用Java開發(fā)網(wǎng)絡(luò)軟件非常方便和強(qiáng)大，Java的這種力量來源于他獨(dú)有的一套強(qiáng)大的用于網(wǎng)絡(luò)的 API，這些API是一系列的類和接口，均位于包java.net和javax.net中。在這篇文章中我們將介紹套接字(Socket)慨念，同時(shí)以實(shí)例說明如何使用Network API操縱套接字，在完成本文后，你就可以編寫網(wǎng)絡(luò)低端通訊軟件。

　　什么是套接字(Socket)？

　　Network API是典型的用于基于TCP/IP網(wǎng)絡(luò)Java程序與其他程序通訊，Network API依靠Socket進(jìn)行通訊。Socket可以看成在兩個(gè)程序進(jìn)行通訊連接中的一個(gè)端點(diǎn)，一個(gè)程序?qū)⒁欢涡畔�寫入Socket中，該Socket將這段信息發(fā)送給另外一個(gè)Socket中，使這段信息能傳送到其他程序中。如圖1



　　我們來分析一下圖1，Host A上的程序A將一段信息寫入Socket中，Socket的內(nèi)容被Host A的網(wǎng)絡(luò)管理軟件訪問，并將這段信息通過Host A的網(wǎng)絡(luò)接口卡發(fā)送到Host B，Host B的網(wǎng)絡(luò)接口卡接收到這段信息后，傳送給Host B的網(wǎng)絡(luò)管理軟件，網(wǎng)絡(luò)管理軟件將這段信息保存在Host B的Socket中，然后程序B才能在Socket中閱讀這段信息。

　　假設(shè)在圖1的網(wǎng)絡(luò)中添加第三個(gè)主機(jī)Host C，那么Host A怎么知道信息被正確傳送到Host B而不是被傳送到Host C中了呢？基于TCP/IP網(wǎng)絡(luò)中的每一個(gè)主機(jī)均被賦予了一個(gè)唯一的IP地址，IP地址是一個(gè)32位的無符號(hào)整數(shù)，由于沒有轉(zhuǎn)變成二進(jìn)制，因此通常以小數(shù)點(diǎn)分隔，如：198.163.227.6，正如所見IP地址均由四個(gè)部分組成，每個(gè)部分的范圍都是0-255，以表示8位地址。

　　值得注意的是IP地址都是32位地址，這是IP協(xié)議版本4（簡(jiǎn)稱Ipv4）規(guī)定的，目前由于IPv4地址已近耗盡，所以IPv6地址正逐漸代替Ipv4地址，Ipv6地址則是128位無符號(hào)整數(shù)。

　　假設(shè)第二個(gè)程序被加入圖1的網(wǎng)絡(luò)的Host B中，那么由Host A傳來的信息如何能被正確的傳給程序B而不是傳給新加入的程序呢？這是因?yàn)槊恳粋�(gè)基于TCP/IP網(wǎng)絡(luò)通訊的程序都被賦予了唯一的端口和端口號(hào)，端口是一個(gè)信息緩沖區(qū)，用于保留Socket中的輸入/輸出信息，端口號(hào)是一個(gè)16位無符號(hào)整數(shù)，范圍是0-65535，以區(qū)別主機(jī)上的每一個(gè)程序（端口號(hào)就像房屋中的房間號(hào)），低于256的短口號(hào)保留給標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用程序，比如pop3的端口號(hào)就是110，每一個(gè)套接字都組合進(jìn)了IP地址、端口、端口號(hào)，這樣形成的整體就可以區(qū)別每一個(gè)套接字t，下面我們就來談?wù)剝煞N套接字：流套接字和自尋址數(shù)據(jù)套接字。

　　流套接字（Stream Socket）

　　無論何時(shí)，在兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序之間發(fā)送和接收信息時(shí)都需要建立一個(gè)可靠的連接，流套接字依靠TCP協(xié)議來保證信息正確到達(dá)目的地，實(shí)際上，IP包有可能在網(wǎng)絡(luò)中丟失或者在傳送過程中發(fā)生錯(cuò)誤，任何一種情況發(fā)生，作為接受方的 TCP將聯(lián)系發(fā)送方TCP重新發(fā)送這個(gè)IP包。這就是所謂的在兩個(gè)流套接字之間建立可靠的連接。

