【JavaEE】基于TCP的客户端服务器程序
接着上篇博客,我们继续来学习网络编程套接字socket的相关知识点,上篇博客写了一个最简单的UDP版本的回显服务,那么这里我们来写一个稍微带点业务逻辑的翻译程序(英译汉)。
一、简单翻译程序
即客户端不变,把服务代码进行调整,关键的逻辑就是把响应写回给客户端。
package NetWork; import java.io.IOException; import java.net.SocketException; import java.util.HashMap; /** * 一个翻译功能的服务器客户端程序 */ public class UdpDictServer extends UdpEchoServer { private HashMap<String,String> dict = new HashMap<>(); public UdpDictServer(int port) throws SocketException { super(port); //简单构造几个词 dict.put("cat","小猫"); dict.put("dog","小狗"); dict.put("pig","猪猪"); dict.put("duck","鸭"); } public String process(String requset){ return dict.getOrDefault(requset,"该词无法被翻译!"); } public static void main(String[] args) throws IOException { UdpDictServer server = new UdpDictServer(9090); server.start(); } }
OK,那么我们首先启动服务器。
然后启动我们的客户端,输入相应的英文单词,观察服务器的响应。
OK,客户端这边没有问题,我们在点击到服务器这里观察一下。
OK,那么上一篇博客加上面的内容就是UDP版本的客户端服务器代码的全部内容了,今天我们来学习一下TCP版本的客户端服务器代码。
一、TCP API
那么TCP API中,也是涉及到两个核心的类,SeverSocket(专门给tcp服务器用的) ;Socket(急即要给服务器用,又需要给客户端用)。
老样子,我们先写tcp版本的 TcpEchoServer 的代码:
public class TcpEchoServer { private ServerSocket serverSocket = null; public TcpEchoServer(int port) throws IOException { serverSocket = new ServerSocket(port);//绑定端口号 } public void start() throws IOException { System.out.println("服务器启动!"); while (true){ Socket clinetSocket = serverSocket.accept(); processConnection(clinetSocket); } }
前面基本都和UDP的差不多,区别就是这里的start方法,由于tcp是有连接的,不是一上来就能读数据,需要先建立连接(打电话);accept返回了一个socket对象,accept可以理解为接电话,那么接电话的前提就是有人给你打电话,如果无,那么这里accept就会阻塞。
OK,接下来我们来写processConnection()方法的代码。
这里也分为三步:
step1: 循环处理每个请求,分别返回响应。
step2: 根据请求,计算响应。
step3:把这个响应返回给客户端。
private void processConnection(Socket clinetSocket) { System.out.printf("[%s:%d客户端建立连接!/n",clinetSocket.getInetAddress().toString(),clinetSocket.getPort()); //接下来处理请求与响应 try(InputStream inputStream = clinetSocket.getInputStream()){ try(OutputStream outputStream = clinetSocket.getOutputStream()){ Scanner scanner = new Scanner(inputStream);//读取请求 while (true){ if(!scanner.hasNext()){ System.out.printf("[%s:%d]客户端断开连接!/n",clinetSocket.getInetAddress().toString(),clinetSocket.getPort()); break; } String request = scanner.next(); String response = process(request); //为了方便起见,可以使用PrintWriter把OutputStream包裹一下 PrintWriter printWriter = new PrintWriter(outputStream); printWriter.println(response); //刷新缓冲区,如果没有这个刷新,可能客户端就不能第一时间看到响应结果。 printWriter.flush(); System.out.printf("[%s:%d] rep:%s,resp:%s/n", clinetSocket.getInetAddress().toString(),clinetSocket.getPort(),request,response); } } } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); }finally { //记得关闭操作 try { clinetSocket.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } } private String process(String request) { return request; }
注意上述代码特意针对这里的clientSocket关闭了一下,但是却没有对SeverSocket关闭,那么关闭是在干什么?释放资源!释放资源的前提是这个资源不再使用了,对于UDP的程序serversocket来说,这些socket都是贯穿始终的,最迟也是随着进程一起退出,但是对于TCP来说,这个是每个连接的一个,有很多,断开也就不在需要了,每次都得保证处理完的连接都进行释放。
TcpEchoServer完整代码:
package NetWork; 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; public class TcpEchoServer { private ServerSocket serverSocket = null; public TcpEchoServer(int port) throws IOException { serverSocket = new ServerSocket(port);//绑定端口号 } public void start() throws IOException { System.out.println("服务器启动!"); while (true){ //由于tcp是有连接的,不是一上来就能读数据,需要先建立连接(打电话) //accept返回了一个socket对象 Socket clinetSocket = serverSocket.accept(); processConnection(clinetSocket); } } private void processConnection(Socket clinetSocket) { System.out.printf("[%s:%d客户端建立连接!/n",clinetSocket.getInetAddress().toString(),clinetSocket.getPort()); //接下来处理请求与响应 try(InputStream inputStream = clinetSocket.getInputStream()){ try(OutputStream outputStream = clinetSocket.getOutputStream()){ Scanner scanner = new Scanner(inputStream);//读取请求 while (true){ //循环的处理每个请求 分别返回响应 if(!scanner.hasNext()){ System.out.printf("[%s:%d]客户端断开连接!/n",clinetSocket.getInetAddress().toString(),clinetSocket.getPort()); break; } String request = scanner.next(); //2、根据请求,计算响应! String response = process(request); //3、把这个响应返回给客户端 //为了方便起见,可以使用PrintWriter把OutputStream包裹一下 PrintWriter printWriter = new PrintWriter(outputStream); printWriter.println(response); //刷新缓冲区,如果没有这个刷新,可能客户端就不能第一时间看到响应结果。 printWriter.flush(); System.out.printf("[%s:%d] rep:%s,resp:%s/n", clinetSocket.getInetAddress().toString(),clinetSocket.getPort(),request,response); } } } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); }finally { //记得关闭操作 try { clinetSocket.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } } private String process(String request) { return request; } public static void main(String[] args) throws IOException { TcpEchoServer server = new TcpEchoServer(9090); server.start(); }
