目录
API学习
ServerSocket
Socket
服务端
思路分析
具体实现
客户端
思路分析
具体实现
运行测试
问题分析
修改优化
完整代码
在学习了基于UDP实现的回显服务器后,我们学习基于TCP实现的回显服务器
API学习
ServerSocket
ServerSocket是创建TCP服务端Socket的API
构造方法:
方法 | 说明 |
---|---|
ServerSocket(int port) | 创建一个服务端流套接字Socket,并绑定到指定端口 |
常用方法:
方法 | 说明 |
---|---|
Socket accept() | 开始监听指定端口(创建时绑定的端口),有客户端连接后,返回一个服务端Socket对象,并基于该Socket建立与客户端的连接,否则阻塞等待 |
void close() | 关闭此套接字 |
Socket
Socket是客户端Socket,或服务端中接收到客户端连接(accept方法)的请求后,返回的服务端Socket
无论是客户端还是服务端Socket,都是双方建立连接后,保存对端信息以及用来与对方收发数据的。
构造方法:
方法 | 说明 |
---|---|
Socket(String host, int port) | 创建一个客户端流套接字Socket,并与对应IP的主机的对应端口的进程建立连接 |
常用方法:
方法 | 说明 |
---|---|
InetAddress getInetAddress() | 返回套接字所连接的地址 |
InputStream getInputStream() | 返回此套接字的输入流 |
OutputStream getOutputStream() | 返回此套接字的输出流 |
服务端
思路分析
对于服务端,要实现的内容有:
1. 与客户端建立连接
2. 接收客户端发送的请求、读取解析请求
3. 根据请求计算数据响应
4. 将响应返回给客户端
由于服务器要等到客户端发送请求时才能进行接收、解析、计算响应等操作,而服务器不知道客户端什么时候发送请求,因此服务器需要一直“待命”,等待客户端发送请求
具体实现
1.首先我们需要创建一个ServerSocket对象,并通过构造方法来指定服务器要绑定的端口号
import java.io.IOException;
import java.net.ServerSocket;
public class TcpEchoServer {
private ServerSocket socket = null;
public TcpEchoServer(int port) throws IOException {
socket = new ServerSocket(port);
}
}
2.接下来,我们实现客户端与服务端连接的建立
TCP是有连接的,因此,在进行通信之前,客户端和服务器之间需要建立连接(就像打电话一样,需要一端拨号,另一端接听后,双方才能进行通话)
除了内核建立连接外,还需要服务端进行“接听”(accept操作),才能进行通信
public void start() throws IOException {
System.out.println("启动服务器");
while (true){
//通过accept方法来“接听”
Socket clientSocket = socket.accept();
}
}
3. 然后通过实现processConnection方法来处理每一次连接建立后的通信(客户端与服务器之间的多次请求响应交互)
此时的实现过程与 基于UDP实现的回显服务器类似,循环读取请求、接收请求并解析、根据请求计算响应最后将响应返回给客户端
需要注意的是,TCP是面向字节流的,传输的基本单位是字节
//处理连接建立后客户端与服务器之间的多次请求响应
private void processConnection(Socket clientSocket) throws IOException {
System.out.printf("[%s:%d] 客户端上线\n",clientSocket.getInetAddress(),clientSocket.getPort());
try (InputStream inputStream = clientSocket.getInputStream();
OutputStream outputStream = clientSocket.getOutputStream()){
//循环读取请求
while (true){
Scanner scanner = new Scanner(inputStream);
if(!scanner.hasNext()){//读取完毕,断开连接
System.out.printf("[%s:%d] 客户端下线\n",clientSocket.getInetAddress(),clientSocket.getPort());
break;
}
//读取请求并解析
String request = scanner.next();
//根据请求计算响应
String response = process(request);
//将响应返回给客户端
//由于直接通过outputStream进行写入不方便在响应末尾添加\n
//因此可以使用PrintWriter进行写入(使用其中的println方法)
