Сетевое программирование в Java: создание надежных сетевых приложений с java.net

Сетевое программирование — написание программ, выполняемых на нескольких устройствах, соединённых сетью. Пакет java.net предоставляет низкоуровневые детали связи, позволяя фокусироваться на логике приложения.

Поддерживаемые протоколы

TCP (Transmission Control Protocol) — надёжное соединение, поток байтов. Обычно поверх IP (TCP/IP).
UDP (User Datagram Protocol) — без соединения, датаграммы.

Сокетное программирование (Socket Programming)

Сокеты — механизм связи двух компьютеров через TCP.

Сервер создаёт ServerSocket на порту.
Сервер вызывает accept() — блокируется до подключения клиента.
Клиент создаёт Socket с адресом сервера и портом.
Конструктор Socket пытается соединиться; при успехе клиент получает Socket.
На сервере accept() возвращает новый Socket, соединённый с клиентом.

После соединения: у каждого сокета есть InputStream и OutputStream. Клиентский OutputStream → Серверный InputStream, и наоборот. TCP — двусторонний, данные могут идти одновременно.

Класс ServerSocket

Конструкторы:

Конструктор	Описание
`ServerSocket(int port)`	Связывает с портом. Исключение, если порт занят.
`ServerSocket(int port, int backlog)`	backlog — размер очереди ожидающих клиентов.
`ServerSocket(int port, int backlog, InetAddress address)`	Привязка к конкретному IP (для многосетевых серверов).
`ServerSocket()`	Несвязанный сокет; позже `bind()`.

Основные методы:

Метод	Описание
`getLocalPort()`	Порт, на котором слушает сервер.
`accept()`	Блокирует до подключения клиента. Возвращает новый Socket.
`setSoTimeout(int timeout)`	Таймаут для accept().
`bind(SocketAddress, int backlog)`	Связка для no-arg конструктора.

Класс Socket

Представляет сокет клиента и сервера (после accept). 5 конструкторов клиента:

Конструктор	Описание
`Socket(String host, int port)`	Подключение к хосту:порт.
`Socket(InetAddress host, int port)`	То же, хост как InetAddress.
`Socket(String host, int port, InetAddress localAddr, int localPort)`	С указанием локального адреса/порта.
`Socket(InetAddress host, int port, InetAddress localAddr, int localPort)`	Аналогично с InetAddress.
`Socket()`	Неподключённый; нужен `connect()`.

Полезные методы:

Метод	Описание
`connect(SocketAddress, int timeout)`	Подключение (для no-arg конструктора).
`getInetAddress()`	Адрес удалённого компьютера.
`getPort()`	Удалённый порт.
`getLocalPort()`	Локальный порт.
`getRemoteSocketAddress()`	Адрес удалённого сокета.
`getInputStream()`	Входной поток (подключён к OutputStream удалённого).
`getOutputStream()`	Выходной поток (подключён к InputStream удалённого).
`close()`	Закрытие сокета.

Класс InetAddress

Представляет IP-адрес. Полезные методы:

Метод	Описание
`getByName(String host)`	IP по имени хоста.
`getByAddress(byte[] addr)`	InetAddress из байтов IP.
`getLocalHost()`	Локальный хост.
`getHostAddress()`	IP в текстовом виде.
`getHostName()`	Имя хоста для IP.

Пример: клиент (GreetingClient)


import java.net.*; import java.io.*;

public class GreetingClient {
    public static void main(String[] args) {
        String serverName = args[0];
        int port = Integer.parseInt(args[1]);
        try {
            System.out.println("Connecting to " + serverName + " on port " + port);
            Socket client = new Socket(serverName, port);
            System.out.println("Connected to " + client.getRemoteSocketAddress());
            DataOutputStream out = new DataOutputStream(client.getOutputStream());
            out.writeUTF("Hello from " + client.getLocalSocketAddress());
            DataInputStream in = new DataInputStream(client.getInputStream());
            System.out.println("Server says: " + in.readUTF());
            client.close();
        } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); }
    }
}

Пример: сервер (GreetingServer)


import java.net.*; import java.io.*;

public class GreetingServer extends Thread {
    private ServerSocket serverSocket;
    public GreetingServer(int port) throws IOException {
        serverSocket = new ServerSocket(port);
        serverSocket.setSoTimeout(10000);
    }
    public void run() {
        while (true) {
            try {
                System.out.println("Waiting for client on port " + serverSocket.getLocalPort() + "...");
                Socket server = serverSocket.accept();
                System.out.println("Connected to " + server.getRemoteSocketAddress());
                DataInputStream in = new DataInputStream(server.getInputStream());
                System.out.println(in.readUTF());
                DataOutputStream out = new DataOutputStream(server.getOutputStream());
                out.writeUTF("Thank you for connecting to " + server.getLocalSocketAddress() + "\nGoodbye!");
                server.close();
            } catch (SocketTimeoutException s) {
                System.out.println("Socket timed out!"); break;
            } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); break; }
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        int port = Integer.parseInt(args[0]);
        try { new GreetingServer(port).start(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); }
    }
}

Запуск


$ java GreetingServer 6066
Waiting for client on port 6066...


$ java GreetingClient localhost 6066
Connecting to localhost on port 6066
Just connected to localhost/127.0.0.1:6066
Server says: Thank you for connecting to /127.0.0.1:6066
Goodbye!

Сериализация объектов в Java: сохранение и восстановление состояния Отправка email в Java: пошаговое руководство

java