1、2 Socket通信程序设计,文志强 计算机与通信学院,基本内容,2.1 Socket通信原理2.2 Socket 网络编程2.3 项目实战,2.1 Socket通信原理,IP地址 ： 主机标识 端 口 ： 服务类型,Socket = IP(address) + Port(server),套接字通讯首先强调发送方和接收方的区别,同时也明确服务器和客户机之间的不同一个客户机必须知道服务器的地址和端口,以便进行申请连接一个服务器从它接收到的数据报文中读取客户端的地址和端口套接字通过,确定服务器和客户机的地址和端口以及协议，利用java.io实现数据的传输,Socket程序基本机理,Java-In
2、ternet语言 具备强大网络通信功能,基于套接字(Socket)通信方式,流套接字,TCP协议 (Transmission Control Protocol),UDP协议 (User Datagram Protocol),数据报套接字,Java的Socket属于流式套接字通信，采用TCP协议，提供面向连接的服务，实现可靠的通信。,Java Socket,J提供两个类，实现Socke通信：,Socket编程属低层次网络编程，功能强大，相对URL网络编程提供更多的功能和更灵活的控制，复杂度较高。,ServerSocket - 服务器端Socket - 客户端通,操作TCP 套接字的发送和接收需要
3、借助java.io包的 InputStream / OutputStream 完成，分别通过方法实现： Socket.getInputStream() / Socket.getOutputStream(),Socket/ServerSocket构造函数,Socket() 通过系统默认类型的 SocketImpl 创建未连接套接字 Socket(InetAddress address, int port) 创建一个流套接字并将其连接到指定 IP 地址的指定端口号Socket(InetAddress address, int port, InetAddress localAddr, int loc
4、alPort) 创建一个套接字并将其连接到指定远程端口上的指定远程地址 Socket(String host, int port) 创建一个流套接字并将其连接到指定主机上的指定端口号Socket(String host, int port, InetAddress localAddr, int localPort) 创建一个套接字并将其连接到指定远程主机上的指定远程端口,ServerSocket() 创建非绑定服务器套接字 ServerSocket(int port) 创建绑定到特定端口的服务器套接字 ServerSocket(int port, int backlog) 利用指定的 back
5、log 创建服务器套接字并将其绑定到指定的本地端口号 ServerSocket(int port, int backlog, InetAddress bindAddr) 使用指定的端口、侦听 backlog 和要绑定到的本地 IP 地址创建服务器,Socket/ServerSocket主要方法,Java Socket通信原理,通讯的两个程序分别为Client/Server。Client端程序申请连接，Server端程序监听所有端口，判断是否有Client程序的服务请求。 当Client程序请求某端口连接时， Server程序将“套接字”连接到该端口上，此时， Client/Server程序建立
6、一个虚连接。 Client程序向套接字写入请求， Server程序处理请求并把处理结果通过套接字送回给Client 。 通信结束时，拆除所建的虚拟连接。,Socket网络通信程序由三个基本部分组成：（1）建立连接：通信双方在通信开始之前，建立一条专用的虚拟连接通道（2）数据通信：利用虚拟连接通道传送数据信息进行通信（3）拆除连接：通信结束时，将所建的虚拟连接拆除。,2.2 Socket 网络编程,Server端,Client端,service = ServiceSocket (port_number) 创建service对象,以TCP服务实现端口监听 socket = ServerSocket
7、.accept() 创建socke对象, 接收用户访问请求,Socket = Socket (port_number) 创建socke对象，建立连接，发送访问请求,InputStream Socket对象输入流OutputStream Socket对象输出流 通过socke对象实现与Client端数据传输,OutputStream Socket对象输出流 InputStream Socket对象输入流 通过socke对象，实现与Servert端数据传输,socket.close() 关闭Socke关闭结束与Client端的连接 service. close() 关闭监听程序,socket.cl
8、ose() 关闭Socke 结束与Server端的连接,(1) 建立连接,(2) 数据通讯,(3) 拆除连接,Socke通信机制,OutputStream 获得Socket对象输出流,Socke通信机制,建,立,S,o,c,k,e,t,连,接,通过流传输数据,服务端,联结成功 获得已连接的Socket对象,Socket (host,port)创建Socket对象 向指定主机端口发出连接请求,客户端,Socket对象,ServerSocket 对象,InputStream 获得Socket对象输入流,申,请,连,接,ServiceSocket.close() 停止提供TCP连接服务,一个Serv
9、erSocket对象和一个Socket对象,一个Socket对象,Socket.close() 关闭TCP连接,ServiceSocket (port) 创建ServiceSocke对象,提供TCP连接服务,accept () 在指定的端口监听客户端请求联结创建,InputStream 获得Socket对象输入流,Socket.close() 关闭TCP连接,OutputStream 获得Socket对象输出流,ServerSocket 对象,访问监听,利用构造函数创建ServerSocke/Socket两个对象，建立双向连接 引入异常处理机制 建立I/O流 实现读/写数据流 释放连接,Ser
