网络编程TCP

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TCP字节流套接字编程

回显服务器

服务端(有点问题的)

空白符问题

客户端

代码问题

原因

解决办法一

服务器(没问题的代码)

解决方法二

线程池的服务端代码(没问题的代码)

美图分享

TCP字节流套接字编程

TCP也有两个类用于网络编程

SeverSocket: 用于TCP字节数据进行网络通信, 创建了TCP服务端API, 专门用于服务器的

Socket: 客户端和服务器都能够使用, 客户端使用可以建立和服务器的通信

服务器可使用可以监听客户端的连接请求

值得注意的是: TCP是字节流传输, 传输单位是字节(byte), 不需要向UDP那样专门搞出一个类来用于传输数据报

SeverSocket类

构造方法: SeverSocket(int Port)

SeverSocket函数方法

函数方法

Socket类

构造方法: Socket(String host, int port)

Socket函数方法

回显服务器

服务端(有点问题的)

import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
import java.util.Scanner;public class TcpSever {private ServerSocket serverSocket = null;public TcpSever(int port) throws IOException {serverSocket = new ServerSocket(port);}public void start() throws IOException {System.out.println("服务器!启动");while (true) {Socket clientsocket = serverSocket.accept();//这里和UDP不一样,UDP是直接接收请求, 而TCP需要先和客户端建立连接, 才能进一步处理请求processmethod(clientsocket);//客户端请求结束时应该调用close方法,释放资源, 所以在processmethod方法里调用close方法关闭}}private void processmethod(Socket clientsocket) throws IOException {System.out.printf("[%s:%d]客户端成功连接服务器\n", clientsocket.getInetAddress(), clientsocket.getPort());//打印日志, 接下来就是响应请求了try (OutputStream outputStream = clientsocket.getOutputStream();InputStream inputStream = clientsocket.getInputStream()){//从clientsocket中获取流对象, 对数据进一步处理, 把他们放到try()里,结束会自动调用close方法Scanner scanner = new Scanner(inputStream);while (true) {//客户端建立连接后, 可能会发送很多请求, 需要循环处理//inputStream.read();//读取请求,这样就得到了字符数组,接下来转成字符串, 这样写很麻烦我们可以使用Scanner一步到位if (!scanner.hasNext()) {//读取前判断有没有数据, 没有数据说明连接断开了System.out.printf("[%s:%d]客户端断开连接\n", clientsocket.getInetAddress(), clientsocket.getPort());break;}String request = scanner.next();//读取请求, next()方法读取数据是读到空白符String response = process(request);//根据请求计算响应System.out.printf("[%s:%d] request = %s response = %s",clientsocket.getInetAddress(), clientsocket.getPort(), request, response);//打印日志outputStream.write(response.getBytes());//将响应数据写回客户端}} finally {clientsocket.close();//客户端断开连接调用close方法释放资源}}private String process(String request) {//回显服务器,前面next()方法读取数据读到空白符停止,当我们把数据写回客户端是要把空白符加上return request + "\n";}public static void main(String[] args) throws IOException {TcpSever tcpSever = new TcpSever(9090);tcpSever.start();}
}

空白符问题

空白符是一类分隔符的统称, 不是一个空格, 常见空白符有很多

TCP字节流传输常见的问题就是空白符问题

发送请求和读取请求时都需要考虑分隔符

因为发送的数据带有空白符,当使用next方法读取数据时, 会忽略空白符, 因此当我们向客户端写回请求时需要把空白符加回去, 保持格式的统一性

客户端

import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.Socket;
import java.util.Scanner;public class TcpClient {private Socket socket = null;public TcpClient(String SeverIP, int SeverPort) throws IOException {socket = new Socket(SeverIP, SeverPort);}private void start() throws IOException {System.out.println("客户端, 启动!");Scanner scanner = new Scanner(System.in);try (InputStream inputStream = socket.getInputStream();OutputStream outputStream = socket.getOutputStream()) {//获取流对象, 把数据传入流对象之后, 等待服务器响应即可, 这里和UDP不同, UDP是把数据打包发送到服务器//而TCP客户端已经和服务器建立连接了, 中间通道已经打通, 将数据传入流对象等待响应即可//流对象扮演的角色就像是中间商, 服务器和客户端的操作都要经过流对象Scanner scannerinpuStream = new Scanner(inputStream);while (true) {System.out.print("请输入你要发送的请求: ");String request = scanner.next();request += "\n";//next方法会忽略\n, 为了保持服务端next方法一致, 手动加上\noutputStream.write(request.getBytes());//将请求写到流对象中if(!scannerinpuStream.hasNext()) {//没有数据说明读取完毕了break;}String response = scannerinpuStream.next();//从服务器获取响应System.out.println(response);//将数据打印出来}}}public static void main(String[] args) throws IOException {TcpClient tcpClient = new TcpClient("127.0.0.1", 9090);tcpClient.start();}
}

