網路應用分為客戶端和服務端兩部分,而Socket類是負責處理客戶端通信的Java類.通過這個類可以連接到指定IP或域名的伺服器上,並且可以和伺服器互相發送和接受數據.在本文及後面的數篇文章中將詳細討論Socket類的使用,內容包括Socket類基礎、各式各樣的連接方式、get和set方法、連接過程中的超時以及關閉網路連接等.
在本文中,我們將討論使用Socket類的基本步驟和方法.一般網路客戶端程序在連接服務程序時要進行以下三步操作.
1. 連接伺服器
2. 發送和接收數據
3. 關閉網路連接
一、連接伺服器
在客戶端可以通過兩種方式來連接伺服器,一種是通過IP的方式來連接伺服器,而另外一種是通過域名方式來連接伺服器.
其實這兩種方式從本質上來看是一種方式.在底層客戶端都是通過IP來連接伺服器的,但這兩種方式有一定的差異,如果通過IP方式來連接服務端程序,客戶端只簡單地根據IP進行連接,如果通過域名來連接伺服器,客戶端必須通過DNS將域名解析成IP,然後再根據這個IP來進行連接.
在很多程序設計語言或開發工具中（如C/C 、Delphi）使用域名方式連接伺服器時必須自己先將域名解析成IP,然後再通過IP進行連接,而在Java中已經將域名解析功能包含在了Socket類中,因此,我們只需象使用IP一樣使用域名即可.
通過Socket類連接伺服器程序最常用的方法就是通過Socket類的構造函數將IP或域名以及埠號作為參數傳入Socket類中.Socket類的構造函數有很多重載形式,在這一節只討論其中最常用的一種形式：public Socket（String host, int port）.從這個構造函數的定義來看,只需要將IP或域名以及埠號直接傳入構造函數即可.下面的代碼是一個連接服務端程序的例子程序：
| package mysocket; import java.net.*; public class MyConnection { public static void main(String[] args) { try { if (args.length > 0) { Socket socket = new Socket(args[0], 80); System.out.println(args[0] "已連接成功!"); } else System.out.println("請指定IP或域名！"); } catch (Exception e) { System.err.println("錯誤信息：" e.getMessage()); } } } |
在上面的
中,通過命令行參數將IP或域名傳入程序,然後通過Socket socket = new Socket(args[0], 80)連接通過命令行參數所指定的IP或域名的80埠.由於Socket類的構造函數在定義時使用了throws,因此,在調用Socket類的構造函數時,必須使用try…catch語句來捕捉錯誤,或者對main函數使用throws語句來拋出錯誤.測試正確的IP
java mysocket.MyConnection 127.0.0.1
輸出結果：127.0.0.1已經連接成功！
測試錯誤的IP
java mysocket.MyConnection 10.10.10.10
輸出結果：錯誤信息：Connection timed out: connect
註：10.10.10.10是一個並不存在的IP,如果這個IP在你的網路中存在,請使用其它的不存在的IP.
測試正確的域名
java mysocket.MyConnection www.ptpress.com.cn
輸出結果：www.ptpress.com.cn已經連接成功！
測試錯誤的域名
java mysocket.MyConnection www.ptpress1.com.cn
輸出結果：錯誤信息：www.ptpress1.com.cn
使用Socket類連接伺服器可以判斷一台主機有哪些埠被打開.下面的代碼是一個掃描本機有哪些埠被打開的程序.
| package mysocket; import java.net.*; public class MyConnection1 extends Thread { private int minPort, maxPort; public MyConnection1(int minPort, int maxPort) { this.minPort = minPort; this.maxPort = maxPort; } public void run() { for (int i = minPort; i <= maxPort; i ) { try { Socket socket = new Socket("127.0.0.1", i); System.out.println(String.valueOf(i) ":ok"); socket.close(); } catch (Exception e) { } } } public static void main(String[] args) { int minPort = Integer.parseInt(args[0]), maxPort = Integer .parseInt(args[1]); int threadCount = Integer.parseInt(args[2]); int portIncrement = ((maxPort - minPort 1) / threadCount) (((maxPort - minPort 1) % threadCount) == 0 ? 0 : 1); MyConnection1[] instances = new MyConnection1[threadCount]; for (int i = 0; i < threadCount; i ) { instances[i] = new MyConnection1(minPort portIncrement * i, minPort portIncrement - 1 portIncrement * i); instances[i].start(); } } } |
上面代碼通過一個指定的埠範圍（如1至1000）,並且利用多線程將這個埠範圍分成不同的段進行掃描,這樣可以大大提高掃描的效率.
