理解Socket技术

参考

• https://www.yuque.com/qingkongxiaguang/javaweb/lmkyt6

计算机网络基础

• IP和端口号

• 端口号 0- 65535

• IPV4 和 IPV6

• TCP 三次握手，四次挥手

• UDP 无连接协议，不会建立可靠传输

Socket技术

• 服务端与客户端建立连接

//服务端
import java.io.IOException;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;

public class Server {
    public static void main(String[] args) {
        try(ServerSocket server = new ServerSocket(8080)){    //将服务端创建在端口8080上
            System.out.println("正在等待客户端连接...");
            while (true){   //无限循环等待客户端连接
                Socket socket = server.accept();
                System.out.println("客户端已连接，IP地址为："+socket.getInetAddress().getHostAddress());
            }
        }catch (IOException e){
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

//客户端
import java.io.IOException;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;

public class Client {
    //客户端
    public static void main(String[] args) {
        try (Socket socket = new Socket("localhost", 8080)){
            System.out.println("已连接到服务端！");
        }catch (IOException e){
            System.out.println("服务端连接失败！");
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

Socket数据传输

实现Socket在TCP协议上的一次连接

//客户端
import java.io.*;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
import java.util.Scanner;


public class Client {
    //客户端
    public static void main(String[] args) {
        try (Socket socket = new Socket("localhost", 8080);
            Scanner scanner = new Scanner(System.in)){
            System.out.println("已连接到服务端！");
            OutputStream stream = socket.getOutputStream();
            OutputStreamWriter writer = new OutputStreamWriter(stream);  //通过转换流来帮助我们快速写入内容
            System.out.println("请输入要发送给服务端的内容：");
            String text = scanner.nextLine();
            writer.write(text+'\n');   //因为对方是readLine()这里加个换行符
            writer.flush();
            System.out.println("数据已发送："+text);
            BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
            System.out.println("收到服务器返回："+reader.readLine());
        }catch (IOException e){
            System.out.println("服务端连接失败！");
            e.printStackTrace();
        }finally {
            System.out.println("客户端断开连接！");
        }
    }
}

OutputStream还提供了一个flush()方法，它的目的是将缓冲区的内容真正输出到目的地。

因为向磁盘、网络写入数据的时候，出于效率的考虑，操作系统并不是输出一个字节就立刻写入到文件或者发送到网络，而是把输出的字节先放到内存的一个缓冲区里（本质上就是一个byte[]数组），等到缓冲区写满了，再一次性写入文件或者网络。对于很多IO设备来说，一次写一个字节和一次写1000个字节，花费的时间几乎是完全一样的，所以OutputStream有个flush()方法，能强制把缓冲区内容输出。

立刻调用flush()，不管当前缓冲区是否已满，强迫操作系统把缓冲区的内容立刻发送出去。

https://www.liaoxuefeng.com/wiki/1252599548343744/1298069169635361

//服务端
import java.io.*;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;

public class Server {
    public static void main(String[] args) {
            try(ServerSocket server = new ServerSocket(8080)){    //将服务端创建在端口8080上
                System.out.println("正在等待客户端连接...");
                Socket socket = server.accept();
                System.out.println("客户端已连接，IP地址为："+socket.getInetAddress().getHostAddress());
                BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));  //通过
                System.out.print("接收到客户端数据：");
                System.out.println(reader.readLine());
                socket.close();   //和服务端TCP连接完成之后，记得关闭socket
            }catch (IOException e){
                e.printStackTrace();
            }
    }
}

服务器与客户端建立连接后返回信息给客户端

//服务端
public static void main(String[] args) {
    try (Socket socket = new Socket("localhost", 8080);
         Scanner scanner = new Scanner(System.in)){
        System.out.println("已连接到服务端！");
        OutputStream stream = socket.getOutputStream();
        OutputStreamWriter writer = new OutputStreamWriter(stream);  //通过转换流来帮助我们快速写入内容
        System.out.println("请输入要发送给服务端的内容：");
        String text = scanner.nextLine();
        writer.write(text+'\n');   //因为对方是readLine()这里加个换行符
        writer.flush();
        System.out.println("数据已发送："+text);
        BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
        System.out.println("收到服务器返回："+reader.readLine());
    }catch (IOException e){
        System.out.println("服务端连接失败！");
        e.printStackTrace();
    }finally {
        System.out.println("客户端断开连接！");
    }
}

