Socket 通信原理(Android客戶端和服務器以TCP&&UDP方式互通)

看風景D人 2014-09-01

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ZERO、前言

有關通信原理內容是在網(wǎng)上或百科整理得到，代碼部分為本人所寫，如果不當，還望指教。

一、Socket通信簡介

Android與服務器的通信方式主要有兩種，一是Http通信，一是Socket通信。兩者的最大差異在于，http連接使用的是“請求—響應方式”，即在請求時建立連接通道，當客戶端向服務器發(fā)送請求后，服務器端才能向客戶端返回數(shù)據(jù)。而Socket通信則是在雙方建立起連接后就可以直接進行數(shù)據(jù)的傳輸，在連接時可實現(xiàn)信息的主動推送，而不需要每次由客戶端想服務器發(fā)送請求。那么，什么是socket？Socket又稱套接字，在程序內部提供了與外界通信的端口，即端口通信。通過建立socket連接，可為通信雙方的數(shù)據(jù)傳輸傳提供通道。socket的主要特點有數(shù)據(jù)丟失率低，使用簡單且易于移植。

1.1什么是Socket Socket
是一種抽象層，應用程序通過它來發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，使用Socket可以將應用程序添加到網(wǎng)絡中，與處于同一網(wǎng)絡中的其他應用程序進行通信。簡單來說，Socket提供了程序內部與外界通信的端口并為通信雙方的提供了數(shù)據(jù)傳輸通道。

1.2Socket的分類
根據(jù)不同的的底層協(xié)議，Socket的實現(xiàn)是多樣化的。本指南中只介紹TCP/IP協(xié)議族的內容，在這個協(xié)議族當中主要的Socket類型為流套接字（streamsocket）和數(shù)據(jù)報套接字(datagramsocket)。流套接字將TCP作為其端對端協(xié)議，提供了一個可信賴的字節(jié)流服務。數(shù)據(jù)報套接字使用UDP協(xié)議，提供數(shù)據(jù)打包發(fā)送服務。下面，我們來認識一下這兩種Socket類型的基本實現(xiàn)模型。

二、Socket 基本通信模型

三、Socket基本實現(xiàn)原理

3.1基于TCP協(xié)議的Socket
服務器端首先聲明一個ServerSocket對象并且指定端口號，然后調用Serversocket的accept（）方法接收客戶端的數(shù)據(jù)。accept（）方法在沒有數(shù)據(jù)進行接收的處于堵塞狀態(tài)。（Socketsocket=serversocket.accept()）,一旦接收到數(shù)據(jù)，通過inputstream讀取接收的數(shù)據(jù)。
客戶端創(chuàng)建一個Socket對象，指定服務器端的ip地址和端口號（Socketsocket=newSocket("172.168.10.108",8080);）,通過inputstream讀取數(shù)據(jù)，獲取服務器發(fā)出的數(shù)據(jù)（OutputStreamoutputstream=socket.getOutputStream()），最后將要發(fā)送的數(shù)據(jù)寫入到outputstream即可進行TCP協(xié)議的socket數(shù)據(jù)傳輸。
3.2基于UDP協(xié)議的數(shù)據(jù)傳輸
服務器端首先創(chuàng)建一個DatagramSocket對象，并且指點監(jiān)聽的端口。接下來創(chuàng)建一個空的DatagramSocket對象用于接收數(shù)據(jù)（bytedata[]=newbyte[1024;]DatagramSocketpacket=newDatagramSocket（data，data.length））,使用DatagramSocket的receive方法接收客戶端發(fā)送的數(shù)據(jù)，receive（）與serversocket的accepet（）類似，在沒有數(shù)據(jù)進行接收的處于堵塞狀態(tài)。
客戶端也創(chuàng)建個DatagramSocket對象，并且指點監(jiān)聽的端口。接下來創(chuàng)建一個InetAddress對象，這個對象類似與一個網(wǎng)絡的發(fā)送地址（InetAddressserveraddress=InetAddress.getByName（"172.168.1.120"））.定義要發(fā)送的一個字符串，創(chuàng)建一個DatagramPacket對象，并制定要講這個數(shù)據(jù)報包發(fā)送到網(wǎng)絡的那個地址以及端口號，最后使用DatagramSocket的對象的send（）發(fā)送數(shù)據(jù)。*（Stringstr="hello";bytedata[]=str.getByte();DatagramPacketpacket=new DatagramPacket(data,data.length,serveraddress,4567);socket.send(packet);）

四、android 實現(xiàn)socket簡單通信

前言：添加權限

[java] view plain copy

<uses-permission android:name="android.permission.CHANGE_NETWORK_STATE"/>
<uses-permission android:name="android.permission.CHANGE_WIFI_STATE"/>
<uses-permission android:name="android.permission.ACCESS_NETWORK_STATE"/>
<uses-permission android:name="android.permission.ACCESS_WIFI_STATE"/>
<uses-permission android:name="android.permission.INTERNET"/>

