Java Socket实现基于TCP和UDP多线程通信

1.Socket 通信简介及模型

　　Java Socket 可实现客户端–服务器间的双向实时通信。java.net包中定义的两个类socket和ServerSocket，分别用来实现双向连接的client和server端。

通过Socket实现TCP编程

1.1 TCP编程
　　TCP协议是面向连接，可靠的，有序的，以字节流的方式发送数据。基于TCP协议实现网络通信的类有客户端的Socket类和服务器端的ServerSocket类。

1.2 服务器端套路
　　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.关闭响应的资源。

1.3 客户端套路
　　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，通过输出流向服务器发送请求信息。
　　3.通过输入流获取服务器响应的信息。
　　4.关闭相应资源。
1.4 多线程实现服务器与多客户端之间通信步骤
　　1.服务器端创建ServerSocket，循环调用accept（）等待客户端连接。
　　2. 客户端创建一个socket并请求和服务器端连接。
　　3.服务器端接受客户端请求，创建socket与该客户建立专线连接。
　　4.建立连接的两个socket在一个单独的线程上对话。
　　5.服务器端继续等待新的连接。

通过Socket实现UDP编程

2.1 UDP编程
　　UDP协议又叫用户数据报协议，是无连接，不可靠的，无序的。特点是传输速度相对要快，UDP协议以数据报作为数据传输的载体。当进行数据传输时，首先需要将要传输的数据定义成数据报（Datagram），在数据报中指明数据所要达到的Socket（主机地址和端口号），然后再将数据报发送出去。相关操作类有：DatagramPacket数据报包，DatagramSocket进行端到端通信的类。

2.2 服务器端实现套路
　　1.创建DatagramSocket，指定端口号。
　　2.创建DatagramPacket。
　　3.接收客户端发送的数据信息。
　　4.读取数据。

2.3 客户端实现套路
　　1.定义发送信息，比如发送地址，端口号和内容。
　　2. 创建DatagramPacket，包含将要发送的信息。
　　3.创建DatagramSocket。
　　4.发送数据。

2.4 多线程实现服务器与多客户端之间通信步骤
　　1.服务器端创建DatagramSocket的实例socket，循环调用receive（）方法，此方法在接收到数据报之前会一直阻塞。
　　2.客户端创建DatagramSocket，将含有地址，端口号和内容的数据报包发送出去。
　　3. 服务器端收到数据报包packet，通过DatagramSocket和packet与客户端建立一个线程
　　4. 服务器端继续等待新的数据报包。
　　5. 发送方的DatagramPacket构造方法传递四个参数包含数据内容，数据大小，地址和端口号。接收方的DatagramPacket构造方法有两个参数接收数据和数据大小。

2. Socket 通信实现tcp方法

2.1 服务器端（非多线程）

1、用指定的端口实例化一个SeverSocket对象。服务器就可以用这个端口监听从客户端发来的连接请求。
2、调用ServerSocket的accept()方法，以在等待连接期间造成阻塞，监听连接从端口上发来的连接请求。
3、利用accept方法返回的客户端的Socket对象，进行读写IO的操作
4、关闭打开的流和Socket对象

package socket;

import java.io.*;
import java.net.InetAddress;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

/**
 * 创建服务器
 * 写出数据：输出流
 * 读取数据：输入流
 */
public class Server {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            //1、创建一个服务器端Socket，即ServerSocket，指定绑定的端口，并监听此端口
            ServerSocket serverSocket =new ServerSocket(10086);//1024-65535的某个端口
            Socket socket=null;
            System.out.println("***服务器即将启动，等待客户端的连接***");

            //循环监听等待客户端的连接
            while(true){
                //2、调用accept()方法开始监听，等待客户端的连接
                socket = serverSocket.accept();

                //3、获取输入流，并读取客户端信息
                InputStream is = socket.getInputStream();
                InputStreamReader isr =new InputStreamReader(is);
                BufferedReader br =new BufferedReader(isr);
                String info =null;
                while((info=br.readLine())!=null){
                    System.out.println("Hello,我是服务器，客户端说："+info);
                }
                socket.shutdownInput();//关闭输入流

