Java語言的Socket編程 
（加入日期:2001-8-23 點擊數(shù):1586）
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徐迎曉 (上海大學(xué)計算中心25＃) xyx@yc.shu.edu.cn
  
摘 要：本文介紹了Java語言的Socket編程，包括服務(wù)端和客戶端的編程方法，并提供了若干實例。

關(guān)鍵詞：Java, Socket, Server, Client, Internet

一、什么是Socket

Socket 接口是訪問 Internet 使用得最廣泛的方法。 如果你有一臺剛配好TCP/IP協(xié)議的主機，其IP地址是202.120.127.201， 此時在另一臺主機或同一臺主機上執(zhí)行ftp 202.120.127.201，顯然無法建立連接。因為“202.120.127.201”

這臺主機沒有運行FTP服務(wù)軟件。同樣， 在另一臺或同一臺主機上運行瀏覽軟件如Netscape，輸入“http://202.120.127.201”，也無法建立連接。現(xiàn)在，如果在這臺主機上運行一個FTP服務(wù)軟件（該軟件將打開一個Socket，并將其綁定到21端口），再在這臺主機上運行一個Web 服務(wù)軟件（該軟件將打開另一個Socket，并將其綁定到80端口）。這樣，在另一臺主機或同一臺主機上執(zhí)行ftp 202.120.127.201，F(xiàn)TP客戶軟件將通過21端口來呼叫主機上由FTP 服務(wù)軟件提供的Socket，與其建立連接并對話。而在netscape中輸入“http://202.120.127.201”時，將通過80端口來呼叫主機上由Web服務(wù)軟件提供的Socket，與其建立連接并對話。

在Internet上有很多這樣的主機，這些主機一般運行了多個服務(wù)軟件，同時提供幾種服務(wù)。每種服務(wù)都打開一個Socket，并綁定到一個端口上，不同的端口對應(yīng)于不同的服務(wù)。Socket正如其英文原意那樣，象一個多孔插座。一臺主機猶如布滿各種插座的房間，每個插座有一個編號，有的插座提供220伏交流電， 有的提供110伏交流電，有的則提供有線電視節(jié)目。 客戶軟件將插頭插到不同編號的插座，就可以得到不同的服務(wù)。

在Java語言中，提供了相應(yīng)的Socket編程方法。用Java既可以編寫服務(wù)端的程序，又可以編寫客戶端的程序。

二、編寫服務(wù)端的程序

Java中的ServerSocket類提供了服務(wù)端的Socket接口。為了使大家對編寫服務(wù)端程序有一個感性的認(rèn)識，這里提供一個模擬FTP服務(wù)器的服務(wù)軟件。 為了簡潔起見，該程序只提供了最簡單的建立FTP連接的功能。

該程序如下：

import java.io.*;

import java.net.*;

public class ftpserver{

public static void main(String args[])

{ try{ ServerSocket ftpserver = new ServerSocket(21);

Socket fs=ftpserver.accept();

PrintStream fs_out=new PrintStream(fs.getOutputStream());

DataInputStream fs_in=new DataInputStream(fs.getInputStream());

fs_out.println("Welcome to the test server");

System.out.println("got follow infor from client:"+fs_in.readLine());

fs_out.println("331 Please send Password");

System.out.println("got follow infor from client:"+fs_in.readLine());

fs_out.println("230 Login OK");

System.out.println("got follow infor from client:"+fs_in.readLine());

}

catch(Exception e)

{ System.out.println(e);

}

}

}

為了測試該程序，可以在一臺安裝了Windows 95并配置了TCP/IP協(xié)議的微機上進(jìn)行（不一定要連入Internet）。在該微機上安裝Java編譯軟件如JDK1.01 或JDK1.02（可在ftp://ftp.javasoft.com/pub/JDK-102-win32-x86.exe 下載），將上述程序存入文件ftpserver.java，執(zhí)行“javac ftpserver.java”將其編譯為字節(jié)碼文件ftpserver.class。這樣，只要在該微機上執(zhí)行“java ftpserver.class”以運行該Java程序，該微機便成為一個模擬的FTP服務(wù)器。

