Java后端学习精华之TCP通信传输协议详解

2024-04-02 19:55

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ServerSocket --监听客户端的连接，他的作用主要是建立一个连接
-ServerSocket -建立连接，拿到一个Socket
-Telnet 127.0.0.1 8888- 客户端使用Telnet访问服务端建立连接
-服务端可以拿到一个Socket的对象
-获取这个对象的输入输出流
-写入和读取数据

Socket连接模型

在这里插入图片描述

服务端和客户端通过Socket进行连接，虽然是一个Socket，但是相当于把这一个Socket分成了两个管道，服务端拿着这两根管道的一段，客户端拿着这两根管道的另一端。

Server的input与Client的output相连
客户端发送数据，从Client的output发送，传输到Server的input接收
服务端发送数据，从Server的output发送，传输到Client的input接收
如果实现双端收发通信，每个程序至少需要两个线程

消息协议

TCP：面向连接
UDP：不需要建立连接类似数据报

TCP：稳定，要求发送数据前必须确认双方都可以收发消息
连接过程：三次握手
Server--------------------- Client

1：监听-----------------------发送请求
这步之后，服务端知道客户端可以发数据
2:收到请求，应答------------收到应答消息，发送应答包给s
这步之后，客户端知道服务端可收发数据
3:收到应答
这步之后，服务端知道客户端可以收数据

传输过程中数据类型需要了解的细节

char：16bit 两个字节Byte

数据发送的单位：数据每次发送一个byte，一个char需要发送两次单字节

发送文字消息

第一部分应发送字符串的长度，以便确定字节数组的长度
对方，读取的第一个字节是消息长度，定义一个固定容量大小的容器
第二部分为消息内容
对方，读取对应长度的字节后，将其转成对应的数据（String对象）

数据类型：

整数型：byte short int long
浮点型：float double
字符型：char
布尔型：boolean
char=16bit=2 byte unicode编码
utf-8:1-6个字节组成一个汉字

1100 1101 1010

如这个数据第一个字节有两个1，则代表它是一个汉子，并且后面两个字节都表示这个汉字，如果有111就读取后面三个字节
因为英文用ASCII码存储0-127，第一位不可能是1，通过第一个字节可以判断是中文还是英文

英文字母全部兼容：ASCII 0-127 二进制码：0-255，所以0-127一定以0开头，汉字是16bit 0-65536

TCP通信代码

通过自己编写一个客户端和服务端，实现消息的首发，这里的核心主要是自己编写通信协议，我在这里第一次发送到是数据的长度，并且做了数据加密，客户端需要解析这个数据长度，并创建对应长度的数组，才能正确读取消息内容
MsgClient


package com.lding.net;

import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.OutputStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
import java.util.Scanner;


public class TcpClient {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        Socket socket=new Socket("127.0.0.1",8888);
        OutputStream output=socket.getOutputStream();
        InputStream input=socket.getInputStream();
        InputStreamReader inputStreamReader = new InputStreamReader(input);

//        byte[] msgbyte=new byte[30];
//        input.read(msgbyte);
//        System.out.println("服务器说："+new String(msgbyte));

        int length1=input.read();
        int length2=input.read();
        int msglength=length2*3+length1;
        System.out.println("消息长度为："+msglength);
        byte[] msgbytes=new byte[msglength];
        input.read(msgbytes);
        String getmsg=new String(msgbytes);
        System.out.println("服务器说："+getmsg);

    }
}

MsgServer


package com.lding.net;

import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;


public class TcpServer {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8888);
        //监听客户端的Socket连接
        System.out.println("服务端开启：ip："+serverSocket.getInetAddress().getHostAddress()+"端口号："+serverSocket.getLocalSocketAddress());
        System.out.println("正在等待有缘人......");
        Socket socketClient = serverSocket.accept();
        System.out.println("客户端已连接："+socketClient.getInetAddress());
        System.out.println("客户端端口"+socketClient.getPort());

        OutputStream output=socketClient.getOutputStream();
        InputStream input=socketClient.getInputStream();

//        output.write("服务器连接成功！！！".getBytes());
//        output.flush();//刷新缓冲，管道强制刷出
        String msg="服务器连接成功！！！中秋快乐！<include/bits/stdc++.h> using namespace std";
        byte[] msgBytes=msg.getBytes();
        int length1=msgBytes.length%3;
        int length2=msgBytes.length/3;
        output.write(length1);
        output.write(length2);
        output.write(msgBytes);
        output.flush();
//        while(input.read()!=-1){
//            System.out.println((char) input.read());
//        }
    }
}

运行结果

在这里插入图片描述