Java單個(gè)TCP連接發(fā)送多個(gè)文件的問題怎么解決

這篇文章主要介紹“Java單個(gè)TCP連接發(fā)送多個(gè)文件的問題怎么解決”的相關(guān)知識(shí)，小編通過實(shí)際案例向大家展示操作過程，操作方法簡單快捷，實(shí)用性強(qiáng)，希望這篇“Java單個(gè)TCP連接發(fā)送多個(gè)文件的問題怎么解決”文章能幫助大家解決問題。

使用一個(gè)TCP連接發(fā)送多個(gè)文件

為什么會(huì)有這篇博客？ 最近在看一些相關(guān)方面的東西，簡單的使用一下 Socket 進(jìn)行編程是沒有的問題的，但是這樣只是建立了一些基本概念。對(duì)于真正的問題，還是無能為力。

當(dāng)我需要進(jìn)行文件的傳輸時(shí)，我發(fā)現(xiàn)我好像只是發(fā)送過去了數(shù)據(jù)（二進(jìn)制數(shù)據(jù)），但是關(guān)于文件的一些信息卻丟失了（文件的擴(kuò)展名）。而且每次我只能使用一個(gè) Socket 發(fā)送一個(gè)文件，沒有辦法做到連續(xù)發(fā)送文件（因?yàn)槲沂且揽筷P(guān)閉流來完成發(fā)送文件的，也就是說我其實(shí)是不知道文件的長度，所以只能以一個(gè) Socket 連接代表一個(gè)文件）。

這些問題困擾了我好久，我去網(wǎng)上簡單的查找了一下，沒有發(fā)現(xiàn)什么現(xiàn)成的例子（可能沒有找到吧），有人提了一下，可以自己定義協(xié)議進(jìn)行發(fā)送。 這個(gè)倒是激發(fā)了我的興趣，感覺像是明白了什么，因?yàn)槲覄倢W(xué)過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)這門課，老實(shí)說我學(xué)得不怎么樣，但是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的概念我是學(xué)習(xí)到了。

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)這門課上，提到了很多協(xié)議，不知不覺中我也有了協(xié)議的概念。所以我找到了解決的辦法：自己在 TCP 層上定義一個(gè)簡單的協(xié)議。 通過定義協(xié)議，這樣問題就迎刃而解了。

協(xié)議的作用

從主機(jī)1到主機(jī)2發(fā)送數(shù)據(jù)，從應(yīng)用層的角度看，它們只能看到應(yīng)用程序數(shù)據(jù)，但是我們通過圖是可以看出來的，數(shù)據(jù)從主機(jī)1開始，每向下一層數(shù)據(jù)會(huì)加上一個(gè)首部，然后在網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行傳播，當(dāng)?shù)竭_(dá)主機(jī)2后，每向上一層會(huì)去掉一個(gè)首部，達(dá)到應(yīng)用層時(shí)，就只有數(shù)據(jù)了。（這里只是簡單的說明一下，實(shí)際上這樣還是不夠嚴(yán)謹(jǐn)，但是對(duì)于簡單的理解是夠了。）

所以，我可以自己定義一個(gè)簡單的協(xié)議，將一些必要的信息放在協(xié)議頭部，然后讓計(jì)算機(jī)程序自己解析協(xié)議頭部信息，而且每一個(gè)協(xié)議報(bào)文就相當(dāng)于一個(gè)文件。這樣多個(gè)協(xié)議就是多個(gè)文件了。而且協(xié)議之間是可以區(qū)分的，不然的話，連續(xù)傳輸多個(gè)文件，如果無法區(qū)分屬于每個(gè)文件的字節(jié)流，那么傳輸是毫無意義的。

定義數(shù)據(jù)的發(fā)送格式（協(xié)議）

這里的發(fā)送格式（我感覺和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的協(xié)議有點(diǎn)像，也就稱它為一個(gè)簡單的協(xié)議吧）。

發(fā)送格式：數(shù)據(jù)頭+數(shù)據(jù)體

數(shù)據(jù)頭：一個(gè)長度為一字節(jié)的數(shù)據(jù)，表示的內(nèi)容是文件的類型。 注：因?yàn)槊總€(gè)文件的類型是不一樣的，而且長度也不相同，我們知道協(xié)議的頭部一般是具有一個(gè)固定長度的（對(duì)于可變長的那些我們不考慮），所以我采用一個(gè)映射關(guān)系，即一個(gè)字節(jié)數(shù)字表示一個(gè)文件的類型。