10、verSocket程序基本框架结构,Java ServerSocket,Socket创建一个服务器的典型工作流程：(1)创建一个指定端口的ServerSocket对象。 (2)ServerSocket对象调用accept()方法创建一个Socket对象。实现端口监听连接请求。-但accept() 收到客户端连接请求，且返回连接客户端与服务器的Socket对象，则双方的虚电路建立完成。 (3)调用getInputStream()方法和getOutputStream()方法获得Socket对象的输入流和输出流。 (4)服务器与客户端根据协议交互数据。 (5)直至一端请求关闭连接，服务器和客户端连接
11、终止。 (6)服务器回到第2步，继续监听下一次的连接。而客户端则运行结束。,import java.io.*; import .*; public class TcpServer static public void main(String args) try ServerSocket svrsoc=new ServerSocket(8000);Socke soc=svrsoc.accept(); InputStream is=soc.getInputStream(); /Socket输入流DataInputStream in=new DataInputStream(is); OutputSt
12、ream os=soc.getOutputStream(); /Socket输出流PrintStream out=new PrintStream(os);/*服务器创建输入流对象in和输出流对象out，接收客户输入信息（in）和向客户发送信息(out)， 同样，客户端也建立两个对象，与服务器双向通信。服务器向输出流信息都成为客户输入信息，而客户输出的信息送入服务者的输入流。*/ InetAddress clientIP=soc.getInetAddress();System.out.println(“Clients IP address:“+clientIP);int port=soc.get
13、Port(); /得到客户方的端口 System.out.println(“Clients port:“+port);out.println(“Welcome!.“);String str=in.readLine(); /在输入流对象in中读一行while(!str.equals(“quit”)System.out.println(“客户端:“+str);str=in.readLine(); System.out.println(“客户关机.“); catch(Exception e) System.out.println(“Error:“+e); finally is.close(); /关
14、闭输入流os.close(); /关闭输出流soc.close(); /关闭socket，拆除链路svrsoc.close(); /关闭监听，停止服务 ,1、创建指定端口的ServerSocket对象,2、调用accept()方法监听端口连接请求,3-1、Socket绑定客户IP地址和端口 3-2、调用getInputStream()或getOutputStream()方法获得Socket对象的输入流和输出流,4、服务器与客户端连接根据协议交互数据,5、请求关闭连接，服务器和客户端连接终止,6、停止该用户TCP连接服务,服务器套接字程序,Java Socket,Socket创建一个客户端的典型
15、工作流程：(1)创建一个指定地址和端口的Socket对象，建立服务器与客户端连接。 (2)调用getInputStream()方法或getOutputStream()方法获得Socket对象的输入流和输出流。 (3)服务器与客户端连接根据协议交互数据。 (4)请求关闭连接，服务器和客户端连接终止。,import .*; import java.io.*; public class TcpClientstatic public void main(String args) trySocket soc=new Socket(“localhost“,8000);System.out.println(
16、“Connecting to the Server.“);InputStream is = soc.getInputStream();OutputStream os = soc.getOutputStream();DataInputStream in= new DataInputStream(is);PrintStream out = new PrintStream(os);String strin =in.readLine();System.out.println(“服务器端:“+strin);byte bmsg = new byte20;System.in.read(bmsg);Strin
17、g msg=new String(bmsg,0);msg=msg.trim();while(!msg.equals(“quit“) /从键盘循环读入，直到输入”quit”为止out.println(msg);System.in.read(bmsg);msg=new String(bmsg,0);msg=msg.trim(); out.println(msg); catch (Exception e) System.out.println(“Error: “+e); finally is.close(); /关闭输入流os.close(); /关闭输出流soc.close(); /关闭socke
18、t，拆除链路System.exit(0); ,1、创建指定地址和端口的Socket对象 建立服务器与客户端连接,2、调用getInputStream()或getOutputStream()方法获得Socket对象的输入流和输出流,3、服务器与客户端连接根据协议交互数据,4、关闭请求连接，服务器和客户端连接终止,客户机套接字程序,Socke通信编程 - 异常处理,ServerSocket和socket编程需要进行try-catch异常处理（1）服务器端：ServerSocket server;Socket socket;try server=new ServerSocket(port);sock
