Java网络编程基于TCP/UDP协议的基础之上，TCP/IP协议是一个协议簇。里面包括很多协议的，UDP只是其中的一个， 之所以命名为TCP/IP协议，因为TCP、IP协议是两个很重要的协议，就用他两命名了。那么首先我们先介绍一下TCP和UDP的特点：
1.TCP（Transmission Control Protocol，传输控制协议）是面向连接的，也就是说在以TCP协议发送数据的之前需要两台主机建立连接，一个TCP连接必须要经过三次“对话”才能建立起来，也俗称“三次握手”，其中的过程非常复杂，下面将以简单的形式介绍一下三次握手的过程：
有两台主机，主机A与主机B。
1）主机A向主机B发出连接请求数据包：“我想给你发数据，可以吗？”，这是第一次对话；
2）主机B向主机A发送同意连接和要求同步 （同步就是两台主机一个在发送，一个在接收，协调工作）的数据包 ：“可以，你什么时候发？”，这是第二次对话；
3）主机A再发出一个数据包确认主机B的要求同步：“我现在就发，你接着吧！”， 这是第三次对话。
三次“对话”的目的是使数据包的发送和接收同步， 经过三次“对话”之后，主机A才向主机B正式发送数据。
TCP建立连接需要三次握手，而断开连接需要四次，即四次挥手：
1）主机A向主机B发送请求断开连接，这是第一次对话；
2）主机B收到主机A的断开连接请求，返回确认，这是第二次对话；
3）主机B在接收完所有数据之后，向主机A发送确认断开连接，这是第三次对话；
4）主机A回复确认断开，这是第四次对话；
这四次对话完成之后，主机A和主机B才正式断开连接。
2.UDP（User Data Protocol，用户数据报协议)，与TCP相反，UDP是不面向连接的协议，所以也是不可靠传输，只能尽力传输数据而保证数据传输的可靠性，常用于视频会议或者消息发送等服务。
了解了基本的概念特点之后，我们将使用Java编程的方式来实现基于这两种协议的数据传输过程：
UDP
传输数据与我们生活中寄快递很相似，在寄快递的时候，我们首先要用一个盒子将物品打包起来，再通过物流公司寄送出去，那么传输数据也是类似的：
首先client,DatagramSocket对象就类似与快递公司，负责最后的物品寄送，DatagramPacket对象就类似于打包过程，将所需要的数据进行打包。
1 public class SendMessageDemo { 2 public static void main(String[] args) throws IOException { 3 //采用UDP协议发送数据 4 //1.创建DatagramSocket对象(快递公司，负责发送数据) 5 //空参 随机绑定一个端口号进行使用 有参则指定端口号进行绑定 6 DatagramSocket ds = new DatagramSocket(); 7 InetAddress address = InetAddress.getByName("127.0.0.1"); 8 int port = 10087; 9 //2.打包数据，用字节数组的形式发送 10 String str = "Hello world!"; 11 byte[] bytes = str.getBytes(); 12 DatagramPacket dp = new DatagramPacket(bytes,bytes.length,address,port); 13 //3.发送数据 14 ds.send(dp); 15 //4.释放资源 16 ds.close(); 17 18 } 19 }
对于Server端，接收到client发送的数据之后，需要对这些字节进行解析，才能够知道发送的是什么内容:
1 public class ReceiveMessageDemo { 2 public static void main(String[] args) throws IOException { 3 //先运行接收进程，再运行发送进程 4 //创建快递公司用来接收数据包,必须绑定跟发送端发送的端口一致 5 DatagramSocket ds = new DatagramSocket(10087); 6 7 //2.接收数据包 8 byte[] bytes = new byte[1024]; 9 //使用空的数据包存储数据 10 DatagramPacket dp = new DatagramPacket(bytes,bytes.length); 11 //该方法是阻塞的，会一直等待发送方发送消息 12 ds.receive(dp); 13 14 //3.解析数据包 15 byte[] data = dp.getData();//获取接收到的数据 16 int length = dp.getLength();//获取接收到的数据的长度 17 String str = new String(data,0,length);//解析成字符串的形式 18 InetAddress address = dp.getAddress();//获取发送方的IP信息 19 int port = dp.getPort(); 20 System.out.println("接收到的信息为:"+str+",来自主机:"+address+"端口为:"+port); 21 System.out.println("长度为:"+length); 22 23 24 } 25 }
如果想发送多条消息呢？我们可以使用while循环来接收用户键盘输入的消息:
1 public class SendMessageAgent { 2 public static void main(String[] args) throws IOException { 3 4 //发送方端口可以不指定随机使用 5 DatagramSocket ds = new DatagramSocket(); 6 7 //创建要发送的数据包 8 Scanner scanner = new Scanner(System.in); 9 while(true) { 10 System.out.println("请输入你要发送的内容:"); 11 String s = scanner.nextLine(); 12 if (s.equals("886")) { 13 break; 14 } 15 //将输入的字符串转为字节数组发送 16 byte[] message = s.getBytes(); 17 18 //选择发送的主机和端口 19 InetAddress address = InetAddress.getByName("127.0.0.1"); 20 int port = 10088; 21 DatagramPacket dp = new DatagramPacket(message, message.length, address, port); 22 23 //发送 24 ds.send(dp); 25 } 26 //释放资源 27 ds.close(); 28 } 29 }
TCP
如果要使用TCP协议发送数据，那么和UDP所需要的对象是不一样的:
1 public class Client { 2 public static void main(String[] args) throws IOException { 3 //TCP协议 4 //1.创建socket对象 5 //该对象绑定需要连接的主机与端口，如果连接失败则代码报错 6 Socket socket = new Socket("127.0.0.1",10000); 7 8 //TCP中以IO输出流的形式发送，以输入流的形式接收 9 //2.获取输出流，并写入数据 10 OutputStream os = socket.getOutputStream(); 11 os.write("hello world!你们好".getBytes()); 12 13 //释放资源 这里进行四次挥手 14 os.close(); 15 socket.close(); 16 17 } 18 }