舉一個(gè)例子，如下：

注：這里我做的是一個(gè)模擬，所以我只要測(cè)試幾種就行了。

數(shù)據(jù)體： 文件的數(shù)據(jù)部分（二進(jìn)制數(shù)據(jù)）。

代碼

客戶端

協(xié)議頭部類

package com.dragon;

public class Header {
	private byte type;      //文件類型
	private long length;      //文件長度
	
	public Header(byte type, long length) {
		super();
		this.type = type;
		this.length = length;
	}

	public byte getType() {
		return this.type;
	}
	
	public long getLength() {
		return this.length;
	}
}

發(fā)送文件類

package com.dragon;

import java.io.BufferedInputStream;
import java.io.BufferedOutputStream;
import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.IOException;
import java.net.Socket;

/**
 * 模擬文件傳輸協(xié)議：
 * 協(xié)議包含一個(gè)頭部和一個(gè)數(shù)據(jù)部分。
 * 頭部為 9 字節(jié)，其余為數(shù)據(jù)部分。
 * 規(guī)定頭部包含：文件的類型、文件數(shù)據(jù)的總長度信息。
 * */
public class FileTransfer {
	private byte[] header = new byte[9];   //協(xié)議的頭部為9字節(jié)，第一個(gè)字節(jié)為文件類型，后面8個(gè)字節(jié)為文件的字節(jié)長度。
	
	/**
	 *@param src source folder 
	 * @throws IOException 
	 * @throws FileNotFoundException 
	 * */
	public void transfer(Socket client, String src) throws FileNotFoundException, IOException {
		File srcFile = new File(src);
		File[] files = srcFile.listFiles(f->f.isFile());
		//獲取輸出流
		BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(client.getOutputStream());
		for (File file : files) {
			try (BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream(file))){
				 //將文件寫入流中
				String filename = file.getName();
				System.out.println(filename);
				//獲取文件的擴(kuò)展名
				String type = filename.substring(filename.lastIndexOf(".")+1);
				long len = file.length();
				//使用一個(gè)對(duì)象來保存文件的類型和長度信息，操作方便。
				Header h = new Header(this.getType(type), len);
				header = this.getHeader(h);
				
				//將文件基本信息作為頭部寫入流中
				bos.write(header, 0, header.length);
				//將文件數(shù)據(jù)作為數(shù)據(jù)部分寫入流中
				int hasRead = 0;
				byte[] b = new byte[1024];
				while ((hasRead = bis.read(b)) != -1) {
					bos.write(b, 0, hasRead);
				}
				bos.flush();   //強(qiáng)制刷新，否則會(huì)出錯(cuò)！
			}
		}
	}
	
	private byte[] getHeader(Header h) {
		byte[] header = new byte[9];
		byte t = h.getType();  
		long v = h.getLength();
		header[0] = t;                  //版本號(hào)
		header[1] = (byte)(v >>> 56);   //長度
		header[2] = (byte)(v >>> 48);
		header[3] = (byte)(v >>> 40);
		header[4] = (byte)(v >>> 32);
		header[5] = (byte)(v >>> 24);
		header[6] = (byte)(v >>> 16);
		header[7] = (byte)(v >>>  8);
		header[8] = (byte)(v >>>  0);
		return header;
	}
	
	/**
	 * 使用 0-127 作為類型的代號(hào)
	 * */
	private byte getType(String type) {
		byte t = 0;
		switch (type.toLowerCase()) {
		case "txt": t = 0; break;
		case "png": t=1; break;
		case "jpg": t=2; break;
		case "jpeg": t=3; break;
		case "avi": t=4; break;
		}
		return t;
	}
}

注：

1. 發(fā)送完一個(gè)文件后需要強(qiáng)制刷新一下。因?yàn)槲沂鞘褂玫木彌_流，我們知道為了提高發(fā)送的效率，并不是一有數(shù)據(jù)就發(fā)送，而是等待緩沖區(qū)滿了以后再發(fā)送，因?yàn)?IO 過程是很慢的（相較于 CPU），所以如果不刷新的話，當(dāng)數(shù)據(jù)量特別小的文件時(shí)，可能會(huì)導(dǎo)致服務(wù)器端接收不到數(shù)據(jù)（這個(gè)問題，感興趣的可以去了解一下。），這是一個(gè)需要注意的問題。（我測(cè)試的例子有一個(gè)文本文件只有31字節(jié)）。