运行效果

代码问题

这种写法只能对一个客户端提供服务, 当我们启动多个客户端时

原因

解决办法一

把processmethod方法放到多线程的环境下运行

服务器(没问题的代码)

import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
import java.util.Scanner;public class TcpSever {private ServerSocket serverSocket = null;public TcpSever(int port) throws IOException {serverSocket = new ServerSocket(port);}public void start() throws IOException {System.out.println("服务器!启动");while (true) {Socket clientsocket = serverSocket.accept();//这里和UDP不一样,UDP是直接接收请求, 而TCP需要先和客户端建立连接, 才能进一步处理请求Thread thread = new Thread(() -> {try {processmethod(clientsocket);//客户端请求结束时应该调用close方法,释放资源, 所以在processmethod方法里调用close方法关闭} catch (IOException e) {throw new RuntimeException(e);}});thread.start();}}private void processmethod(Socket clientsocket) throws IOException {System.out.printf("[%s:%d]客户端成功连接服务器\n", clientsocket.getInetAddress(), clientsocket.getPort());//打印日志, 接下来就是响应请求了try (OutputStream outputStream = clientsocket.getOutputStream();InputStream inputStream = clientsocket.getInputStream()){//从clientsocket中获取流对象, 对数据进一步处理, 把他们放到try()里,结束会自动调用close方法Scanner scanner = new Scanner(inputStream);while (true) {//客户端建立连接后, 可能会发送很多请求, 需要循环处理//inputStream.read();//读取请求,这样就得到了字符数组,接下来转成字符串, 这样写很麻烦我们可以使用Scanner一步到位if (!scanner.hasNext()) {//读取前判断有没有数据, 没有数据说明连接断开了System.out.printf("[%s:%d]客户端断开连接\n", clientsocket.getInetAddress(), clientsocket.getPort());break;}String request = scanner.next();//读取请求, next()方法读取数据是读到空白符String response = process(request);//根据请求计算响应System.out.printf("[%s:%d] request = %s response = %s",clientsocket.getInetAddress(), clientsocket.getPort(), request, response);//打印日志outputStream.write(response.getBytes());//将响应数据写回客户端}} finally {clientsocket.close();//客户端断开连接调用close方法释放资源}}private String process(String request) {//回显服务器,前面next()方法读取数据读到空白符停止,当我们把数据写回客户端是要把空白符加上return request + "\n";}public static void main(String[] args) throws IOException {TcpSever tcpSever = new TcpSever(9090);tcpSever.start();}
}

解决方法二

把代码放到线程池中, 这种方法更合适, 不仅解决了只能连接一个客户端, 又能减少线程创建销毁的开销

线程池的服务端代码(没问题的代码)

import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
import java.util.Scanner;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;public class TcpSever {private ServerSocket serverSocket = null;public TcpSever(int port) throws IOException {serverSocket = new ServerSocket(port);}public void start() throws IOException {System.out.println("服务器!启动");ExecutorService pool = Executors.newCachedThreadPool();//这个线程池可以自动扩容while (true) {Socket clientsocket = serverSocket.accept();//这里和UDP不一样,UDP是直接接收请求, 而TCP需要先和客户端建立连接, 才能进一步处理请求pool.submit(new Runnable() {@Overridepublic void run() {try {processmethod(clientsocket);//客户端请求结束时应该调用close方法,释放资源, 所以在processmethod方法里调用close方法关闭} catch (IOException e) {throw new RuntimeException(e);}}});}}private void processmethod(Socket clientsocket) throws IOException {System.out.printf("[%s:%d]客户端成功连接服务器\n", clientsocket.getInetAddress(), clientsocket.getPort());//打印日志, 接下来就是响应请求了try (OutputStream outputStream = clientsocket.getOutputStream();InputStream inputStream = clientsocket.getInputStream()){//从clientsocket中获取流对象, 对数据进一步处理, 把他们放到try()里,结束会自动调用close方法Scanner scanner = new Scanner(inputStream);while (true) {//客户端建立连接后, 可能会发送很多请求, 需要循环处理//inputStream.read();//读取请求,这样就得到了字符数组,接下来转成字符串, 这样写很麻烦我们可以使用Scanner一步到位if (!scanner.hasNext()) {//读取前判断有没有数据, 没有数据说明连接断开了System.out.printf("[%s:%d]客户端断开连接\n", clientsocket.getInetAddress(), clientsocket.getPort());break;}String request = scanner.next();//读取请求, next()方法读取数据是读到空白符String response = process(request);//根据请求计算响应System.out.printf("[%s:%d] request = %s response = %s",clientsocket.getInetAddress(), clientsocket.getPort(), request, response);//打印日志outputStream.write(response.getBytes());//将响应数据写回客户端}} finally {clientsocket.close();//客户端断开连接调用close方法释放资源}}private String process(String request) {//回显服务器,前面next()方法读取数据读到空白符停止,当我们把数据写回客户端是要把空白符加上return request + "\n";}public static void main(String[] args) throws IOException {TcpSever tcpSever = new TcpSever(9090);tcpSever.start();}
}

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