（108）網絡編程示例1 · Java編程那些事

## Java編程那些事兒108——網絡編程示例1 陳躍峰出自：[http://blog.csdn.net/mailbomb](http://blog.csdn.net/mailbomb) **13.3 網絡編程示例** “實踐出真知”，所以在進行技術學習時，還是需要進行很多的練習，才可以體會技術的奧妙，下面通過兩個簡單的示例，演示網絡編程的實際使用。 **13.3.1質數判別示例** 該示例實現的功能是質數判斷，程序實現的功能為客戶端程序接收用戶輸入的數字，然后將用戶輸入的內容發送給服務器端，服務器端判斷客戶端發送的數字是否是質數，并將判斷的結果反饋給客戶端，客戶端根據服務器端的反饋顯示判斷結果。質數的規則是：最小的質數是2，只能被1和自身整除的自然數。當用戶輸入小于2的數字，以及輸入的內容不是自然數時，都屬于非法輸入。網絡程序的功能都分為客戶端程序和服務器端程序實現，下面先描述一下每個程序分別實現的功能： 1、? 客戶端程序功能： a)接收用戶控制臺輸入 b)判斷輸入內容是否合法 c)按照協議格式生成發送數據 d)發送數據 e)接收服務器端反饋 f)解析服務器端反饋信息，并輸出 2、? 服務器端程序功能： a)接收客戶端發送數據 b)按照協議格式解析數據 c)判斷數字是否是質數 d)根據判斷結果，生成協議數據 e)將數據反饋給客戶端分解好了網絡程序的功能以后，就可以設計網絡協議格式了，如果該程序的功能比較簡單，所以設計出的協議格式也不復雜。客戶端發送協議格式：將用戶輸入的數字轉換為字符串，再將字符串轉換為byte數組即可。例如用戶輸入16，則轉換為字符串“16”，使用getBytes轉換為byte數組。客戶端發送“quit”字符串代表結束連接服務器端發送協議格式：反饋數據長度為1個字節。數字0代表是質數，1代表不是質數，2代表協議格式錯誤。例如客戶端發送數字12，則反饋1，發送13則反饋0，發送0則反饋2。功能設計完成以后，就可以分別進行客戶端和服務器端程序的編寫了，在編寫完成以后聯合起來進行調試即可。下面分別以TCP方式和UDP方式實現該程序，注意其實現上的差異。不管使用哪種方式實現，客戶端都可以多次輸入數據進行判斷。對于UDP方式來說，不需要向服務器端發送quit字符串。以TCP方式實現的客戶端程序代碼如下： package example1; ~~~ import java.io.*; import java.net.*; /** ?* 以TCP方式實現的質數判斷客戶端程序 ?*/ public class TCPPrimeClient { ???????? static BufferedReader br; ???????? static Socket socket; ???????? static InputStream is; ???????? static OutputStream os; ???????? /**服務器IP*/ ???????? final static String HOST = "127.0.0.1"; ???????? /**服務器端端口*/ ???????? final static int PORT = 10005; ???????? ???????? public static void main(String[] args) { ?????????????????? init(); //初始化 ?????????????????? while(true){ ??????????????????????????? System.out.println("請輸入數字："); ??????????????????????????? String input = readInput(); //讀取輸入 ??????????????????????????? if(isQuit(input)){ //判讀是否結束 ???????????????????????????????????? byte[] b = "quit".getBytes(); ???????????????????????????????????? send(b); ???????????????????????????????????? break; //結束程序 ??????????????????????????? } ??????????????????????????? if(checkInput(input)){ //校驗合法 ???????????????????????????????????? //發送數據 ???????????????????????????????????? send(input.getBytes()); ???????????????????????????????????? //接收數據 ???????????????????????????????????? byte[] data = receive(); ???????????????????????????????????? //解析反饋數據 ???????????????????????????????????? parse(data); ??????????????????????????? }else{ ???????????????????????????????????? System.out.println("輸入不合法，請重新輸入！"); ??????????????????????????? } ?????????????????? } ?????????????????? close();? //關閉流和連接 ???????? } ???????? ???????? /** ???????? ?* 初始化 ???????? ?*/ ???????? private static void init(){ ?????????????????? try { ??????????????????????????? br = new BufferedReader( ?????????????????????????????????????????????? new InputStreamReader(System.in)); ??????????????????????????? socket = new Socket(HOST,PORT); ??????????????????????????? is = socket.getInputStream(); ??????????????????????????? os = socket.getOutputStream(); ?????????????????? } catch (Exception e) {} ???????? } ???????? ???????? /** ???????? ?* 讀取客戶端輸入 ???????? ?*/ ???????? private static String readInput(){ ?????????????????? try { ??????????????????????????? return br.readLine(); ?????????????????? } catch (Exception e) { ??????????????????????????? return null; ?????????????????? } ???????? } ???????? ???????? /** ???????? ?* 判斷是否輸入quit ???????? ?* @param input 輸入內容 ???????? ?* @return true代表結束，false代表不結束 ???????? ?*/ ???????? private static boolean isQuit(String input){ ?????????????????? if(input == null){ ??????????????????????????? return false; ?????????????????? }else{ ??????????????????????????? if("quit".equalsIgnoreCase(input)){ ???????????????????????????????????? return true; ??????????????????????????? }else{ ???????????????????????????????????? return false; ??????????????????????????? } ?????????????????? } ???????? } ???????? ???????? /** ???????? ?* 校驗輸入 ???????? ?* @param input 用戶輸入內容 ???????? ?* @return true代表輸入符合要求，false代表不符合 ???????? ?