基于Java语言实现Socket通信的实例

Z时代
2024-01-10
分类：综合

基于Java语言实现Socket通信

由于近日项目需求，需要在服务器中增加Socket通信的功能，接收硬件设备发送的心跳包和相关数据，因此又重新对Java的网络编程进行了复习，根据项目的实际情况做了简化的编程，实现了简单的通信过程。

1. Socket通信原理

源IP地址和目的IP地址以及源端口号和目的端口号的组合称为套接字。其用于标识客户端请求的服务器和服务。

以下是通过Socket套接字实现客户端与服务器端通信的示意图：

在实际应用中，客户端会通过访问服务器的IP和PORT连接到服务器端，这个过程在服务器和客户端之间创建一个Socket，然后通过I/O数据流实现数据传输，也就是Socket的通信过程。

2. 服务器端

服务器端模拟接收硬件设备传输的心跳包（一个长度为10的字节数组），服务器端会获取到心跳包以及硬件设备的地址和端口号。


public class Server extends Thread{
  //服务器端口号
  private int port;
  private ServerSocket server = null;
  public Server(){
    //创建一个服务器，同时可以接收10个设备发送的数据
    server = new ServerSocket(port,10);
    System.out.println("Socket服务器启动，开始接受数据");
  }
  @Override
  public void run(){
    while (true) {
      Socket socket = null;
      InputStream inputStream = null;
      OutputStream outputStream = null;
      byte[] inputData = new byte[1024];
      try {
        //接收Socket数据
        socket = server.accept();
        //获取远程采集机的IP和端口号
        String remoteAddress = socket.getInetAddress().toString();
        int remotePort = socket.getPort();
        inputStream = socket.getInputStream();
        //获取传入的数据长度
        int length = inputStream.read(inputData);
        //创建输出流向客户端返回信息
        outputStream = socket.getOutputStream();
        if (length == 10) {
          //如果长度等于10，说明传入的是心跳包
          System.out.println("接收到心跳包，客户端信息["+remoteAddress+":"+remotePort+"]");
          outputStream.write("success".getBytes());
        } else {
          System.out.println("接收的信息有误.");
          outputStream.write("failed".getBytes());
        }
      } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
      } finally {
        try {
          if (inputStream != null) {
            inputStream.close();
          }
          if (outputStream != null) {
            outputStream.close();
          }
          if (socket != null) {
            socket.close();
          }
        } catch (IOException e) {
          e.printStackTrace();
        }
      }
    }
  }
  //省略Getter和Setter方法
}

3. 客户端

客户端负责每隔一段时间向服务器发送一个心跳包。


public final class Client {
  private String address = "";
  private int port = 0;
  private Socket socket = null;
  private Client() {
  }
  private Client(String address, int port) throws IOException {
    this.address = address;
    this.port = port;
    this.socket = new Socket(address, port);
  }
  public static byte[] sendCommand(String address, int port, byte[] data) {
    Client client = null;
    OutputStream outputStream = null;
    InputStream inputStream = null;
    byte[] recevie = new byte[40];
    try {
      client = new Client(address, port);
      outputStream = client.getSocket().getOutputStream();
      outputStream.write(data);
      System.out.print("Send Data Success");
      inputStream = client.getSocket().getInputStream();
      inputStream.read(recevie);
    } catch (IOException e) {
      e.printStackTrace();
    } finally {
      try {
        inputStream.close();
        outputStream.close();
        client.getSocket().close();
      } catch (IOException ioe) {
        System.out.print("IOE when closing resource");
      }
    }
    return recevie;
  }
  /**
   * 测试函数
   **/
  public static void test() {
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
      //服务器地址和IP
      String address = "127.0.0.1";
      int port = 9000;
      //心跳包
      byte[] data = "#$*beat001".getBytes();
      String receive = new String(Client.sendCommand(address, port, data));
      System.err.println("第" + i + "次发送心跳包" + receive);
      try {
        //每隔2分钟发送一个心跳包
        Thread.sleep(2 * 60 * 1000);
      } catch (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();
      }
    }
  }
  //省略Getter和Setter方法
}