JAVA通信编程（三）——TCP通讯
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繼上一篇小插曲之后繼續(xù)回到正題，本篇講述的是java的TCP通訊。TCP編程分為server端和client端，一般在網(wǎng)上都能搜到相關(guān)的例子，為了方便大家，我這里先整理下server端和client端的應(yīng)用案例，然后再根據(jù)在本系列中第一篇串口通訊中的結(jié)構(gòu)一樣實(shí)現(xiàn)CommBuff接口。
java tcp socket編程server端：
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import java.io.*;import java.net.*;import java.applet.Applet;public class TalkServer{public static void main(String args[]) {try{ServerSocket server=null;try{server=new ServerSocket(4700);//創(chuàng)建一個(gè)ServerSocket在端口4700監(jiān)聽客戶請(qǐng)求}catch(Exception e) {System.out.println("can not listen to:"+e);//出錯(cuò)，打印出錯(cuò)信息}Socket socket=null;try{socket=server.accept();//使用accept()阻塞等待客戶請(qǐng)求，有客戶//請(qǐng)求到來(lái)則產(chǎn)生一個(gè)Socket對(duì)象，并繼續(xù)執(zhí)行}catch(Exception e) {System.out.println("Error."+e);//出錯(cuò)，打印出錯(cuò)信息}String line;BufferedReader is=new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));//由Socket對(duì)象得到輸入流，并構(gòu)造相應(yīng)的BufferedReader對(duì)象PrintWriter os=newPrintWriter(socket.getOutputStream());//由Socket對(duì)象得到輸出流，并構(gòu)造PrintWriter對(duì)象BufferedReader sin=new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));//由系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)輸入設(shè)備構(gòu)造BufferedReader對(duì)象System.out.println("Client:"+is.readLine());//在標(biāo)準(zhǔn)輸出上打印從客戶端讀入的字符串line=sin.readLine();//從標(biāo)準(zhǔn)輸入讀入一字符串while(!line.equals("bye")){//如果該字符串為 "bye"，則停止循環(huán)os.println(line);//向客戶端輸出該字符串os.flush();//刷新輸出流，使Client馬上收到該字符串System.out.println("Server:"+line);//在系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)輸出上打印讀入的字符串System.out.println("Client:"+is.readLine());//從Client讀入一字符串，并打印到標(biāo)準(zhǔn)輸出上line=sin.readLine();//從系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)輸入讀入一字符串} //繼續(xù)循環(huán)os.close(); //關(guān)閉Socket輸出流is.close(); //關(guān)閉Socket輸入流socket.close(); //關(guān)閉Socketserver.close(); //關(guān)閉ServerSocket}catch(Exception e){System.out.println("Error:"+e);//出錯(cuò)，打印出錯(cuò)信息}}}java tcp socket編程client端：
import java.io.*;import java.net.*;public class TalkClient {public static void main(String args[]) {try{Socket socket=new Socket("127.0.0.1",4700);//向本機(jī)的4700端口發(fā)出客戶請(qǐng)求BufferedReader sin=new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));//由系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)輸入設(shè)備構(gòu)造BufferedReader對(duì)象PrintWriter os=new PrintWriter(socket.getOutputStream());//由Socket對(duì)象得到輸出流，并構(gòu)造PrintWriter對(duì)象BufferedReader is=new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));//由Socket對(duì)象得到輸入流，并構(gòu)造相應(yīng)的BufferedReader對(duì)象String readline;readline=sin.readLine(); //從系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)輸入讀入一字符串while(!readline.equals("bye")){//若從標(biāo)準(zhǔn)輸入讀入的字符串為 "bye"則停止循環(huán)os.println(readline);//將從系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)輸入讀入的字符串輸出到Serveros.flush();//刷新輸出流，使Server馬上收到該字符串System.out.println("Client:"+readline);//在系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)輸出上打印讀入的字符串System.out.println("Server:"+is.readLine());//從Server讀入一字符串，并打印到標(biāo)準(zhǔn)輸出上readline=sin.readLine(); //從系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)輸入讀入一字符串} //繼續(xù)循環(huán)os.close(); //關(guān)閉Socket輸出流is.close(); //關(guān)閉Socket輸入流socket.close(); //關(guān)閉Socket}catch(Exception e) {System.out.println("Error"+e); //出錯(cuò)，則打印出錯(cuò)信息}} }通過(guò)上面兩個(gè)實(shí)例可以大概的了解到j(luò)ava tcp編程的流程。
這里有必要補(bǔ)充下Socket的相關(guān)概念：
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1. 什么是Socket
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網(wǎng)絡(luò)上的兩個(gè)程序通過(guò)一個(gè)雙向的通訊連接實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的交換，這個(gè)雙向鏈路的一端稱為一個(gè)Socket。Socket通常用來(lái)實(shí)現(xiàn)客戶方和服務(wù)方的連接。Socket是TCP/IP協(xié)議的一個(gè)十分流行的編程界面，一個(gè)Socket由一個(gè)IP地址和一個(gè)端口號(hào)唯一確定。但是，Socket所支持的協(xié)議種類也不光TCP/IP一種，因此兩者之間是沒(méi)有必然聯(lián)系的。在Java環(huán)境下，Socket編程主要是指基于TCP/IP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)編程。
2. Socket通訊的過(guò)程
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Server端Listen(監(jiān)聽)某個(gè)端口是否有連接請(qǐng)求，Client端向Server?端發(fā)出Connect(連接)請(qǐng)求，Server端向Client端發(fā)回Accept（接受）消息。一個(gè)連接就建立起來(lái)了。Server端和Client?端都可以通過(guò)Send，Write等方法與對(duì)方通信。
對(duì)于一個(gè)功能齊全的Socket，都要包含以下基本結(jié)構(gòu)，其工作過(guò)程包含以下四個(gè)基本的步驟：
（1）?創(chuàng)建Socket；
（2）?打開連接到Socket的輸入/出流；
（3）?按照一定的協(xié)議對(duì)Socket進(jìn)行讀/寫操作；
（4）?關(guān)閉Socket.（在實(shí)際應(yīng)用中，并未使用到顯示的close，雖然很多文章都推薦如此，不過(guò)在我的程序中，可能因?yàn)槌绦虮旧肀容^簡(jiǎn)單，要求不高，所以并未造成什么影響。）
3. 創(chuàng)建Socket
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java在包java.net中提供了兩個(gè)類Socket和ServerSocket，分別用來(lái)表示雙向連接的客戶端和服務(wù)端。這是兩個(gè)封裝得非常好的類，使用很方便。其構(gòu)造方法如下：
Socket(InetAddress address, int port);
Socket(InetAddress address, int port, boolean stream);
Socket(String host, int prot);
Socket(String host, int prot, boolean stream);
Socket(SocketImpl impl)
Socket(String host, int port, InetAddress localAddr, int localPort)
Socket(InetAddress address, int port, InetAddress localAddr, int localPort)
ServerSocket(int port);
ServerSocket(int port, int backlog);
ServerSocket(int port, int backlog, InetAddress bindAddr)
其中address、host和port分別是雙向連接中另一方的IP地址、主機(jī)名和端?口號(hào)，stream指明socket是流socket還是數(shù)據(jù)報(bào)socket，localPort表示本地主機(jī)的端口號(hào)，localAddr和?bindAddr是本地機(jī)器的地址（ServerSocket的主機(jī)地址），impl是socket的父類，既可以用來(lái)創(chuàng)建serverSocket又可?以用來(lái)創(chuàng)建Socket。count則表示服務(wù)端所能支持的最大連接數(shù)。例如：學(xué)習(xí)視頻網(wǎng)?http://www.xxspw.com
Socket client = new Socket("127.0.01.", 80);
ServerSocket server = new ServerSocket(80);
注意，在選擇端口時(shí)，必須小心。每一個(gè)端口提供一種特定的服務(wù)，只有給出正確的端口，才?能獲得相應(yīng)的服務(wù)。0~1023的端口號(hào)為系統(tǒng)所保留，例如http服務(wù)的端口號(hào)為80,telnet服務(wù)的端口號(hào)為21,ftp服務(wù)的端口號(hào)為23,?所以我們?cè)谶x擇端口號(hào)時(shí)，最好選擇一個(gè)大于1023的數(shù)以防止發(fā)生沖突。
在創(chuàng)建socket時(shí)如果發(fā)生錯(cuò)誤，將產(chǎn)生IOException，在程序中必須對(duì)之作出處理。所以在創(chuàng)建Socket或ServerSocket是必須捕獲或拋出例外。