*/ ???????? private static boolean checkInput(String input){ ?????????????????? if(input == null){ ??????????????????????????? return false; ?????????????????? } ?????????????????? try{ ??????????????????????????? int n = Integer.parseInt(input); ??????????????????????????? if(n >= 2){ ???????????????????????????????????? return true; ??????????????????????????? }else{ ???????????????????????????????????? return false; ??????????????????????????? } ?????????????????? }catch(Exception e){ ??????????????????????????? return false;? //輸入不是整數 ?????????????????? } ???????? } ???????? ???????? /** ???????? ?* 向服務器端發送數據 ???????? ?* @param data 數據內容 ???????? ?*/ ???????? private static void send(byte[] data){ ?????????????????? try{ ??????????????????????????? os.write(data); ?????????????????? }catch(Exception e){} ???????? } ???????? ???????? /** ???????? ?* 接收服務器端反饋 ???????? ?* @return 反饋數據 ???????? ?*/ ???????? private static byte[] receive(){ ?????????????????? byte[] b = new byte[1024]; ?????????????????? try { ??????????????????????????? int n = is.read(b); ??????????????????????????? byte[] data = new byte[n]; ??????????????????????????? //復制有效數據 ??????????????????????????? System.arraycopy(b, 0, data, 0, n); ??????????????????????????? return data; ?????????????????? } catch (Exception e){} ?????????????????? return null; ???????? } ???????? ???????? /** ???????? ?* 解析協議數據 ???????? ?* @param data 協議數據 ???????? ?*/ ???????? private static void parse(byte[] data){ ?????????????????? if(data == null){ ??????????????????????????? System.out.println("服務器端反饋數據不正確！"); ??????????????????????????? return; ?????????????????? } ?????????????????? byte value = data[0]; //取第一個byte ?????????????????? //按照協議格式解析 ?????????????????? switch(value){ ?????????????????? case 0: ??????????????????????????? System.out.println("質數"); ??????????????????????????? break; ?????????????????? case 1: ??????????????????????????? System.out.println("不是質數"); ??????????????????????????? break; ?????????????????? case 2: ??????????????????????????? System.out.println("協議格式錯誤"); ??????????????????????????? break; ?????????????????? } ???????? } ???????? ???????? /** ???????? ?* 關閉流和連接 ???????? ?*/ ???????? private static void close(){ ?????????????????? try{ ??????????????????????????? br.close(); ??????????????????????????? is.close(); ??????????????????????????? os.close(); ??????????????????????????? socket.close(); ?????????????????? }catch(Exception e){ ??????????????????????????? e.printStackTrace(); ?????????????????? } ???????? } } ~~~ 在該代碼中，將程序的功能使用方法進行組織，使得結構比較清晰，核心的邏輯流程在main方法中實現。以TCP方式實現的服務器端的代碼如下： package example1; ~~~ import java.net.*; /** ?* 以TCP方式實現的質數判別服務器端 ?*/ public class TCPPrimeServer { ???????? public static void main(String[] args) { ?????????????????? final int PORT = 10005; ?????????????????? ServerSocket ss? = null; ?????????????????? try { ??????????????????????????? ss = new ServerSocket(PORT); ??????????????????????????? System.out.println("服務器端已啟動："); ??????????????????????????? while(true){ ???????????????????????????????????? Socket s = ss.accept(); ???????????????????????????????????? new PrimeLogicThread(s); ??????????????????????????? } ?????????????????? } catch (Exception e) {} ?????????????????? finally{ ??????????????????????????? try { ???????????????????????????????????? ss.close(); ??????????????????????????? } catch (Exception e2) {} ?????????????????? } ?????????????????? ???????? } } package example1; import java.io.*; import java.net.*; /** ?* 實現質數判別邏輯的線程 ?*/ public class PrimeLogicThread extends Thread { ???????? Socket socket; ???????? InputStream is; ???????? OutputStream os; ???????? ???????? public PrimeLogicThread(Socket socket){ ?????????????????? this.socket = socket; ?????????????????? init(); ?????????????????? start(); ???????? } ???????? /** ???????? ?* 初始化 ???????? ?