　　流套接字在C/S程序中扮演一個(gè)必需的角色，客戶機(jī)程序（需要訪問某些服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序）創(chuàng)建一個(gè)扮演服務(wù)器程序的主機(jī)的IP地址和服務(wù)器程序（為客戶端應(yīng)用程序提供服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序）的端口號(hào)的流套接字對(duì)象。

　　客戶端流套接字的初始化代碼將IP地址和端口號(hào)傳遞給客戶端主機(jī)的網(wǎng)絡(luò)管理軟件，管理軟件將IP地址和端口號(hào)通過NIC傳遞給服務(wù)器端主機(jī)；服務(wù)器端主機(jī)讀到經(jīng)過NIC傳遞來的數(shù)據(jù)，然后查看服務(wù)器程序是否處于監(jiān)聽狀態(tài)，這種監(jiān)聽依然是通過套接字和端口來進(jìn)行的；如果服務(wù)器程序處于監(jiān)聽狀態(tài)，那么服務(wù)器端網(wǎng)絡(luò)管理軟件就向客戶機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理軟件發(fā)出一個(gè)積極的響應(yīng)信號(hào)，接收到響應(yīng)信號(hào)后，客戶端流套接字初始化代碼就給客戶程序建立一個(gè)端口號(hào)，并將這個(gè)端口號(hào)傳遞給服務(wù)器程序的套接字（服務(wù)器程序?qū)⑹褂眠@個(gè)端口號(hào)識(shí)別傳來的信息是否是屬于客戶程序）同時(shí)完成流套接字的初始化。

　　如果服務(wù)器程序沒有處于監(jiān)聽狀態(tài)，那么服務(wù)器端網(wǎng)絡(luò)管理軟件將給客戶端傳遞一個(gè)消極信號(hào)，收到這個(gè)消極信號(hào)后，客戶程序的流套接字初始化代碼將拋出一個(gè)異常對(duì)象并且不建立通訊連接，也不創(chuàng)建流套接字對(duì)象。這種情形就像打電話一樣，當(dāng)有人的時(shí)候通訊建立，否則電話將被掛起。

　　這部分的工作包括了相關(guān)聯(lián)的三個(gè)類：InetAddress, Socket, 和 ServerSocket。 InetAddress對(duì)象描繪了32位或128位IP地址，Socket對(duì)象代表了客戶程序流套接字，ServerSocket代表了服務(wù)程序流套接字，所有這三個(gè)類均位于包java.net中。

　　InetAddress類

　　InetAddress類在網(wǎng)絡(luò)API套接字編程中扮演了一個(gè)重要角色。參數(shù)傳遞給流套接字類和自尋址套接字類構(gòu)造器或非構(gòu)造器方法。InetAddress描述了32位或64位IP地址，要完成這個(gè)功能，InetAddress類主要依靠?jī)蓚�(gè)支持類Inet4Address 和 Inet6Address，這三個(gè)類是繼承關(guān)系，InetAddrress是父類，Inet4Address 和 Inet6Address是子類。

　　由于InetAddress類只有一個(gè)構(gòu)造函數(shù)，而且不能傳遞參數(shù)，所以不能直接創(chuàng)建InetAddress對(duì)象，比如下面的做法就是錯(cuò)誤的：

InetAddress ia = new InetAddress ();

　　但我們可以通過下面的5個(gè)工廠方法創(chuàng)建來創(chuàng)建一個(gè)InetAddress對(duì)象或InetAddress數(shù)組：

　　　. getAllByName(String host)方法返回一個(gè)InetAddress對(duì)象的引用，每個(gè)對(duì)象包含一個(gè)表示相應(yīng)主機(jī)名的單獨(dú)的IP地址，這個(gè)IP地址是通過host參數(shù)傳遞的，對(duì)于指定的主機(jī)如果沒有IP地址存在那么這個(gè)方法將拋出一個(gè)UnknownHostException 異常對(duì)象。

　　　. getByAddress(byte [] addr)方法返回一個(gè)InetAddress對(duì)象的引用，這個(gè)對(duì)象包含了一個(gè)Ipv4地址或Ipv6地址，Ipv4地址是一個(gè)4字節(jié)數(shù)組，Ipv6地址是一個(gè)16字節(jié)地址數(shù)組，如果返回的數(shù)組既不是4字節(jié)的也不是16字節(jié)的，那么方法將會(huì)拋出一個(gè)UnknownHostException異常對(duì)象。