OK,接下来我们写 TcpEchoClinet 的代码。
public class TcpEchoClinet { private Socket socket = null; public TcpEchoClinet(String serverIp,int serverport) throws IOException { socket = new Socket(serverIp,serverport); }
注意,这里传入的IP和端口号的含义表示不是自己绑定,而是表示和这个ip端口号建立连接。
start()方法:
public void start(){ System.out.println("和服务器连接成功!"); Scanner scanner = new Scanner(System.in); try(InputStream inputStream = socket.getInputStream()){ try(OutputStream outputStream = socket.getOutputStream()){ while (true){ //要做的事情,仍然是四个步骤 //1.从控制台读取字符串 System.out.println("->"); String request = scanner.next(); //2、根据读取的字符串,构造请求,发送给服务器 PrintWriter printWriter = new PrintWriter(outputStream); printWriter.println(request); printWriter.flush(); //3、从服务器读取响应,解析 Scanner respscanner = new Scanner(inputStream); String response = respscanner.next(); //4、把结果显示到控制台上。 System.out.printf("req:%s,resp:%s/n",request,response); } } } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } }
main函数
public static void main(String[] args) throws IOException { TcpEchoClinet clinet = new TcpEchoClinet("127.0.0.1",9090); clinet.start(); }
OK,老规矩我们先启动服务器,再启动客户端。
服务器启动成功,我们启动客户端,可以发现和服务器连接成功!
然后我们点到服务器这边观察一下,可以发现服务器已经和客户端建立连接,系统已经分配了端口号。
OK,我们输入数据测试一下。
看服务器这边的响应,没有问题。
那么我们结束客户端,看服务器这边的响应。
虽然上述代码已经运行起来了,但是存在一个问题,就是当前的服务器同一时间只能处理一个连接,我们看如何验证?
我们再次启动一个客户端,看服务器这边有没有响应。
我们发现服务器这边没有再次出现客户端建立连接的结果,只有第一次的客户端程序可以得到响应。
那么这是为什么呢?
我们可以发现这里的代码第一次accept结束之后,就会进入processConnection,在processConnection中又有一个循环,若processConnection里面的循环不停,processConnection就无法完成,就会导致外层循环无法进入下一轮,也就无法第二次调用accept了。
那么如何解决思路是什么呢?这里就得让processConnection的执行和前面的accept的执行互相不干扰。这里就得用到咋们之前学的多线程的知识啦!
那么之前为什么UDP版本的程序就不需要多线程就可以处理多个请求呢?
因为UDP不需要连接,只需要一个循环就可以处理所有客户端的请求,但是TCP即需要处理连接,又需要处理一个连接中的多个请求。
解决方案:
让主线程循环调用accept,当有客户端连接上来的时候就让主线程创建一个新线程,由新线程负责客户端的若干个请求,这个时候多个线程看上去是同时执行的。
这里我们新写一个类TcpThreadEchoServer,在原有的TcpEchoServer基础上修改以下部分代码即可。
Thread t = new Thread(()->{ processConnection(clinetSocket); }); t.start();
TcpThreadEchoServer代码:
package NetWork; 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; public class TcpThreadEchoServer { // private ServerSocket listenSocket = null; private ServerSocket serverSocket = null; public TcpThreadEchoServer(int port) throws IOException { serverSocket = new ServerSocket(port); } public void start() throws IOException { System.out.println("服务器启动!"); while (true){ Socket clinetSocket = serverSocket.accept(); Thread t = new Thread(()->{ processConnection(clinetSocket); }); t.start(); } } private void processConnection(Socket clinetSocket) { System.out.printf("[%s:%d客户端建立连接!/n",clinetSocket.getInetAddress().toString(),clinetSocket.getPort()); try(InputStream inputStream = clinetSocket.getInputStream()){ try(OutputStream outputStream = clinetSocket.getOutputStream()){ Scanner scanner = new Scanner(inputStream);//读取请求 while (true){ if(!scanner.hasNext()){ System.out.printf("[%s:%d]客户端断开连接!/n",clinetSocket.getInetAddress().toString(),clinetSocket.getPort()); break; } String request = scanner.next(); String response = process(request); PrintWriter printWriter = new PrintWriter(outputStream); printWriter.println(response); //刷新缓冲区,如果没有这个刷新,可能客户端就不能第一时间看到响应结果。 printWriter.flush(); System.out.printf("[%s:%d] rep:%s,resp:%s/n", clinetSocket.getInetAddress().toString(),clinetSocket.getPort(),request,response); } } } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); }finally { //记得关闭操作 try { clinetSocket.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } } private String process(String request) { return request; } public static void main(String[] args) throws IOException { TcpThreadEchoServer server = new TcpThreadEchoServer(9090); server.start(); } }
OK,我们再次启动多线程版本的服务器代码,然后启动两个客户端,发现没有问题。
OK,那么到这里我们的网络编程socket就已经全部学习完毕了,下一节博主将会持续更新TCP/IP五层协议栈的详解,感谢小伙伴的一键三连支持!!

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