介紹了tcp socket編程的相關(guān)概念，可以回到正題了，下面所示是實(shí)現(xiàn)了CommBuff的服務(wù)端Socket程序（CommBuff接口可以參看點(diǎn)擊打開鏈接）
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package com.zzh.comm;import java.io.IOException; import java.io.InputStream; import java.io.OutputStream; import java.net.ServerSocket; import java.net.Socket; import java.util.Map;import org.apache.log4j.Logger;public class TcpServerImpl implements CommBuff {private Logger logger = Logger.getLogger(Object.class.getName());private int port;private ServerSocket server = null;private Socket socket = null;InputStream in = null;OutputStream out = null;private static byte[] recvBuff = new byte[4096];private static int recvLen = 0;private String fileName = "/tcp.properties";public TcpServerImpl(){Map<String,String> map = new ReadProperties().getPropertiesMap(fileName);try{port = Integer.parseInt(map.get("tcp_port"));}catch (Exception e){logger.error(e.getMessage());}}@Overridepublic synchronized byte[] readBuff(){if(in ==null){close();return new byte[0];}byte[] readBuffer = new byte[1024];try{while(in.available()>0){int numBytes = in.read(readBuffer);if(recvLen + numBytes > 4096){throw new RuntimeException("接收緩存數(shù)組內(nèi)容退出");}else{logger.info("網(wǎng)口接收："+CommUtil.bytesToHexWithLen(readBuffer,numBytes));System.arraycopy(readBuffer, 0, recvBuff, recvLen, numBytes);recvLen = recvLen + numBytes;}}}catch (IOException e){logger.error(e.getMessage());}byte[] ans = new byte[0];if(recvLen>0){ans = new byte[recvLen];System.arraycopy(recvBuff,0,ans,0,recvLen);recvLen = 0;}return ans;}@Overridepublic synchronized void writeBuff(byte[] message){if(out ==null){close();return;}try{out.write(message);out.flush();logger.info("發(fā)送成功: "+CommUtil.bytesToHex(message));}catch (IOException e){logger.error(e.getMessage());}}@Overridepublic void open() {logger.info("Try to open tcpServer");try{server = new ServerSocket(port);}catch (IOException e){logger.error(e.getMessage());}try{socket = server.accept();}catch (IOException e){logger.error(e.getMessage());}logger.info("TcpServer正在監(jiān)聽....");try{in = socket.getInputStream();out = socket.getOutputStream();}catch (IOException e){logger.error(e.getMessage());}logger.info("成功開啟TCP Server");}@Overridepublic void close() {try{if(out != null){out.close();}if(in != null){in.close();}if(socket != null){socket.close();}if(server!=null){server.close();}}catch (IOException e){e.printStackTrace();}}@Overridepublic Object getInfo(){return socket;}}可以看到TcpServerImpl類實(shí)現(xiàn)了CommBuff中的方法，如果采用簡(jiǎn)單工廠模式就可以寫出無(wú)關(guān)TCP或者串口通訊的底層程序，即上層應(yīng)用既可以通過(guò)TCP通訊也可以通過(guò)串口進(jìn)行通訊，至于底層采用什么具體的通訊方式是可配置化的，這樣進(jìn)一步提高了程序的靈活性。
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下面展示的是TcpClientImpl類，這個(gè)采用的是TCP Client的方式實(shí)現(xiàn)CommBuff接口，其實(shí)本質(zhì)上和TcpServerImpl并無(wú)多大差別。
