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Android：Socket使用攻略

一、前言：

  • Socket的使用在 Android网络编程中非常重要
  • 今天我将带大家全面了解 Socket 及 其使用方法
    目录.png

二、详解：

1、网络基础

  • 阅读本文前，请先了解 关于计算机网络基础，如计算机体系结构、TCP、UDP等知识
  • 具体请看文章：这是一份详细 & 清晰的计算机网络基础 学习指南

2、Socket定义

  • 即套接字，是应用层 与 TCP/IP 协议族通信的中间软件抽象层，表现为一个封装了 TCP / IP协议族 的编程接口（API）
    图片.png

1、Socket不是一种协议，而是一个编程调用接口（API），属于传输层（主要解决数据如何在网络中传输）;
2、即：通过Socket，我们才能在Andorid平台上通过 TCP/IP协议进行开发;
3、对用户来说，只需调用Socket去组织数据，以符合指定的协议，即可通信;

  • 成对出现，一对套接字：
Socket ={(IP地址1:PORT端口号)，(IP地址2:PORT端口号)}
  • 一个 Socket 实例 唯一代表一个主机上的一个应用程序的通信链路

3、建立Socket连接过程

图片.png

4、原理

Socket的使用类型主要有两种：

  • 流套接字（streamsocket） ：基于 TCP协议，采用 流的方式 提供可靠的字节流服务
  • 数据报套接字(datagramsocket)：基于 UDP协议，采用 数据报文 提供数据打包发送的服务

具体原理图如下：

图片.png

5、Socket 与 Http 对比

  • Socket属于传输层，因为 TCP / IP协议属于传输层，解决的是数据如何在网络中传输的问题
  • HTTP协议属于 应用层，解决的是如何包装数据

由于二者不属于同一层面，所以本来是没有可比性的。但随着发展，默认的Http里封装了下面几层的使用，所以才会出现Socket & HTTP协议的对比：（主要是工作方式的不同）：

  • Http：采用 请求—响应 方式。

1、即建立网络连接后，当 客户端 向 服务器 发送请求后，服务器端才能向客户端返回数据。
2、可理解为：是客户端有需要才进行通信

  • Socket：采用 服务器主动发送数据 的方式

1、即建立网络连接后，服务器可主动发送消息给客户端，而不需要由客户端向服务器发送请求
2、可理解为：是服务器端有需要才进行通信

6、使用步骤

  • Socket可基于TCP或者UDP协议，但TCP更加常用
  • 所以下面的使用步骤 & 实例的Socket将基于TCP协议
// 步骤1：创建客户端 & 服务器的连接

   // 创建Socket对象 & 指定服务端的IP及端口号 
   Socket socket = new Socket("192.168.1.32", 1989);  

   // 判断客户端和服务器是否连接成功  
   socket.isConnected());

                    
// 步骤2：客户端 & 服务器 通信
// 通信包括：客户端 接收服务器的数据 & 发送数据 到 服务器

   
       
           // 步骤1：创建输入流对象InputStream
           InputStream is = socket.getInputStream() 

           // 步骤2：创建输入流读取器对象 并传入输入流对象
           // 该对象作用：获取服务器返回的数据
           InputStreamReader isr = new InputStreamReader(is);
           BufferedReader br = new BufferedReader(isr);

           // 步骤3：通过输入流读取器对象 接收服务器发送过来的数据
           br.readLine()；


                     

           // 步骤1：从Socket 获得输出流对象OutputStream
           // 该对象作用：发送数据
           OutputStream outputStream = socket.getOutputStream(); 

           // 步骤2：写入需要发送的数据到输出流对象中
           outputStream.write（（"Carson_Ho"+"n"）.getBytes("utf-8")）；
           // 特别注意：数据的结尾加上换行符才可让服务器端的readline()停止阻塞

           // 步骤3：发送数据到服务端 
           outputStream.flush();  