　　　. getByAddress(String host, byte [] addr)方法返回一個(gè)InetAddress對(duì)象的引用，這個(gè)InetAddress對(duì)象包含了一個(gè)由host和4字節(jié)的addr數(shù)組指定的IP地址，或者是host和16字節(jié)的addr數(shù)組指定的IP地址，如果這個(gè)數(shù)組既不是4字節(jié)的也不是16位字節(jié)的，那么該方法將拋出一個(gè)UnknownHostException異常對(duì)象。

　　　. getByName(String host)方法返回一個(gè)InetAddress對(duì)象，該對(duì)象包含了一個(gè)與host參數(shù)指定的主機(jī)相對(duì)應(yīng)的IP地址，對(duì)于指定的主機(jī)如果沒有IP地址存在，那么方法將拋出一個(gè)UnknownHostException異常對(duì)象。

　　　. getLocalHost()方法返回一個(gè)InetAddress對(duì)象，這個(gè)對(duì)象包含了本地機(jī)的IP地址，考慮到本地主機(jī)既是客戶程序主機(jī)又是服務(wù)器程序主機(jī)，為避免混亂，我們將客戶程序主機(jī)稱為客戶主機(jī)，將服務(wù)器程序主機(jī)稱為服務(wù)器主機(jī)。

　　上面講到的方法均提到返回一個(gè)或多個(gè)InetAddress對(duì)象的引用，實(shí)際上每一個(gè)方法都要返回一個(gè)或多個(gè)Inet4Address/Inet6Address對(duì)象的引用，調(diào)用者不需要知道引用的子類型，相反調(diào)用者可以使用返回的引用調(diào)用InetAddress對(duì)象的非靜態(tài)方法，包括子類型的多態(tài)以確保重載方法被調(diào)用。

　　InetAddress和它的子類型對(duì)象處理主機(jī)名到主機(jī)IPv4或IPv6地址的轉(zhuǎn)換，要完成這個(gè)轉(zhuǎn)換需要使用域名系統(tǒng)，下面的代碼示范了如何通過調(diào)用getByName(String host)方法獲得InetAddress子類對(duì)象的方法，這個(gè)對(duì)象包含了與host參數(shù)相對(duì)應(yīng)的IP地址：

InetAddress ia = InetAddress.getByName ("www.javajeff.com"));

　　一但獲得了InetAddress子類對(duì)象的引用就可以調(diào)用InetAddress的各種方法來獲得InetAddress子類對(duì)象中的IP地址信息，比如，可以通過調(diào)用getCanonicalHostName()從域名服務(wù)中獲得標(biāo)準(zhǔn)的主機(jī)名；getHostAddress()獲得IP地址，getHostName()獲得主機(jī)名，isLoopbackAddress()判斷IP地址是否是一個(gè)loopback地址。

　　List1 是一段示范代碼：InetAddressDemo

// InetAddressDemo.java

import java.net.*;

class InetAddressDemo
{
　public static void main (String [] args) throws UnknownHostException
　{
　　String host = "localhost";

　　if (args.length == 1)
　　　host = args [0];

　　InetAddress ia = InetAddress.getByName (host);

　　System.out.println ("Canonical Host Name = " +
　　　　　　　　ia.getCanonicalHostName ());
　　System.out.println ("Host Address = " +
　　　　　　　　ia.getHostAddress ());
　　System.out.println ("Host Name = " +
　　　　　　　　ia.getHostName ());
　　System.out.println ("Is Loopback Address = " +
　　　　　　　　ia.isLoopbackAddress ());
　}
}

　　當(dāng)無命令行參數(shù)時(shí)，代碼輸出類似下面的結(jié)果：

Canonical Host Name = localhost
Host Address = 127.0.0.1
Host Name = localhost
Is Loopback Address = true

　　InetAddressDemo給了你一個(gè)指定主機(jī)名作為命令行參數(shù)的選擇，如果沒有主機(jī)名被指定，那么將使用localhost(客戶機(jī)的)，InetAddressDemo通過調(diào)用getByName(String host)方法獲得一個(gè)InetAddress子類對(duì)象的引用，通過這個(gè)引用獲得了標(biāo)準(zhǔn)主機(jī)名，主機(jī)地址，主機(jī)名以及IP地址是否是loopback地址的輸出。