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package com.zzh.comm;import java.io.IOException; import java.io.InputStream; import java.io.OutputStream; import java.net.ConnectException; import java.net.Socket; import java.net.UnknownHostException; import java.util.Map; import java.util.concurrent.TimeUnit;import org.apache.log4j.Logger;public class TcpClientImpl implements CommBuff {private Logger logger = Logger.getLogger(Object.class.getName());private int port;private String tcp_server_ip;private Socket socket = null;InputStream in = null;OutputStream out = null;private static byte[] recvBuff = new byte[4096];private static int recvLen = 0;private String fileName = "/tcp.properties";public TcpClientImpl(){Map<String,String> map = new ReadProperties().getPropertiesMap(fileName);try{port = Integer.parseInt(map.get("tcp_port"));tcp_server_ip = map.get("tcp_server_ip");}catch (Exception e){logger.error(e.getMessage());}}@Overridepublic synchronized byte[] readBuff(){if(in ==null){close();return new byte[0];}byte[] readBuffer = new byte[1024];try{while(in.available()>0){int numBytes = in.read(readBuffer);if(recvLen + numBytes > 4096){throw new RuntimeException("接收緩存數(shù)組內(nèi)容退出");}else{logger.info("網(wǎng)口接收："+CommUtil.bytesToHexWithLen(readBuffer,numBytes));System.arraycopy(readBuffer, 0, recvBuff, recvLen, numBytes);recvLen = recvLen + numBytes;}}}catch (IOException e){logger.error(e.getMessage());}byte[] ans = new byte[0];if(recvLen>0){ans = new byte[recvLen];System.arraycopy(recvBuff,0,ans,0,recvLen);recvLen = 0;}return ans;}@Overridepublic synchronized void writeBuff(byte[] message){if(out ==null){close();return;}try{out.write(message);out.flush();logger.info("發(fā)送成功: "+CommUtil.bytesToHex(message));}catch (IOException e){logger.error(e.getMessage());logger.info("網(wǎng)絡(luò)斷開");close();logger.info("5s后重新啟動(dòng)網(wǎng)絡(luò).....");try{TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(5000);}catch (InterruptedException ee){logger.error(ee.getMessage());}open();}}@Overridepublic void open(){logger.info("Connecting to "+tcp_server_ip+":"+port);while(true){try{socket = new Socket(tcp_server_ip,port);}catch (UnknownHostException e){logger.error(e.getMessage());}catch (ConnectException e){logger.error(e.getMessage());}catch (IOException e){logger.error(e.getMessage());}if(socket != null){logger.info("連接成功！");break;}else{logger.info("連接失敗！5s后重試連接....");try{TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(5000);}catch (InterruptedException e){logger.error(e.getMessage());}}}try{in = socket.getInputStream();out = socket.getOutputStream();}catch (IOException e){logger.error(e.getMessage());}}@Overridepublic void close(){if(in != null){try{in.close();in = null;}catch (IOException e){logger.error(e.getMessage());}}if(out != null){try{out.close();out = null;}catch (IOException e){logger.error(e.getMessage());}}if(socket != null){try{socket.close();socket = null;}catch (IOException e){logger.error(e.getMessage());}}}@Overridepublic Object getInfo(){return socket;} }?
TCP的先講述到這里，在下一篇會(huì)講述到如何采用UDP進(jìn)行通訊的編程實(shí)踐。
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以上是生活随笔為你收集整理的JAVA通信编程（三）——TCP通讯的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。
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