19、et=server.accept(); catch(Exception e) System.out.println(“Error occurred：”+e); （2）客户端：Socket socket;try socket=new Socket(“Server Name”, port); catch(Exception e) System.out.println(“Error occurred：”+e); ,建立Socket连接后，利用方法getOutputStream()和getInputStream()建立向Socket读写数据的I/O流。需要进行try-catch异常处理。tryInpu
20、tStream ins = socket. getInputStream();OutputStream outs = socket. getOutputStream();catch(Exception e)System.out.println(“Error occurred:”+e);,Socke通信编程 建立/输出流,获取Socket的输入/输出流后，需要对两个流对象建立数据流的读/写操作InputStream ins = socket. getInputStream();OutputStream outs = socket. getOutputStream();或 PrintStream
21、out = new PrintStream(outs);读入一个字符串并将其长度写入输出流中，则用：String str = inn.readLine();out.println(str.length();,Socke通信编程 读写数据流,无论是服务器程序还是客户端程序，通信结束时，必须断开连接并释放所占用的资源。Java断开连接方法： close();（1）关闭输入输出流 停止数据传输（2）关闭socket 终止申请服务 （3）关闭server socket 关闭监听服务,Socke通信编程 释放连接,问题：Socket设计输入流和输出流的处理，客户机与服务器进行数据读取时将引起堵塞。解决办
22、法：服务器一旦接受到用户的Socket，将专门为该用户建立在一个独立的线程，进行数据的访问交换操作。,/(2) 服务器端程序 import java.io.*; import .*; import java.util.*; public class Server public static void main(String args) ServerSocket server=null;ServerThread thread;Socket you=null;while(true) try server=new ServerSocket(4331); catch(IOException e1) S
23、ystem.out.println(“正在监听”); /ServerSocket对象不能重复创建。 try you=server.accept();System.out.println(“客户的地址:“+you.getInetAddress();catch (IOException e) System.out.println(“正在等待客户“); if(you!=null) new ServerThread(you).start(); /为每个客户启动一个专门的线程。 else continue; ,class ServerThread extends Thread Socket socket
24、;DataOutputStream out=null;DataInputStream in=null;String s=null;ServerThread(Socket t) socket=t;try in=new DataInputStream(socket.getInputStream();out=new DataOutputStream(socket.getOutputStream();catch (IOException e) public void run() while(true) double a=0,b=0,c=0,root1=0,root2=0;try a=in.readDo
25、uble(); /堵塞状态，除非读取到信息。b=in.readDouble(); c=in.readDouble(); double disk=b*b-4*a*c;root1=(-b+Math.sqrt(disk)/(2*a);root2=(-b-Math.sqrt(disk)/(2*a);out.writeDouble(root1);out.writeDouble(root2); catch (IOException e) System.out.println(“客户离开“);break; ,/(1) 客户端程序 import .*; import java.io.*; import jav
26、a.awt.*; import java.awt.event.*; import javax.swing.*; class Client extends JFrame implements Runnable,ActionListener JButton connection,computer; JTextField inputA,inputB,inputC;JTextArea showResult; Socket socket=null;DataInputStream in=null; DataOutputStream out=null; Thread thread; public Clien
27、t() socket=new Socket(); /待连接的套接字。connection=new JButton(“连接服务器“);computer=new JButton(“求方程的根“);computer.setEnabled(false); /没有和服务器连接之前,该按钮不可用。inputA=new JTextField(“0“,12); inputB=new JTextField(“0“,12); inputC=new JTextField(“0“,12); Box boxV1=Box.createVerticalBox();boxV1.add(new JLabel(“输入2次项系数“