PrintWriter printWriter = new PrintWriter(outputStream);
printWriter.println(response);
//不要忘记刷新操作
printWriter.flush();
//打印日志,观察程序执行效果
System.out.printf("[%s:%d] req: %s, resp: %s\n",clientSocket.getInetAddress(),clientSocket.getPort(),
request, response);
}
}catch (IOException e){
throw new RuntimeException(e);
}finally {
clientSocket.close();
}
}
//根据请求计算响应
public String process(String request) {
return request;
}
客户端
思路分析
对于客户端需要实现的内容有:
1. 从控制台读取用户输入的内容
2. 将内容构造成TCP请求,并发送给服务器
3. 等待服务器响应,当接收到服务器响应时,解析响应内容
4. 显示响应内容
具体实现
1.首先我们创建一个Socket对象,并在构造方法中传入服务器的ip和端口号
import java.io.IOException;
import java.net.Socket;
public class TcpEchoClient {
private Socket socket = null;
public TcpEchoClient(String serverIp, int serverPort) throws IOException {
socket = new Socket(serverIp, serverPort);
}
}
2. 接下来我们实现客户端的启动(循环读取请求、发送请求、读取响应最后打印响应内容)
public void start(){
System.out.println("启动客户端");
try (InputStream inputStream = socket.getInputStream();
OutputStream outputStream = socket.getOutputStream()){
Scanner scanner = new Scanner(System.in);//从控制台读取要发送的请求数据
Scanner scannerNetwork = new Scanner(inputStream);//从服务器读取响应
PrintWriter writer = new PrintWriter(outputStream);//通过PrintWriter进行写入操作
while (true){
//从控制台读取请求数据
System.out.print("请输入:");
if(!scanner.hasNext()){//读取完毕,退出循环
break;
}
String request = scanner.next();//读取请求
//将请求发送给服务器
writer.println(request);//使用println方法来发送数据,使请求末尾带有\n
writer.flush();//刷新缓冲区,使数据及时发送出去
//从服务器读取响应
String response = scannerNetwork.next();
//显示响应内容
System.out.println(response);
}
}catch (IOException e){
throw new RuntimeException(e);
}
}
运行测试
在编写完代码后,我们同时运行服务器和客户端,并输入请求观察代码是否存在问题:
启动服务器:
public static void main(String[] args) throws IOException {
TcpEchoServer server = new TcpEchoServer(9019);
server.start();
}
启动客户端:
public static void main(String[] args) throws IOException {
TcpEchoClient client = new TcpEchoClient("127.0.0.1", 9019);
client.start();
}
运行测试结果:
服务器:
客户端:
再运行一个客户端:
运行结果:
此时第二个客户端无响应,当关闭第一个客户端后,此时第二个客户端才能正常工作
问题分析
为什么会出现这种情况呢?
通过观察服务器代码,我们可以发现:当第一个客户端与服务器建立连接后,服务器就进入processConnection,此时会在scanner.hasNext 阻塞,等待客户端的请求,接收请求后,解析计算响应并返回,然后再次等待请求....,直到该客户端退出后,才能结束processConnection方法,再次进行“接听”
因此,当有新的客户端与服务器建立连接时,虽然新的客户端与服务器在内核层面建立了TCP连接,但服务端未“接听”,因此连接未成功建立,也就无法进行交互。第二个客户端发送的请求存储在服务器的接收缓冲区中,当第一个客户端退出后,服务器就会立即处理第二个客户端之前发送的请求
那应该如何修改代码,使得服务器能够同时与多个客户端建立连接呢?
