利用java编写网络通信程序
作者：于洪斌、马俊光、车雪松
一、java与网络通信
java是一门适合于分布式计算环境、尤其是Internet程序设计的语言。这不仅仅在于java具有很好的安全性和可移植性，还在于java为Internet编程提供了丰富的网络类库支持。利用这些网络类库，可以轻松编写多种类型的网络通信程序。
TCP/IP协议是当今最流行的协议，也是Internet的基础协议，它代表的是一个协议集合。除传输控制协议TCP和网际协议IP外，TCP/IP协议集还包括其他一些协议，如UDP、FTP、UUCP、ICMP等。
一般的TCP/IP网络数据通信主要可分为两种不同的通信协议，一种是面向连接的通信协议，这种传输方式在数据传送前必须先在两端建立连接，并且所传送的数据不会丢失，这种方式称为TCP，也称为Stream；另一种方式则是面向非连接方式，即传送数据前，并不必先建立连接，而是将所要传送的数据包成一个分组再传送，使用这种方式，由于没有额外的控制，所以传送的数据可能丢掉。这种方式称为UDP,也称为Datagram。
TCP和UDP都是传输层上的通信协议，也是一般TCP/IP网络上最常使用的通信协议，且各有其用途，如TCP较可靠，所以用在不允许数据丢失的应用上。而UDP则较多应用于处理速度要求较快、数据传输可靠性要求不是很高的应用上，如数据广播。在java中也支持这两种不同的协议，对它们的支持是以类库的形式提供的。通过Socket和ServerSocket类提供了对TCP通信的支持,对于UDP通信则提供了DatagramSocket和DatagramPacket类。它们都包含在java.net类库中。本文中，我们主要探讨TCP通信程序的写法，而UDP通信程序的写法与此类似。
二、通信程序的编写
在进一步讨论之前，我们先来看看Socket和ServerSocket类的定义（表1）和（表2），关于这两个类的详细内容请见sun公司的JDK或microsoft公司VJ++ 1.1的联机文档。
要使用上面所提供的功能编写网络通信程序，我们可以将要通信的两端分成服务器和客户机端，即建立所谓的客户机/服务器编程模式。在服务器端必须先建立一个ServerSocket对象,然后等待客户机端的访问。而在客户机端，则是建立一个Socket对象直接跟服务器端连接，如果连接建立成功，则服务器端便会产生一个Socket对象，然后我们就可以利用这个Socket对象跟客户机端的Socket对象沟通了。此时在服务器和客户机之间建立了一条可靠连接，客户机和服务器可以在这条连接上可靠的传送数据。客户机发出请求，服务器监听来自客户机的请求，并为客户机提供相应的服务。
基于上述原理，我们编写了简单的客户机/服务器模式的网络通信程序。在服务器端，服务器监听客户机的请求，为每个客户机请求建立Socket连接，从而为客户机提供服务。而所提供的服务只是读取来自客户机的一行文本，并把它发回给客户机。以下是服务器端的通信程序。
import java.io.*;
import java.net.*;
class javaserver extends Thread {
ServerSocket server;
public javaserver() {
try {
server = new ServerSocket(600);
}
catch(IOException e) {
System.out.println("Cannot create Server");
System.exit(0);
}
System.out.println("Now socket server will Start");
this.start();
}
public void run() {
try {
while (true) {
Socket client = server.accept();
service ss = new service(client);
}
}
catch(IOException e) {
System.out.println("cannot provide service !");
System.exit(1);
}
}
public static void main(String args[]){
String data;
DataInputStream KeyInput;
new javaserver();
KeyInput = new DataInputStream(System.in);
try {
data = KeyInput.readLine();
}
catch (IOException e){
return;
}
if (data.equals("quit")) System.exit(1);
}
}
class service extends Thread {
String data;
DataInputStream InputS;
PrintStream OutputS;
Socket Client;
public service(Socket ClientSocket) {
Client = ClientSocket;
try {
InputS = new DataInputStream
(Client.getInputStream());
OutputS = new PrintStream
(Client.getOutputStream());
}
catch (IOException e){
System.out.println("Cannot Connect with Client !");
return;
}
this.start();
}
public void run(){
try {
while (true){
data = InputS.readLine();
if (data == null) break;
else {
OutputS.println(data);
System.out.println("From Client: " + data);
}
}
}
catch (IOException e){
System.out.println("Read Data error");
}
try {
Client.close();
}
catch (IOException e){
System.out.println("Cannot close socket");
}
}
}
在上面的程序中，我们使用了多线程机制。javaserver和service对象本身都是一个线程。javaserver对象首先创建一个ServerSocket对象，并启动线程的运行。它的run()方法用于监听来自客户机的连接。每当有一个新的客户机连接时，ServerSocket就会创建一个新的Socket类实例，并创建一个service对象，同时启动这个对象的线程。每个service对象用于完成与客户机通信、提供服务的任务。这样服务器可以同时与多个客户机连接，同时为多个客户机提供服务。当从标准输入中接收到quit字符串时，服务器退出运行。
在客户机端，首先创建一个Socket对象,用于与服务器通信。它从标准输入中读取数据，把这些数据传给服务器，再从服务器读取应答信息，然后把这些应答信息写到标准输出。当读取了5行的数据后，客户机程序将退出运行。以下是客户机端的通信程序。
import java.io.*;
import java.net.*;
class javaclient {
public static void main(String args[]){
String data;
Socket Client;
DataInputStream InputS;
DataInputStream KeyS;
PrintStream OutputS;
int i = 0;
try {
Client = new Socket("172.17.3.2",600);
InputS = new
DataInputStream(Client.getInputStream());
OutputS = new PrintStream
(Client.getOutputStream());
KeyS = new DataInputStream(System.in);
}
catch(IOException e){
System.out.println("Cannot Connect
with Server");
return;
}
try {
while (i<5){
data = KeyS.readLine();
OutputS.println(data);
System.out.println("ECHO From
Server:"+ InputS.readLine());
i++;
}
}
catch(IOException e) {
System.out.println("IOException
Happened");
}
try{
System.out.println("Now will
end this program");
Client.close();
}
catch(IOException e){
System.out.println("system cannot
close socket");
}
}
}
三、结束语
通过以上的讨论可知，用java语言编写网络通信程序非常简单，这主要是因为java语言本身就是一门面向网络编程的语言。java提供了多个可用于访问标准Internet协议的类库，从而支持多种Internet协议，包括：FTP，HTTP，NNTP和WWW等，这极大的简化了网络程序设计，可以比较方便的编写出功能完善的应用程序。
以上只是我们对java语言进行网络通信程序设计的粗浅讨论。利用java语言进行程序设计的好处不一而论，愿我们能起到抛砖引玉的作用。
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