4.1使用TCP協(xié)議通信

android端實現(xiàn)：

[java] view plain copy

protected void connectServerWithTCPSocket() {
Socket socket;
try {// 創(chuàng)建一個Socket對象，并指定服務端的IP及端口號
socket = new Socket("192.168.1.32", 1989);
// 創(chuàng)建一個InputStream用戶讀取要發(fā)送的文件。
InputStream inputStream = new FileInputStream("e://a.txt");
// 獲取Socket的OutputStream對象用于發(fā)送數(shù)據(jù)。
OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();
// 創(chuàng)建一個byte類型的buffer字節(jié)數(shù)組，用于存放讀取的本地文件
byte buffer[] = new byte[4 * 1024];
int temp = 0;
// 循環(huán)讀取文件
while ((temp = inputStream.read(buffer)) != -1) {
// 把數(shù)據(jù)寫入到OuputStream對象中
outputStream.write(buffer, 0, temp);
}
// 發(fā)送讀取的數(shù)據(jù)到服務端
outputStream.flush();
/** 或創(chuàng)建一個報文，使用BufferedWriter寫入,看你的需求 **/
// String socketData = "[2143213;21343fjks;213]";
// BufferedWriter writer = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(
// socket.getOutputStream()));
// writer.write(socketData.replace("\n", " ") + "\n");
// writer.flush();
/************************************************/
} catch (UnknownHostException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}

服務器端簡單實現(xiàn)：

[java] view plain copy

public void ServerReceviedByTcp() {
// 聲明一個ServerSocket對象
ServerSocket serverSocket = null;
try {
// 創(chuàng)建一個ServerSocket對象，并讓這個Socket在1989端口監(jiān)聽
serverSocket = new ServerSocket(1989);
// 調用ServerSocket的accept()方法，接受客戶端所發(fā)送的請求，
// 如果客戶端沒有發(fā)送數(shù)據(jù)，那么該線程就停滯不繼續(xù)
Socket socket = serverSocket.accept();
// 從Socket當中得到InputStream對象
InputStream inputStream = socket.getInputStream();
byte buffer[] = new byte[1024 * 4];
int temp = 0;
// 從InputStream當中讀取客戶端所發(fā)送的數(shù)據(jù)
while ((temp = inputStream.read(buffer)) != -1) {
System.out.println(new String(buffer, 0, temp));
}
serverSocket.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}

4.2使用UDP協(xié)議通信

客戶端發(fā)送數(shù)據(jù)實現(xiàn)：

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protected void connectServerWithUDPSocket() {
DatagramSocket socket;
try {
//創(chuàng)建DatagramSocket對象并指定一個端口號，注意，如果客戶端需要接收服務器的返回數(shù)據(jù),
//還需要使用這個端口號來receive，所以一定要記住
socket = new DatagramSocket(1985);
//使用InetAddress(Inet4Address).getByName把IP地址轉換為網(wǎng)絡地址
InetAddress serverAddress = InetAddress.getByName("192.168.1.32");
//Inet4Address serverAddress = (Inet4Address) Inet4Address.getByName("192.168.1.32");
String str = "[2143213;21343fjks;213]";//設置要發(fā)送的報文
byte data[] = str.getBytes();//把字符串str字符串轉換為字節(jié)數(shù)組
//創(chuàng)建一個DatagramPacket對象，用于發(fā)送數(shù)據(jù)。
//參數(shù)一：要發(fā)送的數(shù)據(jù) 參數(shù)二：數(shù)據(jù)的長度參數(shù)三：服務端的網(wǎng)絡地址參數(shù)四：服務器端端口號
DatagramPacket packet = new DatagramPacket(data, data.length ,serverAddress ,10025);
socket.send(packet);//把數(shù)據(jù)發(fā)送到服務端。
} catch (SocketException e) {
e.printStackTrace();
} catch (UnknownHostException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}

客戶端接收服務器返回的數(shù)據(jù)：

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public void ReceiveServerSocketData() {
DatagramSocket socket;
try {
//實例化的端口號要和發(fā)送時的socket一致，否則收不到data
socket = new DatagramSocket(1985);
byte data[] = new byte[4 * 1024];
//參數(shù)一:要接受的data 參數(shù)二：data的長度
DatagramPacket packet = new DatagramPacket(data, data.length);
socket.receive(packet);
//把接收到的data轉換為String字符串
String result = new String(packet.getData(), packet.getOffset(),
packet.getLength());
socket.close();//不使用了記得要關閉
System.out.println("the number of reveived Socket is :" + flag
+ "udpData:" + result);
} catch (SocketException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}

服務器接收客戶端實現(xiàn)：

[java] view plain copy

public void ServerReceviedByUdp(){
//創(chuàng)建一個DatagramSocket對象，并指定監(jiān)聽端口。（UDP使用DatagramSocket）
DatagramSocket socket;
try {
socket = new DatagramSocket(10025);
//創(chuàng)建一個byte類型的數(shù)組，用于存放接收到得數(shù)據(jù)
byte data[] = new byte[4*1024];
//創(chuàng)建一個DatagramPacket對象，并指定DatagramPacket對象的大小
DatagramPacket packet = new DatagramPacket(data,data.length);
//讀取接收到得數(shù)據(jù)
socket.receive(packet);
//把客戶端發(fā)送的數(shù)據(jù)轉換為字符串。
//使用三個參數(shù)的String方法。參數(shù)一：數(shù)據(jù)包參數(shù)二：起始位置參數(shù)三：數(shù)據(jù)包長
String result = new String(packet.getData(),packet.getOffset() ,packet.getLength());
} catch (SocketException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}