修改优化
此时使用单线程已经无法满足我们的需求,因此我们考虑使用多线程,主线程负责执行accecpt,每当有一个客户端进行连接,就分配一个新的线程,由这个新线程为客户端提供服务
public void start() throws IOException {
System.out.println("启动服务器");
while (true){
//通过accept方法来“接听”
Socket clientSocket = socket.accept();
Thread woker = new Thread(()->{
try {
processConnection(clientSocket);
} catch (IOException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
});
woker.start();
}
}
此时服务器就能够处理多个客户端的请求了
然而,当客户端比较多时,服务器就会频繁地创建和销毁线程,此时,我们可以考虑使用线程池
完整代码
服务端代码:文章来源:https://www.toymoban.com/news/detail-831893.html
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.io.PrintWriter;
import java.net.InetAddress;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
import java.util.Scanner;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
public class TcpEchoServer {
private ServerSocket socket = null;
public TcpEchoServer(int port) throws IOException {
socket = new ServerSocket(port);
}
public void start() throws IOException {
System.out.println("启动服务器");
ExecutorService pool = Executors.newCachedThreadPool();
while (true){
//通过accept方法来“接听”
Socket clientSocket = socket.accept();
/* Thread woker = new Thread(()->{
try {
processConnection(clientSocket);
} catch (IOException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
});
woker.start();*/
pool.submit(new Runnable() {
@Override
public void run() {
try {
processConnection(clientSocket);
} catch (IOException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
}
});
}
}
//处理连接建立后客户端与服务器之间的多次请求响应
private void processConnection(Socket clientSocket) throws IOException {
System.out.printf("[%s:%d] 客户端上线\n",clientSocket.getInetAddress(),clientSocket.getPort());
try (InputStream inputStream = clientSocket.getInputStream();
OutputStream outputStream = clientSocket.getOutputStream()){
//循环读取请求
while (true){
Scanner scanner = new Scanner(inputStream);
if(!scanner.hasNext()){//读取完毕,断开连接
System.out.printf("[%s:%d] 客户端下线\n",clientSocket.getInetAddress(),clientSocket.getPort());
break;
}
//读取请求并解析
String request = scanner.next();
//根据请求计算响应
String response = process(request);
//将响应返回给客户端
//由于直接通过outputStream进行写入不方便在响应末尾添加\n
//因此可以使用PrintWriter进行写入(使用其中的println方法)
PrintWriter printWriter = new PrintWriter(outputStream);
printWriter.println(response);
//不要忘记刷新操作
printWriter.flush();
//打印日志,观察程序执行效果
System.out.printf("[%s:%d] req: %s, resp: %s\n",clientSocket.getInetAddress(),clientSocket.getPort(),
request, response);
}
}catch (IOException e){
throw new RuntimeException(e);
}finally {
clientSocket.close();
}
}
//根据请求计算响应
public String process(String request) {
return request;
}
public static void main(String[] args) throws IOException {
TcpEchoServer server = new TcpEchoServer(9019);
server.start();
}
}
客户端代码:文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-831893.html
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.io.PrintWriter;
import java.net.Socket;
import java.util.Scanner;
public class TcpEchoClient {
private Socket socket = null;
public TcpEchoClient(String serverIp, int serverPort) throws IOException {
socket = new Socket(serverIp, serverPort);
}
public void start(){
System.out.println("启动客户端");
try (InputStream inputStream = socket.getInputStream();
OutputStream outputStream = socket.getOutputStream()){
Scanner scanner = new Scanner(System.in);//从控制台读取要发送的请求数据
Scanner scannerNetwork = new Scanner(inputStream);//从服务器读取响应
PrintWriter writer = new PrintWriter(outputStream);//通过PrintWriter进行写入操作
while (true){
//从控制台读取请求数据
System.out.print("请输入:");
if(!scanner.hasNext()){//读取完毕,退出循环
break;
}
String request = scanner.next();//读取请求
//将请求发送给服务器
writer.println(request);//使用println方法来发送数据,使请求末尾带有\n
writer.flush();//刷新缓冲区,使数据及时发送出去
//从服务器读取响应
String response = scannerNetwork.next();
//显示响应内容
System.out.println(response);
}
}catch (IOException e){
throw new RuntimeException(e);
}
}
public static void main(String[] args) throws IOException {
TcpEchoClient client = new TcpEchoClient("127.0.0.1", 9019);
client.start();
}
}
到了这里,关于回显服务器(基于TCP)的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容,请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章,希望大家以后多多支持TOY模板网!