測試該模擬FTP服務(wù)器，既可以在另一臺聯(lián)網(wǎng)的微機上進(jìn)行， 也可以直接在該模擬FTP服務(wù)器上另開一個DOS窗口進(jìn)行。運行命令行形式的FTP客戶軟件， 如在Windows 95的DOS窗口執(zhí)行：ftp 202.120.127.201（如果你的Windows 95中配置TCP/IP協(xié)議時用的IP地址是其他值，需將這里的“202.120.127.201 ”改為相應(yīng)的值），便可以進(jìn)行對話。下圖是對話過程，其中帶下劃線的部分為用戶的輸入。

客戶端

C:\xyx\java\sock\bak\ftp>ftp 202.120.127.201

Connected to 202.120.127.201.

Welcome to the test server

User (202.120.127.201:(none)): anonymous

331 Please send Password

Password:xyx@yc.shu.edu.cn

230 Login OK

ftp> bye

模擬FTP服務(wù)器

C:\xyx\java\sock\bak\ftp>java ftpserver

got follow infor from client:USER anonymous

got follow infor from client:PASS xyx@yc.shu.edu.cn

got follow infor from client:QUIT

下面我們來看一看該模擬FTP服務(wù)器的編程方法。在上面的程序中， 關(guān)鍵部分是下面四句：

1. ServerSocket ftpserver = new ServerSocket(21);

2. Socket fs=ftpserver.accept();

3. PrintStream fs_out=new PrintStream(fs.getOutputStream());

4. DataInputStream fs_in=new DataInputStream(fs.getInputStream());

其中，第一句創(chuàng)建了一個服務(wù)端的Socket，并將其綁定到21端口。這樣，服務(wù)端的Socket將一直等待客戶端建立連接。這里的21端口是FTP服務(wù)慣用的端口，你也可以使用其他端口來提供自己的服務(wù)。第二句利用Java提供的方法accept()接收客戶端的連接。第三句和第四句則為分別建立的連接打開一個輸出和輸入流。這四句可以作為編寫服務(wù)端程序的一個范式，接下去的操作就是按照約定的協(xié)議對輸出和輸入流進(jìn)行讀寫操作了。

在上面的程序中，對輸出流fs_out用方法println("...")向客戶端發(fā)送字符串，對輸入流fs_in用方法readLine()獲得客戶端向服務(wù)端發(fā)送的字符串， 并用System.out.println("...")在服務(wù)器上顯示出來。

向客戶端發(fā)送信息和讀取客戶端發(fā)送來的信息必須按協(xié)議約定進(jìn)行，這樣，服務(wù)端和客戶端之間才能順利通訊。在上面的程序中，信息發(fā)送順序是這樣的：

1. 客戶端連接后，服務(wù)端向客戶端發(fā)送歡迎信息。這由程序中如下一行完成：

fs_out.println("Welcome to the test server");

2. 客戶端顯示服務(wù)端發(fā)送的信息，并提示用戶輸入帳號， 發(fā)送給服務(wù)端。在本例中，這由FTP客戶軟件完成。

3. 服務(wù)端接收客戶端提供的帳號，向客戶端發(fā)送結(jié)果碼331，并提示需要口令。這由程序中如下兩行完成：:

System.out.println("got follow infor from client:"+fs_in.readLine());

fs_out.println("331 Please send Password");

4. 客戶端提示用戶輸入口令，并將口令發(fā)送給服務(wù)端。在本例中，這由FTP客戶軟件完成。

5. 服務(wù)端接收客戶端提供的口令，向客戶端發(fā)送結(jié)果碼230，并提示注冊成功。讀取客戶端發(fā)送命令。這由程序中如下兩行完成：

fs_out.println("230 Login OK");

System.out.println("got follow infor from client:"+fs_in.readLine());

從以上我們可以看出客戶端和服務(wù)端對話的簡單過程，在這里，我們省略了服務(wù)端對用戶及口令的檢驗以及根據(jù)客戶端輸入的不同命令執(zhí)行各種操作。事實上，在上面的例子中既可以看到服務(wù)端如何向客戶端發(fā)送信息，又可以看到服務(wù)端如何接收客戶端的信息。因此，只要搞清楚雙方對話的協(xié)議，便不難作出相應(yīng)的編程。

