java如何实现Socket通信之单线程服务

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前言

使用基于TCP 协议的双向通信时，网络中的两个应用程序之间必须首先建立一个连接，这两个程序通过一个双向的通信连接实现数据的交换，这个连接的一端称为一个socket。

建立网络通信连接至少要一对端口号(socket)。socket本质是编程接口(API)，对TCP/IP的封装，TCP/IP也要提供可供程序员做网络开发所用的接口，这就是Socket编程接口；HTTP是轿车，提供了封装或者显示数据的具体形式;Socket是发动机，提供了网络通信的能力。

Socket的英文原义是“孔”或“插座”。作为BSD UNIX的进程通信机制，取后一种意思。通常也称作"套接字"，用于描述IP地址和端口，是一个通信链的句柄，可以用来实现不同虚拟机或不同计算机之间的通信。在Internet上的主机一般运行了多个服务软件，同时提供几种服务。每种服务都打开一个Socket，并绑定到一个端口上，不同的端口对应于不同的服务。Socket正如其英文原意那样，像一个多孔插座。一台主机犹如布满各种插座的房间，每个插座有一个编号，有的插座提供220伏交流电，有的提供110伏交流电，有的则提供有线电视节目。客户软件将插头插到不同编号的插座，就可以得到不同的服务。

使用 socket 的通信模式

java.net 程序包将基于TCP 通信的socket 封装为两个类：类Socket 表达了一个用于建立TCP 连接的socket，该socket 既可由客户程序使用，也可由服务程序

使用；类ServerSocket 则是一个服务端专门监听客户程序连接请求的socket 的抽象，仅在服务程序中使用。

Socket通信过程

java如何实现Socket通信之单线程服务

服务器端：

① 创建ServerSocket对象，绑定监听端口

② 通过accept()方法监听客户端请求

③ 连接建立后，通过输入流读取客户端发送的请求信息

④ 通过输出流向客户端发送响应信息

⑤ 关闭连接

客户端：
① 创建Socket对象，指明需要连接的服务器的地址和端口号

② 连接建立后，通过输出流想服务器端发送请求信息

③ 通过输入流获取服务器响应的信息

④ 关闭连接

单线程服务程序代码

服务端：

import java.net.*;
import java.io.*;
 
public class EchoServer {
  public static void main(String[] args)throws IOException {
    if (args.length != 1) {
      System.out.println("用法：EchoServer <端口号>");
      return ;
    }
 
    // 监听客户程序的连接请求
    ServerSocket listenSocket = new ServerSocket(Integer.parseInt(args[0]));
    System.out.println("服务程序正在监听端口" + args[0]);
    Socket socket = listenSocket.accept();
    // 从与客户程序的新建连接获取输入流和输出流
    PrintWriter out = new PrintWriter(socket.getOutputStream(), true);
    BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader
      (socket.getInputStream()));
    // 从客户端读取数据，并写回数据的加工结果
    String message;
    while ((message = in.readLine()) != null) {
      System.out.println("收到请求：" + message);
      out.println(message.toUpperCase());
    }
 
    // 关闭连接
    out.close();
    in.close();
    socket.close();
    listenSocket.close();
  }
}

客户端：

import java.net.*;
import java.io.*;
 
public class EchoClient {
  public static void main(String[] args)throws Exception {
    if (args.length != 2) {
      System.out.println("用法：EchoClient <主机名> <端口号>");
      return ;
    }
 
    // 建立连接并打开相关联的输入流和输出流
    Socket socket = new Socket(args[0], Integer.parseInt(args[1]));
    System.out.println("当前socket信息：" + socket);
    PrintWriter out = new PrintWriter(socket.getOutputStream(), true);
    BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader
      (socket.getInputStream()));
 
    // 将控制台输入的字符串发送给服务端，并显示从服务端获取的处理结果
    BufferedReader stdIn = new BufferedReader(new InputStreamReader
      (System.in));
    String userInput;
    while ((userInput = stdIn.readLine()) != null) {
      out.println(userInput);
      System.out.println("返回：" + in.readLine());
    }
    stdIn.close();
    // 关闭连接
    out.close();
    in.close();
    socket.close();
  }
}

运行结果示例（基于windows）

java如何实现Socket通信之单线程服务

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