                //4、获取输出流，响应客户端的请求
                OutputStream os = socket.getOutputStream();
                PrintWriter pw = new PrintWriter(os);
                pw.write("Hello World！");
                pw.flush();

                //5、关闭资源
                pw.close();
                os.close();
                br.close();
                isr.close();
                is.close();
//                socket.close();
//                serverSocket.close();
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

2.2 客户端

1、用服务器的IP地址和端口号实例化Socket对象。
2、调用connect方法，连接到服务器上。
3、获得Socket上的流，把流封装进BufferedReader/PrintWriter的实例，以进行读写
4、利用Socket提供的getInputStream和getOutputStream方法，通过IO流对象，向服务器发送数据流
5、关闭打开的流和Socket。

package socket;

import java.io.*;
import java.net.Socket;
import java.net.UnknownHostException;

/**
 * 创建客户端：发送数据+接收数据
 * 写出数据：输出流
 * 读取数据：输入流
 * <p>
 * 输入流与输出流应该独立处理，彼此独立，在不同的线程中
 * 加入名称
 */
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            //1、创建客户端Socket，指定服务器地址和端口
            Socket socket = new Socket("127.0.0.1", 10086);

            //2、获取输出流，向服务器端发送信息
            OutputStream os = socket.getOutputStream();//字节输出流
            PrintWriter pw = new PrintWriter(os);//将输出流包装成打印流
            pw.write("用户名：admin；密码：admin");
            pw.flush();
            socket.shutdownOutput();

            //3、获取输入流，并读取服务器端的响应信息
            InputStream is = socket.getInputStream();
            BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(is));
            String info = null;
            while ((info = br.readLine()) != null) {
                System.out.println("Hello,我是客户端，服务器说：" + info);
            }

            //4、关闭资源
            br.close();
            is.close();
            pw.close();
            os.close();
            socket.close();
        } catch (UnknownHostException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

2.2 服务器端 （多线程）

1、服务器端创建ServerSocket，循环调用accept()等待客户端连接
2、客户端创建一个socket并请求和服务器端连接
3、服务器端接受客户端请求，创建socket与该客户建立专线连接
4、建立连接的两个socket在一个单独的线程上对话
5、服务器端继续等待新的连接

package socket;

import java.io.*;
import java.net.InetAddress;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

/*
 * 基于TCP协议的Socket通信，实现用户登陆
 * 服务器端
 */
public class Server {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            //1.创建一个服务器端Socket，即ServerSocket，指定绑定的端口，并监听此端口
            ServerSocket serverSocket=new ServerSocket(8888);
            Socket socket=null;

            //记录客户端的数量
            int count=0;
            System.out.println("***服务器即将启动，等待客户端的连接***");

            //循环监听等待客户端的连接
            while(true){
                //2、调用accept()方法开始监听，等待客户端的连接
                socket=serverSocket.accept();

                //创建一个新的线程
                ServerThread serverThread=new ServerThread(socket);
                //启动线程
                serverThread.start();

                count++;//统计客户端的数量
                System.out.println("客户端的数量："+count);
                InetAddress address=socket.getInetAddress();
                System.out.println("当前客户端的IP："+address.getHostAddress());
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

线程处理类

package socket;

import java.io.*;
import java.net.Socket;

/**
 * Created by Administrator on 2017/5/28.
 */
/*
 * 服务器线程处理类
 */
public class ServerThread extends Thread {
    // 和本线程相关的Socket
    Socket socket = null;

    public ServerThread(Socket socket) {
        this.socket = socket;
    }

    //线程执行的操作，响应客户端的请求
    public void run() {
        InputStream is = null;
        InputStreamReader isr = null;
        BufferedReader br = null;
        OutputStream os = null;
        PrintWriter pw = null;
        try {
            //3、获取输入流，并读取客户端信息
            is = socket.getInputStream();
            isr = new InputStreamReader(is);
            br = new BufferedReader(isr);
            String info = null;
            while ((info = br.readLine()) != null) {//循环读取客户端的信息
                System.out.println("我是服务器，客户端说：" + info);
            }
            socket.shutdownInput();//关闭输入流

