Java中的网络编程函数及实际应用案例

Java中的网络编程函数有很多，主要包括Socket、ServerSocket、URL和URLConnection等。

首先是Socket和ServerSocket，它们是Java提供的网络通信的基础类。Socket类用于客户端向服务器发起连接，并进行数据的读写操作；ServerSocket类则用于服务器端监听客户端连接请求，并接受客户端的请求并创建一个Socket对象进行数据的传输。通过使用这两个类，就可以实现基于TCP协议的网络通信。

URL和URLConnection是用于访问Internet资源的类。URL类用于表示一个统一资源定位符，可以通过它来打开一个与远程服务器的连接，并获取服务器传回的数据；URLConnection类则用于处理URL的连接，并提供了一系列的方法来操作连接以及读取数据。通过使用这两个类，可以实现与服务器的基于HTTP协议的通信。

下面是一个实际应用案例：一个简单的聊天室程序。

// 服务器端代码
import java.io.IOException;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class ChatServer {
    private List<Socket> clients;

    public ChatServer() {
        clients = new ArrayList<>();
    }

    public void start(int port) {
        try {
            ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(port);
            System.out.println("服务器已启动，正在监听端口：" + port);

            while (true) {
                Socket clientSocket = serverSocket.accept();
                clients.add(clientSocket);
                System.out.println("有新客户端连接，当前在线人数：" + clients.size());

                // 创建线程来处理客户端的消息
                Thread thread = new Thread(new ClientHandler(clientSocket));
                thread.start();
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    private class ClientHandler implements Runnable {
        private Socket clientSocket;

        public ClientHandler(Socket clientSocket) {
            this.clientSocket = clientSocket;
        }

        public void run() {
            try {
                while (true) {
                    // 读取客户端发来的消息
                    String message = Utils.readLine(clientSocket.getInputStream());
                    System.out.println("收到消息：" + message);

                    // 把消息广播给其他客户端
                    for (Socket client : clients) {
                        if (client != clientSocket) {
                            Utils.writeLine(client.getOutputStream(), message);
                        }
                    }
                }
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            } finally {
                clients.remove(clientSocket);
                System.out.println("有客户端断开连接，当前在线人数：" + clients.size());
            }
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        ChatServer server = new ChatServer();
        server.start(8888);
    }
}

// 客户端代码
import java.io.IOException;
import java.net.Socket;
import java.util.Scanner;

public class ChatClient {
    public void start(String serverHost, int serverPort) {
        try {
            Socket socket = new Socket(serverHost, serverPort);
            System.out.println("已连接到服务器：" + serverHost + ":" + serverPort);

            // 创建线程来读取服务器发来的消息
            Thread thread = new Thread(new ServerHandler(socket));
            thread.start();

            // 读取用户输入的消息，并发送给服务器
            Scanner scanner = new Scanner(System.in);
            while (true) {
                String message = scanner.nextLine();
                Utils.writeLine(socket.getOutputStream(), message);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    private class ServerHandler implements Runnable {
        private Socket socket;

        public ServerHandler(Socket socket) {
            this.socket = socket;
        }

        public void run() {
            try {
                while (true) {
                    // 读取服务器发来的消息并打印
                    String message = Utils.readLine(socket.getInputStream());
                    System.out.println("收到消息：" + message);
                }
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        ChatClient client = new ChatClient();
        client.start("localhost", 8888);
    }
}

// 辅助工具类
import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.OutputStream;
import java.io.PrintWriter;
import java.nio.charset.StandardCharsets;

public class Utils {
    public static String readLine(InputStream inputStream) throws IOException {
        BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(inputStream, StandardCharsets.UTF_8));
        return reader.readLine();
    }

    public static void writeLine(OutputStream outputStream, String message) throws IOException {
        PrintWriter writer = new PrintWriter(outputStream);
        writer.println(message);
        writer.flush();
    }
}

这个聊天室程序中，服务器端通过ServerSocket监听客户端的连接请求，并接受客户端的请求建立Socket对象进行数据的传输。每当有客户端连接到服务器时，服务器就会创建一个新的线程处理该客户端的消息。客户端在与服务器建立连接后，用户可以输入消息并发送给服务器，同时客户端也会接收并打印服务器发来的消息。

通过这个案例，我们可以看到Java的网络编程能够实现不同机器之间的数据通信，扩展应用还可以开发出更多复杂的网络应用，如网络爬虫、网络服务器等。