// 步骤3：断开客户端 & 服务器 连接

            os.close();
           // 断开 客户端发送到服务器 的连接，即关闭输出流对象OutputStream

           br.close();
           // 断开 服务器发送到客户端 的连接，即关闭输入流读取器对象BufferedReader

           socket.close();
           // 最终关闭整个Socket连接

三、具体实例

  • 实例 Demo 代码包括：客户端 & 服务器
  • 本文着重讲解客户端，服务器仅采用最简单的写法进行展示

1、客户端 实现

步骤1：加入网络权限

步骤2：主布局界面设置

包括创建Socket连接、客户端 & 服务器通信的按钮

步骤3：创建Socket连接、客户端 & 服务器通信

MainActivity.java

package scut.carson_ho.socket_carson;

import android.os.Bundle;
import android.os.Handler;
import android.os.Message;
import android.support.v7.app.AppCompatActivity;
import android.view.View;
import android.widget.Button;
import android.widget.EditText;
import android.widget.TextView;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.OutputStream;
import java.net.Socket;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

public class MainActivity extends AppCompatActivity {

    /**
     * 主 变量
     */

    // 主线程Handler
    // 用于将从服务器获取的消息显示出来
    private Handler mMainHandler;

    // Socket变量
    private Socket socket;

    // 线程池
    // 为了方便展示,此处直接采用线程池进行线程管理,而没有一个个开线程
    private ExecutorService mThreadPool;

    /**
     * 接收服务器消息 变量
     */
    // 输入流对象
    InputStream is;

    // 输入流读取器对象
    InputStreamReader isr ;
    BufferedReader br ;

    // 接收服务器发送过来的消息
    String response;


    /**
     * 发送消息到服务器 变量
     */
    // 输出流对象
    OutputStream outputStream;

    /**
     * 按钮 变量
     */

    // 连接 断开连接 发送数据到服务器 的按钮变量
    private Button btnConnect, btnDisconnect, btnSend;

    // 显示接收服务器消息 按钮
    private TextView Receive,receive_message;

    // 输入需要发送的消息 输入框
    private EditText mEdit;

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);

        /**
         * 初始化操作
         */

        // 初始化所有按钮
        btnConnect = (Button) findViewById(R.id.connect);
        btnDisconnect = (Button) findViewById(R.id.disconnect);
        btnSend = (Button) findViewById(R.id.send);
        mEdit = (EditText) findViewById(R.id.edit);
        receive_message = (TextView) findViewById(R.id.receive_message);
        Receive = (Button) findViewById(R.id.Receive);

        // 初始化线程池
        mThreadPool = Executors.newCachedThreadPool();


        // 实例化主线程,用于更新接收过来的消息
        mMainHandler = new Handler() {
            @Override
            public void handleMessage(Message msg) {
                switch (msg.what) {
                    case 0:
                        receive_message.setText(response);
                        break;
                }
            }
        };


        /**
         * 创建客户端 & 服务器的连接
         */
        btnConnect.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
            @Override
            public void onClick(View v) {

                // 利用线程池直接开启一个线程 & 执行该线程
                mThreadPool.execute(new Runnable() {
                    @Override
                    public void run() {

                        try {

                            // 创建Socket对象 & 指定服务端的IP 及 端口号
                            socket = new Socket("192.168.1.172", 8989);

                            // 判断客户端和服务器是否连接成功
                            System.out.println(socket.isConnected());

                        } catch (IOException e) {
                            e.printStackTrace();
                        }

                    }
                });

            }
        });

        /**
         * 接收 服务器消息
         */
        Receive.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
            @Override
            public void onClick(View v) {

                // 利用线程池直接开启一个线程 & 执行该线程
                mThreadPool.execute(new Runnable() {
                    @Override
                    public void run() {

                          try {
                            // 步骤1：创建输入流对象InputStream
                            is = socket.getInputStream();

                              // 步骤2：创建输入流读取器对象 并传入输入流对象
                              // 该对象作用：获取服务器返回的数据
                              isr = new InputStreamReader(is);
                              br = new BufferedReader(isr);

                              // 步骤3：通过输入流读取器对象 接收服务器发送过来的数据
                              response = br.readLine();

                              // 步骤4:通知主线程,将接收的消息显示到界面
                              Message msg = Message.obtain();
                              msg.what = 0;
                              mMainHandler.sendMessage(msg);

                        } catch (IOException e) {
                            e.printStackTrace();
                        }

