【网络编程】——基于TCP协议实现回显服务器及客户端





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一、TCP实现回显服务器二、服务器端三、客户端四、运行结果


一、TCP实现回显服务器
TCP提供的API主要有两个类Socket（既会给服务器使用也会给客户端使用）和ServerSocket（一般为服务器使用）。TCP将数据分割成以字节为单位的小数据块进行传输（一个TCP数据报就是一个字节数组byte[]）。
二、服务器端

在服务器端创建一个ServerSocket对象，并绑定一个端口号。


进入while循环： 注意这里和Udp实现回显服务器不同的是,Tcp进入循环之后并不是读取客户端请求,而是先处理客户端的连接（Tcp是一个有连接的协议(Udp是没有连接的协议),所以有连接的话会优先处理连接，连接可以理解为客户端和服务器彼此之间保留对方的信息）。一个服务器要应对很多客户端,在服务器内核中有很多客户端的连接,在应用程序层面我们需要对这些连接进行一一处理，这里服务器内核中的连接就像一个一个的待办事项一样,这些待办事项在队列这样的数据结构中，所以应用程序需要一一完成这样的任务（这个过程类似于生产者消费者模型）。 serverSocket.accept()方法可以将服务器内核中的连接获取到应用程序中
当程序启动之后就会立刻执行到accept方法，在调用serverSocket.accept()方法之后，如果此时没有客户端连接请求到达，该方法会一直阻塞，直到有客户端与服务器成功建立连接才会继续执行。 现在来解释这里的返回值问题，serverSocket.accept()方法会返回一个Socket对象：我们已经直到accept方法会把服务器内核已经建立好的连接拿到应用程序中，但是accpet方法的返回值并非是一个Connection这样的对象，而是Socket这样的对象。 这里返回的Socket对象相当于一个耳麦，既可以发出自己的声音也可以听到对方的声音（我们不需要管对方是谁，我们只需要对着这个耳麦说话就行）。然后我们通过Socket对象与对方进行网络通信


Socket和ServerSocket： ServerSocket类用于在服务器端创建一个服务器套接字，它监听指定的端口，等待客户端的连接请求：通过调用ServerSocket的accept()方法，服务器监听指定端口，直到有客户端发起连接请求，accept()方法才返回一个表示客户端连接的Socket对象。通过这个Socket对象，可以进行与客户端的通信。 Socket类用于创建一个客户端套接字，它是客户端与服务器进行通信的终点：通过调用Socket的构造方法，指定服务器的主机名和端口号，可以与服务器建立连接。 总的来说：ServerSocket用于监听端口，接受客户端的连接请求并返回一个Socket对象，而Socket用于与服务器建立连接，并进行数据的读写操作。通过这两个类的配合，实现了TCP协议下的客户端与服务器之间的通信。

服务器端代码如下
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.io.PrintWriter;
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 serverSocket = null;
private ExecutorService service = Executors.newCachedThreadPool();
// 绑定端口号
public TcpEchoServer(int port) throws IOException {
serverSocket = new ServerSocket(port);
}

// 启动服务器
public void start() throws IOException {
System.out.println("服务器启动!!!");
while(true) {
// 注意这里和Udp不同的是,Tcp进入循环之后并不是读取客户端请求,而是先处理客户端的连接
// Tcp是一个有连接的协议(Udp是没有连接的协议),所以有连接的话会优先处理连接
// 连接可以理解为客户端和服务器彼此之间保留对方的信息
// 一个服务器要应对很多客户端,在服务器内核中有很多客户端的连接,在应用程序层面我们需要对这些连接进行一一处理
// 这里服务器内核中的连接就像一个一个的待办事项一样,这些待办事项在队列这样的数据结构中
// 所以应用程序需要一一完成这样的任务
Socket clientSocket = serverSocket.accept();
// Thread t = new Thread(() -> {
// processConnection(clientSocket);
// });
// t.start();
service.submit(new Runnable() {
@Override
public void run() {
processConnection(clientSocket);
}
});
}
}

// 通过这个方法来处理连接的逻辑
private void processConnection(Socket clientSocket) {
System.out.printf("[%s:%d] 客户端上线啦!!!\n",clientSocket.getInetAddress().toString(),clientSocket.getPort());
// 接下来读取请求，根据请求计算响应，最后再返回响应
// Socket对象内部包含了两个字节流对象，我们需要先获取到这个字节流对象，然后再完成后续的读写操作
try (InputStream inputStream = clientSocket.getInputStream();
OutputStream outputStream = clientSocket.getOutputStream()) {
// 一次连接中可以涉及到多次请求和响应
while( true ) {
// 第一步:读取请求并进行解析
// 这里为了读取方便,我们直接使用Scanner
Scanner scanner = new Scanner(inputStream);
if(!scanner.hasNext()) {
// 读取完毕客户端下线

System.out.printf("[%s:%d] 客户端下线!!!\n]",clientSocket.getInetAddress().toString(),clientSocket.getPort());
break;
}
// 这里我们约定客户端输入来的请求是文本数据，同时以空白符作为分割
String request = scanner.next();

// 第二步:根据请求计算响应
String response = process(request);

// 第三步:把响应写回给客户端,把OutputStream使用PrinterWriter进行包装，方法进行数据的传输
PrintWriter writer = new PrintWriter(outputStream);
writer.println(response);

// 刷新缓冲区
writer.flush();

// 打印当前的请求详情
System.out.printf("[%s:%d] req: %s, resp: %s\n",clientSocket.getInetAddress().toString(),
clientSocket.getPort(),request,response);
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
try {
clientSocket.close();
} catch (IOException e) {
// 这里必须确保Socket能够被关闭
e.printStackTrace();
}
}
}

private String process(String request) {
return request;
}

public static void main(String[] args) throws IOException {
TcpEchoServer server = new TcpEchoServer(9090);
server.start();
}
}

三、客户端
关于回显服务器这里我们来看客户端的代码是如何进行编写的，主要有4个步骤，如下：
第一步：从控制台上读取用户的输入。第二部：把输入的内容构造成请求，并将其发送给服务器。第三步：从服务器读取响应最后一步：把响应显示到控制台上。
客户端代码如下：
import java.io.*;
import java.net.Socket;
import java.util.Scanner;

public class TcpEchoClient {
private Socket socket = null;

// 要和服务器进行通信的话我们就需要先知道服务器的位置外哪里。
public TcpEchoClient(String serverIp,int serverPort) throws IOException {
socket = new Socket(serverIp,serverPort);
}

public void start() {
System.out.println("客户端启动!!!");
Scanner scannerConsole = new Scanner(System.in);
try(InputStream inputStream = socket.getInputStream();
OutputStream outputStream = socket.getOutputStream()) {
while(true) {
// 从控制台输入一个字符串
System.out.print("-> ");
String request = scannerConsole.next();
// 把请求发送给服务器
PrintWriter printWriter = new PrintWriter(outputStream);
// 使用println加上换行,后续服务器读取请求的时候就可以使用scanner.next来获取了
printWriter.println(request);
// 调用flush确保数据发送出去了
printWriter.flush();
// 从服务器中读取响应
Scanner scannerNetwort = new Scanner(inputStream);
String response = scannerNetwort.next();
// 把响应打印出来
System.out.println(response);
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}

}
public static void main(String[] args) throws IOException {
TcpEchoClient client = new TcpEchoClient("127.0.0.1",9090);
client.start();
}
}

四、运行结果

运行结果如下：

本文到这里就结束了，希望友友们可以支持一下一键三连哈。嗯，就到这里吧，再见啦！！！