28、); boxV1.add(new JLabel(“输入1次项系数“);boxV1.add(new JLabel(“输入常数项“);Box boxV2=Box.createVerticalBox();boxV2.add(inputA); boxV2.add(inputB); boxV2.add(inputC);Box baseBox=Box.createHorizontalBox();baseBox.add(boxV1); baseBox.add(boxV2);Container con=getContentPane();con.setLayout(new FlowLayout();showRe
29、sult=new JTextArea(8,18);con.add(connection);con.add(baseBox);con.add(computer);con.add(new JScrollPane(showResult);computer.addActionListener(this);connection.addActionListener(this);thread = new Thread(this);setBounds(100,100,360,310);setVisible(true);setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE)
30、; ,public void run() while(true) try double root1=in.readDouble(); /堵塞状态，除非读取到信息。double root2=in.readDouble(); showResult.append(“n两个根:n“+root1+“n“+root2);showResult.setCaretPosition(showResult.getText().length(); catch(IOException e) showResult.setText(“与服务器已断开“);computer.setEnabled(false); break;
31、public void actionPerformed(ActionEvent e) if(e.getSource()=connection) try /请求和服务器建立套接字连接if(socket.isConnected() else InetAddress address=InetAddress.getByName(“127.0.0.1“);InetSocketAddress socketAddress=new InetSocketAddress(address,4331);socket.connect(socketAddress); in =new DataInputStream(soc
32、ket.getInputStream();out = new DataOutputStream(socket.getOutputStream();computer.setEnabled(true);thread.start(); catch (IOException ee) if(e.getSource()=computer) try double a=Double.parseDouble(inputA.getText(),b=Double.parseDouble(inputB.getText(),c=Double.parseDouble(inputC.getText();double dis
33、k=b*b-4*a*c; if(disk=0) out.writeDouble(a);out.writeDouble(b);out.writeDouble(c); else inputA.setText(“此2次方程无实根“); catch(Exception ee) inputA.setText(“请输入数字字符“); public static void main(String args) Client win=new Client(); ,2.3 项目实战：聊天室系统的设计与实现,1. 系统整体框架(C/S模式),2. 模块设计,客户端,登陆,修改用户名,发送聊天信息,接收并显示聊天信息
34、,修改服务器地址,服务器端,启动服务器,发送系统消息,发送聊天信息,接收并显示或转发聊天信息,端口设置,图1 客户端模块设计,图2 服务器端模块设计,注册,3.传送消息的种类及格式设计,注册信息 0 登陆信息 1 聊天信息 2 系统信息 3 退出信息 4,界面示意图,1. 类 JComboBox 将按钮或可编辑字段与下拉列表组合的组件。用户可以从下拉列表中选择值，下拉列表在用户请求时显示。如果使组合框处于可编辑状态，则组合框将包括用户可在其中键入值的可编辑字段。JComboBox(Object items) 创建包含指定数组中的元素的 JComboBox。,4.所需要的知识,2.类 Objec
35、tInputStream和ObjectOutputStream可以读取/输出（重构）对象。通过使用流中的文件可以实现对象的持久存储。如果流是网络套接字流，则可以在另一台主机上或另一个进程中重构对象。 protected ObjectOutputStream()为完全重新实现 ObjectOutputStream 的子类提供一种方法，让它不必分配仅由 ObjectOutputStream 的实现使用的私有数据。 ObjectOutputStream(OutputStream out)创建写入指定 OutputStream 的ObjectOutputStream。,3. 类JDialog创建对话框
36、窗口的主要类。可以使用此类创建自定义的对话框，或者调用 JOptionPane中的多个类方法来创建各种标准对话框。,4. 线程的创建 1）通过扩展Thread类 2）实现Runnable接口 5. 结构体的设计public class Node String username = null;Socket socket = null;ObjectOutputStream out = null;ObjectInputStream in = null; ,The end!,聊天室系统的设计与实现 聊天界面设计 客户端发送聊天消息，服务器端接受聊天消息 服务器端发送聊天消息，客户端接受聊天消息 合法性判断 启动服务，停止服务，退出 连接设置 多个客户端之间通信 数据库设计，注册及登陆,计算机应用技术课程实习,实习手册书写要求： 时间：2011.1.4-1.15，共10次日志和2篇周记，1篇实习报告 第一周：4，5，6，7，8 第二周：10，11，12，13，14 上交形式：纸质版和电子版,