            //4、获取输出流，响应客户端的请求
            os = socket.getOutputStream();
            pw = new PrintWriter(os);
            pw.write("欢迎您！");
            pw.flush();//调用flush()方法将缓冲输出
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            //关闭资源
            try {
                if (pw != null)
                    pw.close();
                if (os != null)
                    os.close();
                if (br != null)
                    br.close();
                if (isr != null)
                    isr.close();
                if (is != null)
                    is.close();
                if (socket != null)
                    socket.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

参考：

JAVA Socket 编程学习笔记（一）

Java Socket实现基于TCP和UDP多线程通信

UDP通信demo

服务端

package socket;

import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetAddress;

/**
 * Created by Administrator on 2017/5/28.
 */
public class UDPServer {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
//1.创建DatagramSocket，指定端口号。
        DatagramSocket socket = new DatagramSocket(8800);
        DatagramPacket packet = null;
        byte[] data = null;
        int count = 0;
        System.out.println("***服务器端启动，等待发送数据***");
        while (true) {
            data = new byte[1024];//创建字节数组，指定接收的数据包的大小
// 2.创建DatagramPacket。
            packet = new DatagramPacket(data, data.length);
            socket.receive(packet);//此方法在接收到数据报之前会一直阻塞

            Thread thread = new Thread(new UDPThread(socket, packet));
            thread.start();
            count++;
            System.out.println("服务器端被连接过的次数：" + count);
            InetAddress address = packet.getAddress();
            System.out.println("当前客户端的IP为：" + address.getHostAddress());

        }

    }
}

服务端线程类

package socket;

import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetAddress;

/**
 * Created by Administrator on 2017/5/28.
 */
public class UDPThread implements Runnable {

    DatagramSocket socket = null;
    DatagramPacket packet = null;

    public UDPThread(DatagramSocket socket, DatagramPacket packet) {
        this.socket = socket;
        this.packet = packet;
    }

    @Override
    public void run() {
        String info = null;
        InetAddress address = null;
        int port = 8800;
        byte[] data2 = null;
        DatagramPacket packet2 = null;
        try {
// 3.接收客户端发送的数据信息。
// 4.读取数据。
            info = new String(packet.getData(), 0, packet.getLength());
            System.out.println("我是服务器，客户端说：" + info);

            address = packet.getAddress();
            port = packet.getPort();
            data2 = "我在响应你！".getBytes();
            packet2 = new DatagramPacket(data2, data2.length, address, port);
            socket.send(packet2);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        //socket.close();不能关闭
    }

}

客户端

package socket;

import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetAddress;

/**
 * Created by Administrator on 2017/5/28.
 */
public class UDPClient {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //1、定义服务器的地址，端口号，数据
        InetAddress address = InetAddress.getByName("localhost");
        int port = 8800;
        byte[] data = "用户名：admin;密码：12345".getBytes();//将字符串转换为字节数组
        //2、创建DatagramPacket，包含将要发送的信息。
        DatagramPacket packet = new DatagramPacket(data, data.length, address, port);
        //3、创建DatagramSocket，实现数据发送和接收
        DatagramSocket socket = new DatagramSocket();
        //4、向服务器端发送数据报
        socket.send(packet);

        //接收服务器响应数据
        byte[] data2 = new byte[1024];
        DatagramPacket packet2 = new DatagramPacket(data2, data2.length);
        socket.receive(packet2);
        String info = new String(data2, 0, packet2.getLength());
        System.out.println("我是客户端，服务器说：" + info);
        socket.close();
    }
}

推荐

Java Socket实现基于TCP和UDP多线程通信