Socket通信，基本方法介绍

Socket是什么呢？

Socket是应用层与TCP/IP协议族通信的中间软件抽象层，它是一组接口。

在设计模式中，Socket其实就是一个门面模式，它把复杂的TCP/IP协议族隐藏在Socket接口后面，对用户来说，一组简单的接口就是全部，让Socket去组织数据，以符合指定的协议。

TCP/IP（Transmission Control Protocol/Internet Protocol）即传输控制协议/网间协议，是一个工业标准的协议集，它是为广域网（WANs）设计的。
UDP（User Data Protocol，用户数据报协议）是与TCP相对应的协议。它是属于TCP/IP协议族中的一种。

Socket 原理

Socket 连接,至少需要一对套接字，分为 clientSocket，serverSocket 连接分为3个步骤:

(1) 服务器监听:服务器并不定位具体客户端的套接字，而是时刻处于监听状态；

(2) 客户端请求:客户端的套接字要描述它要连接的服务器的套接字，提供地址和端口号，然后向服务器套接字提出连接请求；

(3) 连接确认:当服务器套接字收到客户端套接字发来的请求后，就响应客户端套接字的请求,并建立一个新的线程,把服务器端的套接字的描述发给客户端。一旦客户端确认了此描述，就正式建立连接。而服务器套接字继续处于监听状态，继续接收其他客户端套接字的连接请求.

过程图解：

先从服务器端说起。服务器端先初始化Socket，然后与端口绑定(bind)，对端口进行监听(listen)，调用accept阻塞，等待客户端连接。

在这时如果有个客户端初始化一个Socket，然后连接服务器(connect)，如果连接成功，这时客户端与服务器端的连接就建立了。

客户端发送数据请求，服务器端接收请求并处理请求，然后把回应数据发送给客户端，客户端读取数据，最后关闭连接，一次交互结束。

实例展示：

服务器端：

package com.socket.test;

import java.io.InputStream;

import java.io.OutputStream;

import java.net.ServerSocket;

import java.net.Socket;

public class SocketServer {

  public static void main(String[] args) throws Exception {

    // 监听指定的端口

    int port = 55533;

    ServerSocket server = new ServerSocket(port);

    // server将一直等待连接的到来

    System.out.println("server将一直等待连接的到来");

    Socket socket = server.accept();

    // 建立好连接后，从socket中获取输入流，并建立缓冲区进行读取

    InputStream inputStream = socket.getInputStream();

    byte[] bytes = new byte[1024];

    int len;

    StringBuilder sb = new StringBuilder();

    //只有当客户端关闭它的输出流的时候，服务端才能取得结尾的-1

    while ((len = inputStream.read(bytes)) != -1) {

      // 注意指定编码格式，发送方和接收方一定要统一，建议使用UTF-8

      sb.append(new String(bytes, 0, len, "UTF-8"));

    }

    System.out.println("get message from client: " + sb);

　　// 发送信息给客户端

    OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();

    outputStream.write("Hello Client,I get the message.".getBytes("UTF-8"));

    inputStream.close();

    outputStream.close();

    socket.close();

    server.close();

  }

}

当读取完客户端的消息后，打开输出流，将指定消息发送回客户端

客户端：

package com.socket.test

import java.io.InputStream;

import java.io.OutputStream;

import java.net.Socket;

public class SocketClient {

  public static void main(String args[]) throws Exception {

    // 要连接的服务端IP地址和端口

    String host = "127.0.0.1";

    int port = 55533;

    // 与服务端建立连接

    Socket socket = new Socket(host, port);

    // 建立连接后获得输出流

    OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();

    String message = "你好  fuwuqiduan";

    socket.getOutputStream().write(message.getBytes("UTF-8"));

    //通过shutdownOutput高速服务器已经发送完数据，后续只能接受数据

    socket.shutdownOutput();

    InputStream inputStream = socket.getInputStream();

    byte[] bytes = new byte[1024];

    int len;