//客户端
public static void main(String[] args) {
    try(ServerSocket server = new ServerSocket(8080)){    //将服务端创建在端口8080上
        System.out.println("正在等待客户端连接...");
        Socket socket = server.accept();
        System.out.println("客户端已连接，IP地址为："+socket.getInetAddress().getHostAddress());
        BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));  //通过
        System.out.print("接收到客户端数据：");
        System.out.println(reader.readLine());
        OutputStreamWriter writer = new OutputStreamWriter(socket.getOutputStream());
        writer.write("已收到！");
        writer.flush();
    }catch (IOException e){
        e.printStackTrace();
    }
}

• 控制建立socket传输的时间限制
• 控制socket连接的通道

Socket传输文件

浏览器访问Web应用服务器

public static void main(String[] args) {
        try(ServerSocket server = new ServerSocket(8080)){    //将服务端创建在端口8080上
            System.out.println("正在等待客户端连接...");
            Socket socket = server.accept();
            System.out.println("客户端已连接，IP地址为："+socket.getInetAddress().getHostAddress());
            InputStream in = socket.getInputStream();  //通过
            System.out.println("接收到客户端数据：");
            while (true){
                int i = in.read();
                if(i == -1) break;
                System.out.print((char) i);
            }
        }catch (Exception e){
            e.printStackTrace();
        }
    }

通过浏览器访问 http://localhost:8080或是http://127.0.0.1:8080/，来连接我们本地开放的服务器。

服务端却收到的信息：

GET / HTTP/1.1
Host: 127.0.0.1:8080
Connection: keep-alive
Cache-Control: max-age=0
sec-ch-ua: "Chromium";v="94", "Google Chrome";v="94", ";Not A Brand";v="99"
sec-ch-ua-mobile: ?0
sec-ch-ua-platform: "macOS"
Upgrade-Insecure-Requests: 1
User-Agent: Mozilla/5.0 (Macintosh; Intel Mac OS X 10_15_7) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/94.0.4606.81 Safari/537.36
Accept: text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,image/avif,image/webp,image/apng,*/*;q=0.8,application/signed-exchange;v=b3;q=0.9
Sec-Fetch-Site: none
Sec-Fetch-Mode: navigate
Sec-Fetch-User: ?1
Sec-Fetch-Dest: document
Accept-Encoding: gzip, deflate, br
Accept-Language: zh-CN,zh;q=0.9,und;q=0.8,en;q=0.7

这些内容都是Http协议规定的请求头内容

如果需要给页面返回内容就必须包含如下的响应头：

HTTP/1.1 200 Accpeted

具体的代码如下(注意看注释的部分)：

public static void main(String[] args) {
    try(ServerSocket server = new ServerSocket(8080)){    //将服务端创建在端口8080上
        System.out.println("正在等待客户端连接...");
        Socket socket = server.accept();
        System.out.println("客户端已连接，IP地址为："+socket.getInetAddress().getHostAddress());
        BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));  //通过
        System.out.println("接收到客户端数据：");
        while (reader.ready()) System.out.println(reader.readLine());   //ready是判断当前流中是否还有可读内容
        OutputStreamWriter writer = new OutputStreamWriter(socket.getOutputStream());
        
        //响应
        //200是响应码，Http协议规定200为接受请求，400为错误的请求，404为找不到此资源（不止这些，还有很多）
        writer.write("HTTP/1.1 200 Accepted\r\n");   
        writer.write("\r\n");   //在请求头写完之后还要进行一次换行，然后写入我们的响应实体（会在浏览器上展示的内容）
        writer.write("lbwnb!");
        writer.flush();
    }catch (Exception e){
        e.printStackTrace();
    }
}

此时可以用F12观察浏览器的响应过程