三、編寫客戶端的程序

在上面的程序中，我們借用了Windows 95本身提供的FTP 客戶軟件來測試我們的模擬FTP服務(wù)程序。現(xiàn)在，我們要自己編寫一個客戶端的程序。 我們先編寫一個簡單的服務(wù)端程序和客戶端程序，以理解服務(wù)端與客戶端的通訊及其編程。

為簡明起見， 我們使用一個自己定義的簡單協(xié)議：服務(wù)器使用一個空閑的端口8886，客戶端連接后：1. 服務(wù)端向客戶端發(fā)送一個信息；2. 客戶端讀取服務(wù)端的信息并顯示，再向服務(wù)端發(fā)送一個反饋信息；3.服務(wù)端讀取客戶端的反饋信息并顯示。

對應(yīng)于此協(xié)議，服務(wù)端的程序可如下：

import java.io.*;

import java.net.*;

public class server{

public static void main(String args[])

{ try { Server Socket server_1 = new Server Socket(8886);

Socket socket_s=server_1.accept();

Print Stream server_out=new Print Stream(socket_s.get Output Stream());

Data Input Stream server_in=new Data Input Stream(socket_s. getInputStream());

server_out.println("This is infor sent by server \r");

String s1=server_in.readLine();

System.out.println("Got follow infor from client:"+s1);

}

catch(Exception e)

{ System.out.println(e);

}

}

}

該例子與前面的模擬FTP服務(wù)器類似，不同的只是服務(wù)提供方使用的是 8886端口，此外由于使用的協(xié)議不同，對輸入和輸出流的操作不同。相應(yīng)的客戶端程序可如下：

import java.io.*;

import java.net.*;

public class client {

public static void main(String args[])

{ try

{ Socket sock_1 = new Socket("202.120.127.201", 8886);

DataInputStream client_in = new DataInputStream(sock_1.getInputStream());

DataOutputStream cl_out= new DataOutputStream(sock_1.getOutputStream());

PrintStream client_out=new PrintStream(cl_out);

String s1=client_in.readLine();

System.out.println("Got follow infor from server:"+s1);

client_out.println("This is infor sent by client \r");

}

catch(Exception e)

{ System.out.println(e);

}

}

}

這是一個簡單的客戶端程序的例子，其關(guān)鍵部分是下面四句：

1. Socket sock_1 = new Socket("202.120.127.201", 8886);

2. DataInputStream client_in = new DataInputStream(sock_1.getInputStream());

3. DataOutputStream cl_out= new DataOutputStream(sock_1.getOutputStream());

4. PrintStream client_out=new PrintStream(cl_out);

其中，第一句創(chuàng)建了一個客戶端的Socket，從而與202.120.127.201主機建立一個連接。其中的8886為端口號，與服務(wù)端的Socket所綁定到的端口號相對應(yīng)。第二至四句為Socket創(chuàng)建輸入和輸出流。這四句可以作為編寫客戶端程序的一個范式。接下去的操作同樣是按照約定的協(xié)議對輸出和輸入流進(jìn)行操作。上一程序中同樣對輸入流client_in用方法readLine()讀取服務(wù)端發(fā)送的字符串，對輸出流client_out用方法println("...")向服務(wù)端發(fā)送字符串。

上面兩個程序編譯后執(zhí)行效果如下：

客戶端

C:\xyx\java\sock\bak\c-both-s>java client

Got follow infor from server:This is infor sent by server

服務(wù)端

C:\xyx\java\sock\bak\c-both-s>java server

Got follow infor from client:This is infor sent by client

測試時既可以在同一臺微機上開兩個DOS窗口，也可以在兩臺聯(lián)網(wǎng)的微機上進(jìn)行。在上面的程序基礎(chǔ)上，我們可以為前面的模擬FTP服務(wù)程序編寫一個客戶端程序：

import java.io.*;

import java.net.*;

public class ftpc {

public static void main(String[] args) 

{ try {

Socket sock_1 = new Socket("202.120.127.201", 21);

DataInputStream client_in = new DataInputStream(sock_1.getInputStream());

DataOutputStream cl_out= new DataOutputStream(sock_1.getOutputStream());

PrintStream client_out=new PrintStream(cl_out);