Java TCP/IP Socket 编程_20006是什么端口

一、Socket

Socket,又称为套接字，Socket是计算机网络通信的基本的技术之一。如今大多数基于网络的软件，如浏览器，即时通讯工具甚至是P2P下载都是基于Socket实现的

1. 协议相当于相互通信的程序间达成的一种约定，它规定了分组报文的结构、交换方式、包含的意义以及怎样对报文所包含的信息进行解析。

2. TCP/IP 协议族有 IP 协议、TCP 协议和 UDP 协议。

3. 现在 TCP/IP 协议族中的主要 socket 类型为流套接字（使用 TCP 协议）和数据报套接字（使用 UDP 协议），其中通过数据报套接字，应用程序一次只能发送最长 65507 个字节长度的信息。

4. TCP 协议和 UDP 协议使用的地址叫做端口号，用来区分同一主机上的不同应用程序。TCP 协议和 UDP 协议也叫端到端传输协议，因为他们将数据从一个应用程序传输到另一个应用程序，而 IP 协议只是将数据从一个主机传输到另一个主机。

5. 一个 TCP/IP 套接字由一个互联网地址，一个端对端协议（TCP 协议或 UDP 协议）以及一个端口号唯一确定。

6. 在 TCP/IP 协议中，有两部分信息用来确定一个指定的程序：互联网地址和端口号：其中互联网地址由 IP 协议使用，而附加的端口地址信息则由传输协议（TCP 或 UDP 协议）对其进行解析。

二、TCP 

1、Java对TCP支持

TCP 协议提供面向连接的服务，通过它建立的是可靠地连接。

Java 为 TCP 协议提供了两个类：Socke 类和 ServerSocket 类。

一个 Socket 实例代表了 TCP 连接的一个客户端，而一个 ServerSocket 实例代表了 TCP 连接的一个服务器端，一般在 TCP Socket 编程中，客户端有多个，而服务器端只有一个，客户端 TCP 向服务器端 TCP 发送连接请求，服务器端的 ServerSocket 实例则监听来自客户端的 TCP 连接请求，并为每个请求创建新的 Socket 实例，由于服务端在调用 accept（）等待客户端的连接请求时会阻塞，直到收到客户端发送的连接请求才会继续往下执行代码，因此要为每个 Socket 连接开启一个线程。服务器端要同时处理 ServerSocket 实例和 Socket 实例，而客户端只需要使用 Socket 实例。另外，每个 Socket 实例会关联一个 InputStream 和 OutputStream 对象，我们通过将字节写入套接字的 OutputStream 来发送数据，并通过从 InputStream 来接收数据。

2、TCP 连接的建立步骤

客户端向服务器端发送连接请求后，就被动地等待服务器的响应。典型的 TCP 客户端要经过下面三步操作：

• 创建一个 Socket 实例：构造函数向指定的远程主机和端口建立一个 TCP 连接；
• 通过套接字的 I/O 流与服务端通信；
• 使用 Socket 类的 close 方法关闭连接。

服务端的工作是建立一个通信终端，并被动地等待客户端的连接。典型的 TCP 服务端执行如下两步操作：

1. 创建一个 ServerSocket 实例并指定本地端口，用来监听客户端在该端口发送的 TCP 连接请求；

2. 重复执行：

   • 调用 ServerSocket 的 accept（）方法以获取客户端连接，并通过其返回值创建一个 Socket 实例；

   • 为返回的 Socket 实例开启新的线程，并使用返回的 Socket 实例的 I/O 流与客户端通信； 通信完成后，使用 Socket 类的 close（）方法关闭该客户端的套接字连接。

3、TCP Socket Demo

下面给出一个客户端服务端 TCP 通信的 Demo，该客户端在 20006 端口请求与服务端建立 TCP 连接，客户端不断接收键盘输入，并将其发送到服务端，服务端在接收到的数据前面加上“echo”字符串，并将组合后的字符串发回给客户端，如此循环，直到客户端接收到键盘输入“bye”为止

客户端代码如下：

public class Client1 {  
    public static void main(String[] args) throws IOException {  
        //客户端请求与本机在20006端口建立TCP连接   
        Socket client = new Socket("127.0.0.1", 20006);  
        client.setSoTimeout(10000);  
        //获取键盘输入   
        BufferedReader input = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));  
        //获取Socket的输出流，用来发送数据到服务端    
        PrintStream out = new PrintStream(client.getOutputStream());  
        //获取Socket的输入流，用来接收从服务端发送过来的数据    
        BufferedReader buf =  new BufferedReader(new InputStreamReader(client.getInputStream()));  
        boolean flag = true;  
        while(flag){  
            System.out.print("输入信息：");  
            String str = input.readLine();  
            //发送数据到服务端    
            out.println(str);  
            if("bye".equals(str)){  
                flag = false;  
            }else{  
                try{  
                    //从服务器端接收数据有个时间限制（系统自设，也可以自己设置），超过了这个时间，便会抛出该异常  
                    String echo = buf.readLine();  
                    System.out.println(echo);  
                }catch(SocketTimeoutException e){  
                    System.out.println("Time out, No response");  
                }  
            }  
        }  
        input.close();  
        if(client != null){  
            //如果构造函数建立起了连接，则关闭套接字，如果没有建立起连接，自然不用关闭  
            client.close(); //只关闭socket，其关联的输入输出流也会被关闭  
        }  
    }  
} 

