基于Java平臺的TCP網絡通信及應用研究

湯小波

【摘要】本文講述了網絡通信的基本原理及java平臺下網絡通信技術，并用簡單明了的步驟闡述了java語言實現過程，旨在指導java平臺的網絡開發應用。

【關鍵字】通信 ServerSocket Socket

如今，計算機網絡已成為現代社會信息交流的重要鏈路，社會的交流離不開計算機網絡通信，如何實現其相互通信呢？基于Java的網絡通信就成為一種重要手段。

1、網絡通信協議及原理

1.1、網絡通信協議

什么是網絡通信協議？實現計算機連接和通信的規則稱之為網絡通信協議。網絡通信協議有很多種，目前應用最廣泛的有TCP/IP協議和UDP協議。在TCP/IP結構中，傳輸層有兩個重要的高級協議，分別是UDP和TCP，其中UDP稱為用戶數據報協議，TCP稱為傳輸控制協議。

1.2、TCP通信原理

TCP協議是面向連接的通信協議，即在傳輸數據前先在發送端和接收端建立邏輯連接，然后再傳輸數據，它提供了兩臺計算機之間可靠無差錯的數據傳輸。在TCP連接中必須要明確客戶端與服務器端，由客戶端向服務器端發出連接請求，每次連接的創建都需要經過“三次握手”。第一次握手，客戶端向服務器端發出連接請求，等待服務器確認;第二次握手，服務器端向客戶端回送一個響應，通知客戶端收到了連接請求;第三次握手，客戶端再次向服務器端發送確認信息，確認連接。TCP連接的整個交互過程如圖1所示。

1.3、IP地址與端口號

要想使網絡中的計算機能夠進行通信，必須為每臺計算機指定一個標識號，通過這個標識號來指定接收數據的計算機或者發送數據的計算機。在TCP/IP協議中，這個標識號就是IP地址廠白可以唯一標識一臺計算機。

通過IP地址可以連接到指定計算機，但如果想訪問目標計算機中的某個應用程序，還需要指定端口號。在計算機中，不同的應用程序是通過端口號區分的。接下來通過一個圖例來描述IP地址和端口號的作用，如圖2所示：

2、TCP協議下的Java通信工具類及實現原理

在JavaJDK網絡通信包中提供了兩個實現TCP程序的類，一個是ServerSocket類，用于表示服務器端;一個是Socket類，用于表示客戶端。在通信工具類ServerSocket中提供了多個構造方法，其中的常用構造方法為ServerSocket（int pat），使用該構造方法在創建ServerSocket對象時，可以將其綁定到一個指定的端口號上（參數port就是端口號）。Socket類提供了一個常用構造器Socket（Stringhost，int port），使用該構造方法在創建Socket對象時，會根據參數去連接在指定地址和端口上運行的服務器程序，其中參數host接收的是一個字符串類型的IP地址。此兩通信工具類在計算機網絡通信中的原理如圖3所示：

在服務器端和客戶端建立連接之后，要想實現相互通信，首先由ServerSocket對象監聽某臺客戶端的端口號，由該對象的accept（）方法接收客戶端的請求，當執行了accept（）方法之后，服務器端程序會發生阻塞，直到客戶端發出連接請求時，accept（）方法才會返回一個Socket對象用于和客戶端實現通信，程序才能繼續向下執行。兩端相互通信，通過數據流來實現，它們分別擁有各自的輸入流Inputstream和輸出流OutStream，通過對象的getinputStream（）方法和getOutputStream（）來得到相互的輸入與輸出流，通過流的方法來實現流數據的發送和接收。如圖4所示：

3、Java語言實現

3.1、針對如圖4的服務器端，實現過程如下：

1）創建SenrerSocket對象：

ServerSocket serverSocket=new ServerSacket（8888）;

2）調用ServerSocket的accept（）方法接收數據

Socket client=server Socket.accept（）;

3）獲取客戶端的輸出流

OutputStream os=client.getOutputStream（）;

4）當客戶端連接到服務端時，向客戶端輸出數據

os.write《“XXX歡迎你！"）.getBytes（））;

3.2、針對如圖4的客戶端，實現過程如下：

1）創建一個Socket并連接到給出地址和端口號的計算機

Socket client=new Socket（InetAddress.getLocaiHost（），8888）;

2）得到接收數據的流

InputStream is=client.getlnputStream（）;

bytes buff=new byte[1024];//定義1024個字節數組的緩沖區

3）將數據讀到緩沖區中

int len=is.read（buf）;

4、結語

通過上述分析，我們研究了網絡通信原理及在Java中如何實現網絡通信的基本技術。在此基礎之上就可以編寫出我們所需要的各種網絡通信程序。