Java中TCP通信以及多线程通信

回顾Java多线程在Socket通信中的使用

一、Java中socket编程

• socket = IP + 端口号，构成了在网络上唯一能被识别的标识符套接字。
• 通信的client和server双方都要获取对方的socket才能进行通信，socket之间的通信就是网络通信。
• socket之间就是普通的IO流传输。
• 这篇主要回顾TCP通信，也就是基于字节流的网络传输。

二、一般的单线程socket通信

• 建立连接的几个步骤：

  1. server 端声明 ServerSocket ，然后调用accept() 方法阻塞获得client的socket。

2. 通过获得的socket调用 getInputStream()或者getOutputStream()获得输入输出流，进行数据传输。
3. client 声明 Socket ，获得输入输出流，进行数据传输。
4. 双方关闭socket

• 建立示例：

  //服务器端
  public class Server {
      public static void main(String[] args) {
          ServerSocket serverSocket;
          {
              try {
                  serverSocket = new ServerSocket(8888);
                  Socket socket = serverSocket.accept();
                  InputStream inputStream = socket.getInputStream();
                  OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();
  
                  BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(inputStream));
                  String str;
                  str = bufferedReader.readLine();
                  System.out.println(str);
  				BufferedWriter bufferedWriter = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(outputStream));
                  bufferedWriter.write("Message Received");
                  bufferedWriter.flush();
                  socket.shutdownOutput();
              } catch (IOException e) {
                  e.printStackTrace();
              }
          }
      }
  }
  

  public class Client {
      public static void main(String[] args) {
          Socket socket;
          {
              try {
                  socket = new Socket("127.0.0.1",8888);
                  InputStream inputStream = socket.getInputStream();
                  OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();
                  BufferedWriter bufferedWriter = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(outputStream));
                  bufferedWriter.write("First message");
                  bufferedWriter.flush();
                  socket.shutdownOutput();//需要告诉server端client这边输出已经结束了，那边readline可以停止阻塞了
                  BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(inputStream));
                  System.out.println(bufferedReader.readLine());
              } catch (IOException e) {
                  e.printStackTrace();
              }
          }
      }
  }
  

  运行结果：

  

  

  注：

  • socket中有两处是阻塞的

  1. server的accept()，调用这个方法之后，server在连接建立之前会一直阻塞等待
  2. IO中的read()方法，没有获得client端的消息发送结束标识，会一直阻塞等待，所以通过socket.shutdownOutput()方法结束client的socket，这样如果server端发送消息，client还是能收到的；如果直接close就不能收到了消息了。

  • 只要有结束标识都会正常接收，另一个例子如下，通过newline增加分割

• 同步信息发送

  public class Server {
      public static void main(String[] args) {
          ServerSocket serverSocket;
  
          {
              try {
                  serverSocket = new ServerSocket(8888);
                  Socket socket = serverSocket.accept();
                  InputStream inputStream = socket.getInputStream();
                  OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();
  
                  BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(inputStream));
                  String str;
                  while((str = bufferedReader.readLine()) != null){
                      System.out.println(str);
                  }
  
              } catch (IOException e) {
                  e.printStackTrace();
              }
          }
      }
  
  }
  

  public class Client {
      public static void main(String[] args) {
          Socket socket;
          {
              try {
                  socket = new Socket("127.0.0.1",8888);
                  InputStream inputStream = socket.getInputStream();
                  OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();
                  BufferedWriter bufferedWriter = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(outputStream));
                  BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in,"UTF-8"));
                  while(true){
                      bufferedWriter.write(bufferedReader.readLine());
                      bufferedWriter.newLine();
                      bufferedWriter.flush();
                  }
              } catch (IOException e) {
                  e.printStackTrace();
              }
          }
      }
  
  
  }
  

• 主要问题：

  只能是一对一通信，如果有A、B、C三者，A和B进行通信时，C对B发送消息B是收不到的，因为B会阻塞在A上，只有A关闭之后B才能和连接到它的client进行通信。

三、多线程socket通信

• 每个client通过server的一个线程进行通信。

• 使用线程池减少资源消耗，提高运行速度。

  public class ThreadServer {
      public static void main(String[] args) throws IOException {
          ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8899);
          ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(10);
          while(true){
              Socket socket = serverSocket.accept();
              executorService.submit(new Runnable() {
                  @Override
                  public void run() {
                      try {
                          BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
                          String str;
                          while((str = bufferedReader.readLine()) != null){
                              System.out.println(str);
                          }
                      } catch (IOException e) {
                          e.printStackTrace();
                      }
                  }
              });
          }
      }
  }
  
  

• 多个client进程都可以通过一个server线程进行通信

四、总结

• socket通信关键点为：socket的获取，IO流的应用，交互关系的明确，体会双向通信的时序关系。
• 明确怎么标识消息的间隔，使用shutdownOutput() 还是 close()；bufferedStream的flush()问题，可能出现不显示的情况。
• 多线程中线程池的使用提高效率，减少资源的消耗。