*/ ???????? private void init(){ ?????????????????? try{ ??????????????????????????? is = socket.getInputStream(); ??????????????????????????? os = socket.getOutputStream(); ?????????????????? }catch(Exception e){} ???????? } ???????? ???????? public void run(){ ?????????????????? while(true){ ??????????????????????????? //接收客戶端反饋 ??????????????????????????? byte[] data = receive(); ??????????????????????????? //判斷是否是退出 ??????????????????????????? if(isQuit(data)){ ???????????????????????????????????? break;? //結束循環 ??????????????????????????? } ??????????????????????????? //邏輯處理 ?????????????????? ???????? byte[] b = logic(data); ??????????????????????????? //反饋數據 ??????????????????????????? send(b); ?????????????????? } ?????????????????? close(); ???????? } ???????? ???????? /** ???????? ?* 接收客戶端數據 ???????? ?* @return 客戶端發送的數據 ???????? ?*/ ???????? private? byte[] receive(){ ?????????????????? byte[] b = new byte[1024]; ?????????????????? try { ??????????????????????????? int n = is.read(b); ??????????????????????????? byte[] data = new byte[n]; ??????????????????????????? //復制有效數據 ??????????????????????????? System.arraycopy(b, 0, data, 0, n); ??????????????????????????? return data; ?????????????????? } catch (Exception e){} ?????????????????? return null; ???????? } ???????? ???????? /** ???????? ?* 向客戶端發送數據 ???????? ?* @param data 數據內容 ???????? ?*/ ???????? private void send(byte[] data){ ?????????????????? try{ ??????????????????????????? os.write(data); ?????????????????? }catch(Exception e){} ???????? } ???????? ???????? /** ???????? ?* 判斷是否是quit ???????? ?* @return 是返回true，否則返回false ???????? ?*/ ???????? private boolean isQuit(byte[] data){ ?????????????????? if(data == null){ ??????????????????????????? return false; ?????????????????? }else{ ??????????????????????????? String s = new String(data); ??????????????????????????? if(s.equalsIgnoreCase("quit")){ ???????????????????????????????????? return true; ??????????????????????????? }else{ ???????????????????????????????????? return false; ??????????????????????????? } ?????????????????? } ???????? } ???????? ???????? private byte[] logic(byte[] data){ ?????????????????? //反饋數組 ?????????????????? byte[] b = new byte[1]; ?????????????????? //校驗參數 ?????????????????? if(data == null){ ??????????????????????????? b[0] = 2; ??????????????????????????? return b; ?????????????????? } ?????????????????? try{ ??????????????????????????? //轉換為數字 ??????????????????????????? String s = new String(data); ??????????????????????????? int n = Integer.parseInt(s); ??????????????????????????? //判斷是否是質數 ??????????????????????????? if(n >= 2){ ???????????????????????????????????? boolean flag = isPrime(n); ???????????????????????????????????? if(flag){ ?????????????????? ??????????????????????????? b[0] = 0; ???????????????????????????????????? }else{ ?????????????????????????????????????????????? b[0] = 1; ???????????????????????????????????? } ??????????????????????????? }else{ ???????????????????????????????????? b[0] = 2;? //格式錯誤 ???????????????????????????????????? System.out.println(n); ??????????????????????????? } ?????????????????? }catch(Exception e){ ??????????????????????????? e.printStackTrace(); ??????????????????????????? b[0] = 2; ?????????????????? } ?????????????????? return b; ???????? } ???????? ???????? /** ???????? ?* ???????? ?* @param n ???????? ?* @return ???????? ?*/ ???????? private boolean isPrime(int n){ ?????????????????? boolean b = true; ?????????????????? for(int i = 2;i <= Math.sqrt(n);i++){ ??????????????????????????? if(n % i == 0){ ???????????????????????????????????? b = false; ???????????????????????????????????? break; ??????????????????????????? } ?????????????????? } ?????????????????? return b; ???????? } ???????? ???????? /** ???????? ?* 關閉連接 ???????? ?*/ ???????? private void close(){ ?????????????????? try { ??????????????????????????? is.close(); ??????????????????????????? os.close(); ??????????????????????????? socket.close(); ?????????????????? } catch (Exception e){} ???????? } } ~~~ 本示例使用的服務器端的結構和前面示例中的結構一致，只是邏輯線程的實現相對來說要復雜一些，在線程類中的logic方法中實現了服務器端邏輯，根據客戶端發送過來的數據，判斷是否是質數，然后根據判斷結果按照協議格式要求，生成客戶端反饋數據，實現服務器端要求的功能。