public class Server { public static void main(String[] args) throws IOException { //1.创建serverSocket,并绑定接收端口(必须与发送的端口相同) ServerSocket socket = new ServerSocket(10000); //2.监听连接，如果连接成功则返回一个socekt对象，没有连接成功则阻塞等待 Socket accept = socket.accept();//这里进行三次握手 //3.从accept中读取输入流，并获取信息 InputStream is = accept.getInputStream(); //字节流，一个字节一个字节的读入，但是中文会出错，一个中文三个字节，读入的时候会导致中文乱码 InputStreamReader isr = new InputStreamReader(is);//字符流，一个字符一个字符的读入，解决中文问题 BufferedReader br = new BufferedReader(isr);//提升读取效率 int b; while((b=br.read()) != -1){//需要定义结束标记，不然会一直卡死在这里等待读取 System.out.print((char) b); } //收到信息后写入反馈 InetAddress address = accept.getInetAddress(); OutputStream outputStream = accept.getOutputStream(); String returnMessage = "已经收到:"+address.getHostAddress()+address.getHostName()+"发来的信息!"; outputStream.write(returnMessage.getBytes()); //4.释放资源 accept.close(); socket.close(); } }
需要先运行server端代码，再运行client端代码，因为client端如果没有找到对应主机则会报错。
文件传输
client端:
1 public class client { 2 public static void main(String[] args) throws IOException { 3 Socket socket = new Socket("127.0.0.1",10000); 4 5 BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream("mysocketnet/clientdir/neural.png")); 6 BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(socket.getOutputStream()); 7 8 byte[] bytes = new byte[1024]; 9 int len; 10 while((len=bis.read(bytes)) != -1){ 11 bos.write(bytes,0,len); 12 } 13 14 socket.shutdownOutput(); 15 //获取服务器的回写数据 16 BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream())); 17 String line = br.readLine(); 18 System.out.println(line); 19 20 socket.close(); 21 } 22 }
通过多线程来解决多用户同时上传文件的问题，每有一个用户建立连接就新创建一个线程来处理上传文件的请求，可以采用线程池进行优化,采用runnable的方式创建线程，这样我们可以定义自己的runnable方法来处理文件上传请求:
1 public class server { 2 public static void main(String[] args) throws IOException { 3 4 ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(10000); 5 Socket accept = serverSocket.accept(); 6 //每建立一个连接，就创建一个线程来处理上传请求！ 7 //创建线程池对象 8 ThreadPoolExecutor pool = new ThreadPoolExecutor( 9 3,//核心线程数量 10 16,//线程池总大小 11 60,//空闲时间 12 TimeUnit.SECONDS, 13 new ArrayBlockingQueue<Runnable>(2), 14 Executors.defaultThreadFactory(), 15 new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy() 16 ); 17 //new Thread(new SocketRunnable(accept) ).start(); 18 pool.submit(new SocketRunnable(accept)); 19 20 } 21 }
public class SocketRunnable implements Runnable{ Socket accept; public SocketRunnable(Socket accept){ this.accept = accept; } @Override public void run() { try { BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("mysocketnet/serverdir/neural.png")); BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(accept.getInputStream()); byte[] bytes = new byte[1024]; int len; while ((len = bis.read(bytes)) != -1) { bos.write(bytes, 0, len); } //回写数据 BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(accept.getOutputStream())); bw.write("上传成功!"); bw.newLine(); bw.flush(); }catch (Exception e){ System.out.println("上传失败"); }finally { try { if(accept != null){ accept.close();} } catch (IOException e) { throw new RuntimeException(e); } } } }