TCP协议（Socket）

TCP协议是面向连接的通信协议，即在传输数据前先在发送端和接收端建立逻辑连接，然后再传输数据，它提供了两台计算机之间可靠无差错的数据传输。在TCP连接中必须要明确客户端与服务器端，由客户端向服务端发出连接请求，每次连接的创建都需要经过“三次握手”。第一次握手，客户端向服务器端发出连接请求，等待服务器确认，第二次握手，服务器端向客户端回送一个响应，通知客户端收到了连接请求，第三次握手，客户端再次向服务器端发送确认信息，确认连接。整个交互过程如下图所示。

由于TCP协议的面向连接特性，它可以保证传输数据的安全性，所以是一个被广泛采用的协议，例如在下载文件时，如果数据接收不完整，将会导致文件数据丢失而不能被打开，因此，下载文件时必须采用TCP协议。

TCP通信同UDP通信一样，都能实现两台计算机之间的通信，通信的两端都需要创建socket对象。

区别在于，UDP中只有发送端和接收端，不区分客户端与服务器端，计算机之间可以任意地发送数据。

而TCP通信是严格区分客户端与服务器端的，在通信时，必须先由客户端去连接服务器端才能实现通信，服务器端不可以主动连接客户端，并且服务器端程序需要事先启动，等待客户端的连接。

在JDK中提供了两个类用于实现TCP程序，一个是ServerSocket类，用于表示服务器端，一个是Socket类，用于表示客户端。

通信时，首先创建代表服务器端的ServerSocket对象，该对象相当于开启一个服务，并等待客户端的连接，然后创建代表客户端的Socket对象向服务器端发出连接请求，服务器端响应请求，两者建立连接开始通信。

示例（简单的传输字符串）：

客户端：

package cn.itcast.demo3;

import java.io.IOException;

import java.io.InputStream;

import java.io.OutputStream;

import java.net.Socket;

/*

*  实现TCP客户端,连接到服务器

*  和服务器实现数据交换

*  实现TCP客户端程序的类 java.net.Socket

* 

*  构造方法:

*      Socket(String host, int port)  传递服务器IP和端口号

*      注意:构造方法只要运行,就会和服务器进行连接,连接失败,抛出异常

*     

*    OutputStream  getOutputStream() 返回套接字的输出流

*      作用: 将数据输出,输出到服务器

*     

*    InputStream getInputStream() 返回套接字的输入流

*      作用: 从服务器端读取数据

*     

*    客户端服务器数据交换,必须使用套接字对象Socket中的获取的IO流,自己new流,不行

*/

public class TCPClient {

public static void main(String[] args)throws IOException {

//创建Socket对象,连接服务器

Socket socket = new Socket("127.0.0.1", 8888);

//通过客户端的套接字对象Socket方法,获取字节输出流,将数据写向服务器

OutputStream out = socket.getOutputStream();

out.write("服务器OK".getBytes());

//读取服务器发回的数据,使用socket套接字对象中的字节输入流

InputStream in = socket.getInputStream();

byte[] data = new byte[1024];

int len = in.read(data);

System.out.println(new String(data,0,len));

socket.close();

}

}

服务端：

package cn.itcast.demo3;

import java.io.IOException;

import java.io.InputStream;

import java.io.OutputStream;

import java.net.ServerSocket;

import java.net.Socket;

/*

*  实现TCP服务器程序

*  表示服务器程序的类 java.net.ServerSocket

*  构造方法:

*    ServerSocket(int port) 传递端口号

* 

*  很重要的事情: 必须要获得客户端的套接字对象Socket

*    Socket  accept()

*/

public class TCPServer {

public static void main(String[] args) throws IOException{

ServerSocket server = new ServerSocket(8888);

//调用服务器套接字对象中的方法accept() 获取客户端套接字对象

Socket socket = server.accept();

//通过客户端套接字对象,socket获取字节输入流,读取的是客户端发送来的数据

InputStream in = socket.getInputStream();

byte[] data = new byte[1024];

int len = in.read(data);

System.out.println(new String(data,0,len));

//服务器向客户端回数据,字节输出流,通过客户端套接字对象获取字节输出流

OutputStream out = socket.getOutputStream();

out.write("收到,谢谢".getBytes());

socket.close();

server.close();

}

}

示例(上传图片)：

客户端：

package cn.itcast.demo4;

import java.io.FileInputStream;

import java.io.IOException;

import java.io.InputStream;

import java.io.OutputStream;

import java.net.Socket;

/*

*  实现TCP图片上传客户端

*  实现步骤:

