Java Socket 套接字

基础知识

网络的三要素：

1）IP地址
- 每个设备在网络中的唯一标识。
- 每台网络终端终端在网络中都有一个独立的地址，我们在网络中传输数据就是使用这个地址。

2）端口号

既然IP地址可以找到一个唯一的设备，那么端口号就是每个程序在设备上的唯一标识。
每个网络程序都需要绑定一个端口号，传输数据的时候除了确定发到哪台机器上，还要明确发到哪个程序。
端口号范围是0 ~ 65536，其中0 ~ 1023是系统程序占用的，例如：

端口号	名称	注释
21	ftp	文件传输协议端口
22	ssh	安全 Shell 服务
80	http	用于万维网（WWW）服务的超文本传输协议
443	https	安全超文本传输协议

更多详细端口看这里。

3）网络协议
- 为计算机网络中进行数据交换而建立的规则、标准或约定的集合。
- UDP
  - 面向无连接，数据不安全，速度相比TCP快。
  - 不区分客户端与服务端，只区分发送端和接收端。
- TCP
  - 面向连接（三次握手），数据安全，速度略低。分为客户端和服务端。
  - 三次握手: 客户端先向服务端发起请求, 服务端响应请求, 传输数据。

Socket 的定义

即套接字，是应用层与 TCP/IP 协议族通信的中间软件抽象层，表现为一个封装了 TCP / IP协议族的编程接口（API）。

Socket不是一种协议，而是一个编程调用接口（API），属于传输层（主要解决数据如何在网络中传输）。

即：通过Socke，我们才能在Java、Andorid平台上通过 TCP/IP协议进行开发。

对用户来说，只需调用Socket去组织数据，以符合指定的协议，即可通信。

一个Socket实例，唯一代表一个主机上的一个应用程序的通信链路。
网络上具有唯一标识的IP地址和端口号组合在一起才能构成唯一能识别的标识符套接字。
通信的两端都有Socket。
网络通信其实就是Socket间的通信。
数据在两个Socket间通过IO流传输。
Socket在应用程序中创建，通过一种绑定机制与驱动程序建立关系，告诉自己所对应的IP和port。

UDP

UDP（User Datagram Protocol），也就是用户数据包协议。关键点在于“数据包”。主要就是把数据进行打包然后丢给目标，而不管目标是否接收到数据。

使用UDP传输的类是DatagramSocket，构造方法如下：
UDP构造方法

空参构造方法表示随机分配一个端口号。
参数中的 SocketAddress == InetAddress + port
创建数据报套接字并将其绑定到本地主机上的IP和指定端口

使用DatagramPacket来包装数据，构造方法如下：
这里写图片描述

第1个一般用来装接收的数据，用来接收长度为length的数据包。
第2个用来用来将长度为length的包发送到指定主机上的指定端口号，length参数必须小于等于buf.length。

使用步骤

1) 发送Send
- 创建DatagramSocket, 指定发送端的端口号（空参表示随机，无法大量并发）
- 创建DatagramPacket, 指定数据, 长度, 地址, 端口
- 使用DatagramSocket发送DatagramPacket
- 关闭DatagramSocket

import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetAddress;
import java.util.Scanner;

public class Test_Send {

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

        DatagramSocket socket = new DatagramSocket();   // 创建UDP Socket，此空参数构造使得发送端口号为随机端口，最好指定固定的
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);

        while (true) {
            String line = scanner.nextLine();

            DatagramPacket packet = new DatagramPacket(     // 数据包
                    line.getBytes(),                        // 发送数据的字节数组
                    line.length(),                          // 发送
                    InetAddress.getLocalHost(),             // 向本地IP发送，因为两个程序在一起
                    1314);                                  // 指定目标端口

            socket.send(packet);                            // 发送

            if ("quit".equals(line)) {                      // 发送quit后则结束
                break;
            }
        }
        scanner.close();
        socket.close();
    }

}

2) 接收Receive
- 创建DatagramSocket, 指定端口号
- 创建DatagramPacket, 指定数组, 长度
- 使用DatagramSocket接收DatagramPacket
- 关闭DatagramSocket
- 从DatagramPacket中获取数据

import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;

public class Test_Receive {

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

        DatagramSocket socket = new DatagramSocket(1314);

        while (true) {
            DatagramPacket packet = new DatagramPacket(new byte[1024], 1024);
            socket.receive(packet);

            byte[] data = packet.getData();
            int len = packet.getLength();
            String str = new String(data,0,len);

            if ("quit".equals(str)) {                       // 接收到quit后则结束
                break;
            }

            System.out.println(str);
        }

        socket.close();
    }

}

3) 运行结果：
- 发送端：
- 接收端：
接收方获取ip和端口号的方法
- String ip = packet.getAddress().getHostAddress();
- int port = packet.getPort();

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