在正式给大家介绍自定义协议之前,我们先对网络传输和协议解析的相关知识点做一个基本的介绍,尽管这些知识点我们在学校里学过,但难免会有所遗忘,这里先做一个简单的介绍,以便对后文的内容理解更加顺畅。
OSI的7层从上到下分别是:7 应用层、 6 表示层、 5 会话层、 4 传输层、 3 网络层、 2 数据链路层、 1 物理层;其中高层(即7、6、5、4层)定义了应用程序的功能,下面3层(即3、2、1层)主要面向通过网络的端到端的数据流。应用层常见的协议有:HTTP、FTP、SMTP等;常见的传输层有:TCP、UDP。本文主要是基于TCP自定义协议实现客户端与服务端的长连接。
Socket本质是编程接口(API),对TCP/IP的封装,TCP/IP也要提供可供程序员做网络开发所用的接口,这就是Socket编程接口,通常也称作"套接字"。套接字之间的连接过程可以分为三个步骤:客户端请求,服务端回复收到,客户端收到服务端的回复,即三次握手。连接成功时,应用程序两端都会产生一个Socket实例,操作这个实例完成所需的会话。对于一个网络连接来说,套接字是平等的,并没有差别,不因为在服务器端或在客户端而产生不同级别。
“位(bit)”是电子计算机中最小的数据单位。每一位的状态只能是0或1;“字节(Byte)”由8个二进制位构成(即1byte=8bit),它是存储空间的基本计量单位,它能表示到数值范围为0到255(即2的8次方减1);
byte 8位,1个字节 boolean 8位,1个字节 char 16位,2个字节 short 16位,2个字节 int 32位,4个字节 float 32位,4个字节 double 64位,8个字节 long 64位,8个字节
SocketFactory.getDefault().createSocket(String address, String port) throws ConnectException
boolean isConnected = socket.isConnected() && !socket.isClosed(); // 判断当前是否处于连接
注:先运行服务端代码的main函数,再运行客户端代码的main函数,即可看到打印连接成功
import java.net.Socket; /** * Created by meishan on 16/12/1. */ public class Client { public static void main(String[] args) throws Exception { boolean isConnected; String host = "127.0.0.1"; int port = 1122; Socket socket = null; try { socket = SocketFactory.getDefault().createSocket(host, port); isConnected = true; System.out.println("连接成功!"); } catch (ConnectException e) { isConnected = false; e.printStackTrace(); System.out.println("连接失败!"); } if (!isConnected) { return; } Thread.sleep(5000); socket.close(); System.out.println("断开连接!"); } }
import java.io.IOException; import java.net.ServerSocket; import java.net.Socket; /** * Created by meishan on 16/12/1. */ public class Server { private int port = 1122; private ServerSocket serverSocket; public Server() throws Exception { serverSocket = new ServerSocket(port, 3);//显式设置连接请求队列的长度为3 System.out.println("服务器启动!"); } public void service() { while (true) { Socket socket = null; try { socket = serverSocket.accept(); System.out.println("New connection accepted " + socket.getInetAddress() + ":" + socket.getPort()); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } finally { if (socket != null) { try { socket.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } } } } public static void main(String[] args) throws Exception { Server server = new Server(); Thread.sleep(3000); server.service(); } }
例子中,数据包的定义:消息对象=包类型+包长度+消息内容
import java.io.DataOutputStream; import java.io.IOException; import java.io.OutputStream; import java.net.Socket; import java.net.UnknownHostException; import java.util.Scanner; /** * Created by meishan on 16/12/1. */ public class Client { public static void main(String[] args) { try { Socket client = new Socket("127.0.0.1", 9091); OutputStream out = client.getOutputStream(); DataOutputStream outs = new DataOutputStream(out); while (true) { Scanner scaner = new Scanner(System.in); genProtocol(outs, scaner.next()); } } catch (UnknownHostException e) { e.printStackTrace(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } /** * 构造协议 * * @param out * @param msg * @throws IOException */ private static void genProtocol(DataOutputStream out, String msg) throws IOException { int type = 1; //消息类型 byte[] bytes = msg.getBytes(); //消息内容 int totalLen = 1 + 4 + bytes.length; //消息长度 out.writeByte(type); //写入消息类型 out.writeInt(totalLen); //写入消息长度 out.write(bytes); //写入消息内容 out.flush(); } }
import java.io.DataInputStream; import java.io.IOException; import java.io.InputStream; import java.net.ServerSocket; import java.net.Socket; /** * Created by meishan on 16/12/1. */ public class Server { public static void main(String[] args) { try { ServerSocket server = new ServerSocket(9091); while (true) { Socket client = server.accept(); System.out.println("客户端" + client.getRemoteSocketAddress() + "连接成功"); parseProtocol(client); } } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } /** * 消息解析 * * @param client * @throws IOException */ private static void parseProtocol(Socket client) throws IOException { InputStream is = client.getInputStream(); DataInputStream dis = new DataInputStream(is); //读取Java标准数据类型的输入流 //协议解析 while (true) { byte type = dis.readByte(); //读取消息类型 int totalLen = dis.readInt(); //读取消息长度 byte[] data = new byte[totalLen - 4 - 1]; //定义存放消息内容的字节数组 dis.readFully(data); //读取消息内容 String msg = new String(data); //消息内容 System.out.println("接收消息类型" + type); System.out.println("接收消息长度" + totalLen); System.out.println("发来的内容是:" + msg); } } }
本文简单介绍了socket通信和自定义协议的相关知识点,为后续的深入做一些准备工作,下一篇文章《基于Java Socket的自定义协议,实现Android与服务器的长连接(二)》将通过一个实例来详细讲解自定义协议实现长连接通信。