服务端需要用到多线程，这里单独写了一个多线程类，代码如下：

public class ServerThread implements Runnable {  
 
    private Socket client = null;  
    public ServerThread(Socket client){  
        this.client = client;  
    }  
 
    @Override  
    public void run() {  
        try{  
            //获取Socket的输出流，用来向客户端发送数据  
            PrintStream out = new PrintStream(client.getOutputStream());  
            //获取Socket的输入流，用来接收从客户端发送过来的数据  
            BufferedReader buf = new BufferedReader(new InputStreamReader(client.getInputStream()));  
            boolean flag =true;  
            while(flag){  
                //接收从客户端发送过来的数据  
                String str =  buf.readLine();  
                if(str == null || "".equals(str)){  
                    flag = false;  
                }else{  
                    if("bye".equals(str)){  
                        flag = false;  
                    }else{  
                        //将接收到的字符串前面加上echo，发送到对应的客户端  
                        out.println("echo:" + str);  
                    }  
                }  
            }  
            out.close();  
            client.close();  
        }catch(Exception e){  
            e.printStackTrace();  
        }  
    }  
 
}  

服务端处理 TCP 连接请求的代码如下：

public class Server1 {  
    public static void main(String[] args) throws Exception{  
        //服务端在20006端口监听客户端请求的TCP连接  
        ServerSocket server = new ServerSocket(20006);  
        Socket client = null;  
        boolean f = true;  
        while(f){  
            //等待客户端的连接，如果没有获取连接  
            client = server.accept();  
            System.out.println("与客户端连接成功！");  
            //为每个客户端连接开启一个线程  
            new Thread(new ServerThread(client)).start();  
        }  
        server.close();  
    }  
}  

执行结果截图如下：

三、UDP 

1、UDP 的 Java 支持

UDP 协议提供的服务不同于 TCP 协议的端到端服务，它是面向非连接的，属不可靠协议，UDP 套接字在使用前不需要进行连接。实际上，UDP 协议只实现了两个功能：

• 在 IP 协议的基础上添加了端口；
• 对传输过程中可能产生的数据错误进行了检测，并抛弃已经损坏的数据。

Java 通过 DatagramPacket 类和 DatagramSocket 类来使用 UDP 套接字，客户端和服务器端都通过DatagramSocket 的 send()方法和 receive()方法来发送和接收数据，用 DatagramPacket 来包装需要发送或者接收到的数据。发送信息时，Java 创建一个包含待发送信息的 DatagramPacket 实例，并将其作为参数传递给DatagramSocket实例的send()方法；接收信息时，Java 程序首先创建一个 DatagramPacket 实例，该实例预先分配了一些空间，并将接收到的信息存放在该空间中，然后把该实例作为参数传递给 DatagramSocket 实例的 receive()方法。在创建 DatagramPacket 实例时，要注意：如果该实例用来包装待接收的数据，则不指定数据来源的远程主机和端口，只需指定一个缓存数据的 byte 数组即可（在调用 receive()方法接收到数据后，源地址和端口等信息会自动包含在 DatagramPacket 实例中），而如果该实例用来包装待发送的数据，则要指定要发送到的目的主机和端口。

2、UDP 的通信建立的步骤

UDP 客户端首先向被动等待联系的服务器发送一个数据报文。一个典型的 UDP 客户端要经过下面三步操作：

• 创建一个 DatagramSocket 实例，可以有选择对本地地址和端口号进行设置，如果设置了端口号，则客户端会在该端口号上监听从服务器端发送来的数据；
• 使用 DatagramSocket 实例的 send()和 receive()方法来发送和接收 DatagramPacket 实例，进行通信；
• 通信完成后，调用 DatagramSocket 实例的 close()方法来关闭该套接字。

由于 UDP 是无连接的，因此UDP服务端不需要等待客户端的请求以建立连接。另外，UDP服务器为所有通信使用同一套接字，这点与TCP服务器不同，TCP服务器则为每个成功返回的accept()方法创建一个新的套接字。一个典型的UDP服务端要经过下面三步操作：

• 创建一个 DatagramSocket 实例，指定本地端口号，并可以有选择地指定本地地址，此时，服务器已经准备好从任何客户端接收数据报文；
• 使用 DatagramSocket 实例的 receive()方法接收一个 DatagramPacket 实例，当 receive()方法返回时，数据报文就包含了客户端的地址，这样就知道了回复信息应该发送到什么地方；
• 使用 DatagramSocket 实例的 send()方法向服务器端返回 DatagramPacket 实例。

3、UDP Socket Demo

注意：UDP 程序在 receive()方法处阻塞，直到收到一个数据报文或等待超时。由于 UDP 协议是不可靠协议，如果数据报在传输过程中发生丢失，那么程序将会一直阻塞在 receive()方法处，这样客户端将永远都接收不到服务器端发送回来的数据，但是又没有任何提示。为了避免这个问题，我们在客户端使用 DatagramSocket 类的 setSoTimeout()方法来制定 receive()方法的最长阻塞时间，并指定重发数据报的次数，如果每次阻塞都超时，并且重发次数达到了设置的上限，则关闭客户端

具体参考UDP Socket 编程文章

文章参考Java TCP/IP Socket 编程