可通過如下命令行去運行常式4-2.
| java mysocket.MyConnection1 1000 3000 20 |
二、發送和接收數據
在Socket類中最重要的兩個方法就是getInputStream和getOutputStream.這兩個方法分別用來得到用於讀取和寫入數據的InputStream和OutputStream對象.在這裡的InputStream讀取的是伺服器程序向客戶端發送過來的數據,而OutputStream是客戶端要向服務端程序發送的數據.
在編寫實際的網路客戶端程序時,是使用getInputStream,還是使用getOutputStream,以及先使用誰后使用誰由具體的應用決定.如通過連接郵電出版社網站(www.ptpress.com.cn)的80埠（一般為HTTP
協議所使用的默認埠）,並且發送一個字元串,
再讀取從www.ptpress.com.cn返回的信息.
| package mysocket; import java.net.*; import java.io.*; public class MyConnection2 { public static void main(String[] args) throws Exception { Socket socket = new Socket("www.ptpress.com.cn", 80); // 向服務端程序發送數據 OutputStream ops = socket.getOutputStream(); OutputStreamWriter opsw = new OutputStreamWriter(ops); BufferedWriter bw = new BufferedWriter(opsw); bw.write("hello worldrnrn"); bw.flush(); // 從服務端程序接收數據 InputStream ips = socket.getInputStream(); InputStreamReader ipsr = new InputStreamReader(ips); BufferedReader br = new BufferedReader(ipsr); String s = ""; while((s = br.readLine()) != null) System.out.println(s); socket.close(); } } |
在編寫上面代碼時要注意如下兩點：
1. 為了提高數據傳輸的效率,Socket類並沒有在每次調用write方法后都進行數據傳輸,而是將這些要傳輸的數據寫到一個緩衝區里（默認是8192個位元組）,然後通過flush方法將這個緩衝區里的數據一起發送出去,因此,bw.flush();是必須的.
2. 在發送字元串時之
在Hello World后加上 「rnrn」,這是
HTTP協議頭是以「rnrn」作為結束標誌（HTTP協議的詳細內容將在以後講解）,因此,通過在發送字元串后加入
三、關閉網路連接
到現在為止,我們對Socket類的基本使用方法已經有了初步的了解,但在Socket類處理完數據后,最合理的收尾方法是使用Socket類的close方法關閉網路連接.雖然在中已經使用了close方法,但使網路連接關閉的方法不僅僅只有close方法,下面就讓我們看看Java在什麼情況下可以使網路連接關閉.
可以引起網路連接關閉的情況有以下4種：
1. 直接調用Socket類的close方法.
2. 只要Socket類的InputStream和OutputStream有一個關閉,網路連接自動關閉（必須通過調用InputStream和OutputStream的close方法關閉流,才能使網路可愛接自動關閉）.
3. 在程序退出時網路連接自動關閉.
4. 將Socket對象設為null或未關閉最使用new Socket(…)建立新對象后,由JVM的垃圾回收器回收為Socket對象分配的內存空間后自動關閉網路連接.
雖然這4種方法都可以達到同樣的目的,但一個健壯的網路程序最好使用第1種或第2種方法關閉網路連接.這是第3種和第4種方法一般並不會馬上關閉網路連接,如果是這樣的話,對於某些應用程序,將會遺留大量無用的網路連接,這些網路連接會佔用大量的系統資源.
