\n来分割,不要忘记响应也要这样约定while(true) {  //长连接:一次连接有多个请求//1.读取请求if (!scanner.hasNext()) {  //如果客户端关闭连接了,hasNext返回false,结束while循环System.out.printf("[%s:%d] 客户端下线!\n",clientSocket.getInetAddress().toString(),clientSocket.getPort());  //提示客户端下线并打印IP地址和端口号break;}//如果没有读完,直接使用scanner读取一段字符串String request = scanner.next();  //next会往后一直读直到读到空白符(空格、换行符、制表符、翻页符等)结束(不包含空白符)。此处尽量不要使用nextLine//2.根据请求计算响应String response = process(request);  //通过process方法来处理请求并返回响应//3.把响应返回给客户端(不要忘记响应里面也是要带上换行的,方便客户端区分从哪里到哪里是一个响应)printWriter.println(response);System.out.printf("[%s:%d] req:%s ; resp:%s \n",clientSocket.getInetAddress().toString(),clientSocket.getPort(),request,response);}} catch (IOException e) {e.printStackTrace();} finally {clientSocket.close();  //这里的cilentSocket只是给一个连接提供帮助,所以要及时释放}}private String process(String request) {return request;}public static void main(String[] args) throws IOException {TcpEchoServer tcpEchoServer = new TcpEchoServer(9090);tcpEchoServer.start();}
}

注意:如果没有客户端连接时,accept是会阻塞的

1.4.2 Tcp客户端

package Tcp;import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.io.PrintWriter;
import java.net.Socket;
import java.util.Scanner;public class TcpEchoClient {private Socket socket = null;private void TcpEchoServer(String serverIP, int port) throws IOException {//这个操作就相当于让客户端和服务端建立Tcp连接了socket = new Socket(serverIP,port);}public void start() throws IOException {Scanner scanner = new Scanner(System.in);try (InputStream inputStreamt = socket.getInputStream(); OutputStream outputStream = socket.getOutputStream()){PrintWriter printWriter = new PrintWriter(outputStream);Scanner scanner1 = new Scanner(inputStreamt);while (true) {//1.从键盘上读取用户输入的内容System.out.println("->");String request = scanner.next();//2.把输入的内容构造成请求并发送给服务器(对应服务器的接收)//注意这里发送的请求带有换行printWriter.println(request);//3.从服务器读取相应内容String response = scanner1.next();//4.把响应结果显示在控制台上System.out.printf("req: %s; resp: %s\n", request, response);}}}public static void main(String[] args) throws IOException {TcpEchoClient client = new TcpEchoClient("127.0.0.1", 9090);client.start();}}

我们运行发现:
在这里插入图片描述
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此时服务器已经启动且客户端也上线了,我们输入的请求为什么没有响应呢?
我们服务器这里的代码:
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在这两个地方加上就可以正常运行了:
在这里插入图片描述
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这样子我们的代码貌似没什么问题了
可是这里还有一个很严重的bug:咱们的服务器一次只能给一个客户端提供服务!!
在idea中默认只能启动一个客户端,我们需要稍微设置一下:
在这里插入图片描述
此时可以有两个客户端:
在这里插入图片描述
但是我们发现只有一个客户端上线了:
在这里插入图片描述
在第一个客户端输入正常,第二个没有任何响应:
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当前服务器无法服务多个客户端!!!===》代码bug

在这里插入图片描述
怎么解决这个问题呢?

我们希望能够该客户端1提供循环服务的同时又能够循环的调用accept

我们对服务器代码的start函数做如下改变:

public void start() throws IOException {System.out.println("服务器启动!");while(true) {Socket cilentSocket = serverSocket.accept();// 如果直接调用, 该方法会影响这个循环的二次执行, 导致 accept 不及时了.// 创建新的线程, 用新线程来调用 processConnection// 每次来一个新的客户端都搞一个新的线程即可Thread t = new Thread(() -> {try {processConnection(cilentSocket);  //连接后通过processConnection来处理连接} catch (IOException e) {throw new RuntimeException(e);}});t.start();}}

此时服务器便可同时处理多个客户端:
在这里插入图片描述

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