*    1. Socket套接字连接服务器

*    2. 通过Socket获取字节输出流,写图片

*    3. 使用自己的流对象,读取图片数据源

*        FileInputStream

*    4. 读取图片,使用字节输出流,将图片写到服务器

*      采用字节数组进行缓冲

*    5. 通过Socket套接字获取字节输入流

*      读取服务器发回来的上传成功

*    6. 关闭资源

*/

public class TCPClient {

public static void main(String[] args) throws IOException{

Socket socket = new Socket("127.0.0.1", 8000);

//获取字节输出流,图片写到服务器

OutputStream out = socket.getOutputStream();

//创建字节输入流,读取本机上的数据源图片

FileInputStream fis = new FileInputStream("c:\\t.jpg");

//开始读写字节数组

int len = 0 ;

byte[] bytes = new byte[1024];

while((len = fis.read(bytes))!=-1){

out.write(bytes, 0, len);

}

//给服务器写终止序列

socket.shutdownOutput();

//获取字节输入流,读取服务器的上传成功

InputStream in = socket.getInputStream();

len = in.read(bytes);

System.out.println(new String(bytes,0,len));

fis.close();

socket.close();

}

}

服务端：

package cn.itcast.demo4;

import java.io.File;

import java.io.FileOutputStream;

import java.io.IOException;

import java.io.InputStream;

import java.net.ServerSocket;

import java.net.Socket;

import java.util.Random;

/*

*  TCP图片上传服务器

*  1. ServerSocket套接字对象,监听端口8000

*  2. 方法accept()获取客户端的连接对象

*  3. 客户端连接对象获取字节输入流,读取客户端发送图片

*  4. 创建File对象,绑定上传文件夹

*      判断文件夹存在, 不存,在创建文件夹

*  5. 创建字节输出流,数据目的File对象所在文件夹

*  6. 字节流读取图片,字节流将图片写入到目的文件夹中

*  7. 将上传成功会写客户端

*  8. 关闭资源

*     

*/

public class TCPServer {

public static void main(String[] args) throws IOException{

ServerSocket server = new ServerSocket(8000);

Socket socket = server.accept();

//通过客户端连接对象,获取字节输入流,读取客户端图片

InputStream in = socket.getInputStream();

//将目的文件夹封装到File对象

File upload = new File("d:\\upload");

if(!upload.exists())

upload.mkdirs();

//防止文件同名被覆盖,从新定义文件名字

//规则:  域名+毫秒值+6位随机数

String filename="itcast"+System.currentTimeMillis()+new Random().nextInt(999999)+".jpg";

//创建字节输出流,将图片写入到目的文件夹中                       

FileOutputStream fos = new FileOutputStream(upload+File.separator+filename);

//读写字节数组

byte[] bytes = new byte[1024];

int len = 0 ;

while((len = in.read(bytes))!=-1){

fos.write(bytes, 0, len);

}

//通过客户端连接对象获取字节输出流

//上传成功写回客户端

socket.getOutputStream().write("上传成功".getBytes());

fos.close();

socket.close();

server.close();

}

}

开启子线程：

package cn.itcast.demo4;

import java.io.IOException;

import java.net.ServerSocket;

import java.net.Socket;

public class TCPThreadServer {

public static void main(String[] args) throws IOException{

ServerSocket server = new ServerSocket(8000);

while(true){

//获取到一个客户端,必须开启新线程

Socket socket = server.accept();

new Thread( new Upload(socket) ).start();

}

}

}

子线程具体方法（上传）：

package cn.itcast.demo4;

import java.io.File;

import java.io.FileOutputStream;

import java.io.InputStream;

import java.net.ServerSocket;

import java.net.Socket;

import java.util.Random;

public class Upload implements Runnable{

private Socket socket;

public Upload(Socket socket){this.socket=socket;}

public void run() {

try{

//通过客户端连接对象,获取字节输入流,读取客户端图片

InputStream in = socket.getInputStream();

//将目的文件夹封装到File对象

File upload = new File("d:\\upload");

if(!upload.exists())

upload.mkdirs();

//防止文件同名被覆盖,从新定义文件名字

//规则:  域名+毫秒值+6位随机数

String filename="itcast"+System.currentTimeMillis()+new Random().nextInt(999999)+".jpg";

//创建字节输出流,将图片写入到目的文件夹中                       

FileOutputStream fos = new FileOutputStream(upload+File.separator+filename);

//读写字节数组

byte[] bytes = new byte[1024];

int len = 0 ;

while((len = in.read(bytes))!=-1){

fos.write(bytes, 0, len);

}

//通过客户端连接对象获取字节输出流

//上传成功写回客户端

socket.getOutputStream().write("上传成功".getBytes());

fos.close();

socket.close();

}catch(Exception ex){

}

}

}

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