Java 网络编程主要涉及使用 Java 中的套接字(Sockets)和服务器套接字(ServerSockets)来实现网络通信。这种方式可以使不同主机上运行的应用程序之间进行数据交换。以下是 Java 网络编程的几个关键概念和组件的详解:
1. 套接字编程(Socket Programming)
套接字(Socket)
套接字是两台机器之间通信的端点。在 Java 中,java.net.Socket
类代表客户端套接字,用于建立连接并与服务端交换数据。
服务器套接字(ServerSocket)
java.net.ServerSocket
类在服务端监听来自客户端的连接请求。它主要用于创建服务端套接字,等待并接受客户端的连接。
基本步骤
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服务端创建 ServerSocket:服务端启动并在指定端口上监听客户端的连接请求。
java">ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8080);
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客户端创建 Socket 连接到服务端:客户端通过指定服务器的 IP 地址和端口号创建 Socket,以建立连接。
java">Socket socket = new Socket("127.0.0.1", 8080);
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通信:一旦连接建立,客户端和服务器就可以通过输入和输出流进行通信。
java">// 服务端接受客户端连接 Socket clientSocket = serverSocket.accept();// 获取输入流和输出流 BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(clientSocket.getInputStream())); PrintWriter out = new PrintWriter(clientSocket.getOutputStream(), true);// 读取数据 String inputLine; while ((inputLine = in.readLine()) != null) {System.out.println("Received: " + inputLine);out.println(inputLine); // 回传数据 }
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关闭连接:通信完成后,双方需要关闭连接。
java">socket.close(); serverSocket.close();
UDP 通信
除了基于 TCP 的套接字,Java 还支持 UDP 协议,这是另一种不需要建立连接的通信方式,通常用于不需要严格数据完整性的场合。
DatagramSocket 和 DatagramPacket
UDP 通信通过 java.net.DatagramSocket
和 java.net.DatagramPacket
来实现。
- DatagramSocket:用于发送或接收数据包的套接字。
- DatagramPacket:包含数据的数据包。
java">// 创建 DatagramSocket
DatagramSocket socket = new DatagramSocket();// 发送数据
byte[] buf = new byte[256];
InetAddress address = InetAddress.getByName("127.0.0.1");
DatagramPacket packet = new DatagramPacket(buf, buf.length, address, 8080);
socket.send(packet);// 接收数据
packet = new DatagramPacket(buf, buf.length);
socket.receive(packet);
网络 I/O 模型
Java 还支持非阻塞的网络 I/O,即 NIO(New Input/Output),它提供了与传统阻塞 I/O 不同的方式来处理网络通信。
- Channels:相当于流的 NIO 版本,可以异步读写。
- Buffers:数据容器,NIO 通过 Buffer 来进行数据处理。
- Selectors:允许单线程处理多个 Channel,可以检测一个或多个 NIO 通道,并确定哪些通道已准备好进行读取或写入。
这些工具和模型为复杂的网络通信提供了高效和可扩展的解决方案。通过使用这些技术,开发人员可以构建高效、可扩展且响应迅速的网络应用程序。