                    }
                });

            }
        });


        /**
         * 发送消息 给 服务器
         */
        btnSend.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
            @Override
            public void onClick(View v) {

                // 利用线程池直接开启一个线程 & 执行该线程
                mThreadPool.execute(new Runnable() {
                    @Override
                    public void run() {

                        try {
                            // 步骤1：从Socket 获得输出流对象OutputStream
                            // 该对象作用：发送数据
                            outputStream = socket.getOutputStream();

                            // 步骤2：写入需要发送的数据到输出流对象中
                            outputStream.write((mEdit.getText().toString()+"n").getBytes("utf-8"));
                            // 特别注意：数据的结尾加上换行符才可让服务器端的readline()停止阻塞

                            // 步骤3：发送数据到服务端
                            outputStream.flush();

                        } catch (IOException e) {
                            e.printStackTrace();
                        }

                    }
                });

            }
        });


        /**
         * 断开客户端 & 服务器的连接
         */
        btnDisconnect.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
            @Override
            public void onClick(View v) {

                try {
                    // 断开 客户端发送到服务器 的连接，即关闭输出流对象OutputStream
                    outputStream.close();

                    // 断开 服务器发送到客户端 的连接，即关闭输入流读取器对象BufferedReader
                    br.close();

                    // 最终关闭整个Socket连接
                    socket.close();

                    // 判断客户端和服务器是否已经断开连接
                    System.out.println(socket.isConnected());

                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }

            }
        });


    }
}

2、服务器 实现

  • 因本文主要讲解客户端，所以服务器仅仅是为了配合客户端展示；
  • 为了简化服务器使用，此处采用Mina框架
  1. 服务器代码请在eclipse平台运行
  2. 按照我的步骤一步步实现就可以无脑运行了

步骤1：导入Mina包

请直接移步到百度网盘：下载链接（密码: q73e）

图片.png

步骤2：创建服务器线程
TestHandler.java

package mina;
// 导入包

public class TestHandler extends IoHandlerAdapter {

    @Override
    public void exceptionCaught(IoSession session, Throwable cause) throws Exception {
        System.out.println("exceptionCaught: " + cause);
    }

    @Override
    public void messageReceived(IoSession session, Object message) throws Exception {
        System.out.println("recieve : " + (String) message);
        session.write("hello I am server");
    }

    @Override
    public void messageSent(IoSession session, Object message) throws Exception {

    }

    @Override
    public void sessionClosed(IoSession session) throws Exception {
        System.out.println("sessionClosed");
    }

    @Override
    public void sessionOpened(IoSession session) throws Exception {
        System.out.println("sessionOpen");
    }

    @Override
    public void sessionIdle(IoSession session, IdleStatus status) throws Exception {
    }

}

步骤3：创建服务器主代码
TestHandler.java

package mina;

import java.io.IOException;
import java.net.InetSocketAddress;

import org.apache.mina.filter.codec.ProtocolCodecFilter;
import org.apache.mina.filter.codec.textline.TextLineCodecFactory;
import org.apache.mina.transport.socket.nio.NioSocketAcceptor;

public class TestServer {
    public static void main(String[] args) {
        NioSocketAcceptor acceptor = null;
        try {
            acceptor = new NioSocketAcceptor();
            acceptor.setHandler(new TestHandler());
            acceptor.getFilterChain().addLast("mFilter", new ProtocolCodecFilter(new TextLineCodecFactory()));
            acceptor.setReuseAddress(true);
            acceptor.bind(new InetSocketAddress(8989));
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

至此，客户端 & 服务器的代码均实现完毕。

3、测试结果

  • 点击 Connect按钮： 连接成功

    图片.png

  • 输入发送的消息，点击 Send 按钮发送

图片.png
  • 服务器接收到客户端发送的消息
图片.png

  • 点击 Receive From Message按钮，客户端 读取 服务器返回的消息

    图片.png
  • 点击 DisConnect按钮，断开 客户端 & 服务器的连接
图片.png
图片.png

4、源码地址

Carson_Ho的Github地址：Socket具体实例

链接：https://www.jianshu.com/p/089fb79e308b

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