    StringBuilder sb = new StringBuilder();

    while ((len = inputStream.read(bytes)) != -1) {

      //注意指定编码格式，发送方和接收方一定要统一，建议使用UTF-8

      sb.append(new String(bytes, 0, len,"UTF-8"));

    }

    System.out.println("get message from server: " + sb);

    inputStream.close();

    outputStream.close();

    socket.close();

  }

}

客户端也有相应的变化，在发送完消息时，调用关闭输出流方法，然后打开输出流，等候服务端的消息。

服务器段优化

在上面的例子中，服务端仅仅只是接受了一个Socket请求，并处理了它，然后就结束了，但是在实际开发中，一个Socket服务往往需要服务大量的Socket请求，那么就不能再服务完一个Socket的时候就关闭了，这时候可以采用循环接受请求并处理的逻辑：

package com.socket.test

import java.io.IOException;

import java.io.InputStream;

import java.net.ServerSocket;

import java.net.Socket;

public class SocketServer {

  public static void main(String args[]) throws IOException {

    // 监听指定的端口

    int port = 55533;

    ServerSocket server = new ServerSocket(port);

    // server将一直等待连接的到来

    System.out.println("server将一直等待连接的到来");

    while(true){

      Socket socket = server.accept();

      // 建立好连接后，从socket中获取输入流，并建立缓冲区进行读取

      InputStream inputStream = socket.getInputStream();

      byte[] bytes = new byte[1024];

      int len;

      StringBuilder sb = new StringBuilder();

      while ((len = inputStream.read(bytes)) != -1) {

        // 注意指定编码格式，发送方和接收方一定要统一，建议使用UTF-8

        sb.append(new String(bytes, 0, len, "UTF-8"));

      }

      System.out.println("get message from client: " + sb);

      inputStream.close();

      socket.close();

    }

  }

}

这种一般也是新手写法，但是能够循环处理多个Socket请求，不过当一个请求的处理比较耗时的时候，后面的请求将被阻塞，所以一般都是用多线程的方式来处理Socket，即每有一个Socket请求的时候，就创建一个线程来处理它。

　　不过在实际生产中，创建的线程会交给线程池来处理，为了：

线程复用，创建线程耗时，回收线程慢
防止短时间内高并发，指定线程池大小，超过数量将等待，方式短时间创建大量线程导致资源耗尽，服务挂掉

package com.socket.test

import java.io.InputStream;

import java.net.ServerSocket;

import java.net.Socket;

import java.util.concurrent.ExecutorService;

import java.util.concurrent.Executors;

public class SocketServer {

  public static void main(String args[]) throws Exception {

    // 监听指定的端口

    int port = 55533;

    ServerSocket server = new ServerSocket(port);

    // server将一直等待连接的到来

    System.out.println("server将一直等待连接的到来");

    //如果使用多线程，那就需要线程池，防止并发过高时创建过多线程耗尽资源

    ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(100);

    while (true) {

      Socket socket = server.accept();

      Runnable runnable=()->{

        try {

          // 建立好连接后，从socket中获取输入流，并建立缓冲区进行读取

          InputStream inputStream = socket.getInputStream();

          byte[] bytes = new byte[1024];

          int len;

          StringBuilder sb = new StringBuilder();

          while ((len = inputStream.read(bytes)) != -1) {

            // 注意指定编码格式，发送方和接收方一定要统一，建议使用UTF-8

            sb.append(new String(bytes, 0, len, "UTF-8"));

          }

          System.out.println("get message from client: " + sb);

          inputStream.close();

          socket.close();

        } catch (Exception e) {

          e.printStackTrace();

        }

      };

      threadPool.submit(runnable);

    }

  }

}

借鉴网址：https://www.cnblogs.com/yiwangzhibujian/p/7107785.html

巴特西

Socket通信，基本方法介绍

Socket是什么呢？

Socket 原理

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