在Socket對象被關閉后,我們可以通過isClosed方法來判斷某個Socket對象是否處於關閉狀態.然而使用isClosed方法所返回的只是Socket對象的當前狀態,也就是說,不管Socket對象是否曾經連接成功過,只要處於關閉狀態,isClosde就返回true.如果只是建立一個未連接的Socket對象,isClose也同樣返回true.如下面的代碼將輸出false.
| Socket socket = new Socket(); System.out.println(socket.isClosed()); |
除了isClose方法,Socket類還有一個isConnected方法來判斷Socket對象是否連接成功.看到這個名字,也許讀者會產生誤解.其實isConnected方法所判斷的並不是Socket對象的當前連接狀態,而是Socket對象是否曾經連接成功過,如果成功連接過,即使現在isClose返回true,isConnected仍然返回true.因此,要判斷當前的Socket對象是否處於連接狀態,必須同時使用isClose和isConnected方法,即只有當isClose返回false,isConnected返回true的時候Socket對象才處於連接狀態.下面的代碼演示了上述Socket對象的各種狀態的產生過程.
| package mysocket; import java.net.*; public class MyCloseConnection { public static void printState(Socket socket, String name) { System.out.println(name ".isClosed():" socket.isClosed()); System.out.println(name ".isConnected():" socket.isConnected()); if (socket.isClosed() == false && socket.isConnected() == true) System.out.println(name "處於連接狀態!"); else System.out.println(name "處於非連接狀態!"); System.out.println(); } public static void main(String[] args) throws Exception { Socket socket1 = null, socket2 = null; socket1 = new Socket("www.ptpress.com.cn", 80); printState(socket1, "socket1"); socket1.getOutputStream().close(); printState(socket1, "socket1"); socket2 = new Socket(); printState(socket2, "socket2"); socket2.close(); printState(socket2, "socket2"); } } |
運行上面的代碼后,將有如下的輸出結果：
socket1.isClosed():false
socket1.isConnected():true
socket1處於連接狀態!
socket1.isClosed():true
socket1.isConnected():true
socket1處於非連接狀態!
socket2.isClosed():false
socket2.isConnected():false
socket2處於非連接狀態!
socket2.isClosed():true
socket2.isConnected():false
socket2處於非連接狀態!
從輸出結果可以看出,在socket1的OutputStream關閉后,socket1也自動關閉了.而在上面的代碼我們可以看出,對於一個並未連接到服務端的Socket對象socket2,它的
isClosed方法為false,而要想讓socket2的isClosed方法返回true,必須使用socket2.close顯示地調用close方法.
雖然在大多數的時候可以直接使用Socket類或輸入輸出流的close方法關閉網路連接,但有時我們只希望關閉OutputStream或InputStream,而在關閉輸入輸出流的同時,並不關閉網路連接.這就需要用到Socket類的另外兩個方法：shutdownInput和shutdownOutput,這兩個方法只關閉相應的輸入、輸出流,而它們並沒有同時關閉網路連接的功能.和isClosed、isConnected方法一樣,Socket類也提供了兩個方法來判斷Socket對象的輸入、輸出流是否被關閉,這兩個方法是isInputShutdown()和isOutputShutdown().下面的代碼演示了只關閉輸入、輸出流的過程：
| package mysocket; import java.net.*; public class MyCloseConnection1 { public static void printState(Socket socket) { System.out.println("isInputShutdown:" socket.isInputShutdown()); System.out.println("isOutputShutdown:" socket.isOutputShutdown()); System.out.println("isClosed:" socket.isClosed()); System.out.println(); } public static void main(String[] args) throws Exception { Socket socket = new Socket("www.ptpress.com.cn", 80); printState(socket); socket.shutdownInput(); printState(socket); socket.shutdownOutput(); printState(socket); } } |
在運行上面的代
后,將得到如下的輸出結果：isInputShutdown:false
isOutputShutdown:false
isClosed:false
isInputShutdown:true
isOutputShutdown:false
isClosed:false
isInputShutdown:true
isOutputShutdown:true
isClosed:false
從輸出結果可以看出,isClosed方法一直返回false,因此,可以肯定,shutdownInput和shutdownOutput並不影響Socket對象的狀態.
[火星人 ] Java網路編程從入門到精通（13）：使用Socket類接收和發送數據已經有905次圍觀