2. getLong（） 方法將一個(gè) long 型數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為 byte 型數(shù)據(jù)，我們知道 long 占8個(gè)字節(jié)，但是這個(gè)方法是我從Java源碼里面抄過來的，有一個(gè)類叫做 DataOutputStream，它有一個(gè)方法是 writeLong()，它的底層實(shí)現(xiàn)就是將 long 轉(zhuǎn)為 byte，所以我直接借鑒過來了。（其實(shí)，這個(gè)也不是很復(fù)雜，它只是涉及了位運(yùn)算，但是寫出來這個(gè)代碼就是很厲害了，所以我選擇直接使用這段代碼，如果對(duì)于位運(yùn)算感興趣，可以參考一個(gè)我的博客：位運(yùn)算）。

測(cè)試類

package com.dragon;

import java.io.IOException;
import java.net.Socket;
import java.net.UnknownHostException;

//類型使用代號(hào)：固定長度
//文件長度：long->byte 固定長度
public class Test {
	public static void main(String[] args) throws UnknownHostException, IOException {
		FileTransfer fileTransfer = new FileTransfer();
		try (Socket client = new Socket("127.0.0.1", 8000)) {
			fileTransfer.transfer(client, "D:/DBC/src");
		}
	}
}

服務(wù)器端

協(xié)議解析類

package com.dragon;

import java.io.BufferedInputStream;
import java.io.BufferedOutputStream;
import java.io.File;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.net.Socket;
import java.util.UUID;

/**
 * 接受客戶端傳過來的文件數(shù)據(jù)，并將其還原為文件。
 * */
public class FileResolve {
	private byte[] header = new byte[9];  
	
	/**
	 * @param des 輸出文件的目錄
	 * */
	public void fileResolve(Socket client, String des) throws IOException {
		BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(client.getInputStream());
		File desFile = new File(des);
		if (!desFile.exists()) {
			if (!desFile.mkdirs()) {
				throw new FileNotFoundException("無法創(chuàng)建輸出路徑");
			}
		}
		
		while (true) {	
			//先讀取文件的頭部信息
			int exit = bis.read(header, 0, header.length);
			
			//當(dāng)最后一個(gè)文件發(fā)送完，客戶端會(huì)停止，服務(wù)器端讀取完數(shù)據(jù)后，就應(yīng)該關(guān)閉了，
			//否則就會(huì)造成死循環(huán)，并且會(huì)批量產(chǎn)生最后一個(gè)文件，但是沒有任何數(shù)據(jù)。
			if (exit == -1) {
				System.out.println("文件上傳結(jié)束！");
				break;   
			}
			
			String type = this.getType(header[0]);
			String filename  = UUID.randomUUID().toString()+"."+type;
			System.out.println(filename);
			//獲取文件的長度
			long len = this.getLength(header);
			long count = 0L;
			try (BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream(new File(des, filename)))){
				int hasRead = 0;
				byte[] b = new byte[1024];
				while (count < len && (hasRead = bis.read(b)) != -1) {
					bos.write(b, 0, hasRead);
					count += (long)hasRead;
					/**
					 * 當(dāng)文件最后一部分不足1024時(shí)，直接讀取此部分，然后結(jié)束。
					 * 文件已經(jīng)讀取完成了。
					 * */
					int last = (int)(len-count);
					if (last < 1024 && last > 0) {
						//這里不考慮網(wǎng)絡(luò)原因造成的無法讀取準(zhǔn)確的字節(jié)數(shù)，暫且認(rèn)為網(wǎng)絡(luò)是正常的。
						byte[] lastData = new byte[last];
						bis.read(lastData);
						bos.write(lastData, 0, last);
						count += (long)last;
					}
				}
			}
		}
	}
	
	/**
	 * 使用 0-127 作為類型的代號(hào)
	 * */
	private String getType(int type) {
		String t = "";
		switch (type) {
		case 0: t = "txt"; break;
		case 1: t = "png"; break;
		case 2: t = "jpg"; break;
		case 3: t = "jpeg"; break;
		case 4: t = "avi"; break;
		}
		return t;
	}
	
	private long getLength(byte[] h) {
		return (((long)h[1] << 56) +
                ((long)(h[2] & 255) << 48) +
                ((long)(h[3] & 255) << 40) +
                ((long)(h[4] & 255) << 32) +
                ((long)(h[5] & 255) << 24) +
                ((h[6] & 255) << 16) +
                ((h[7] & 255) <<  8) +
                ((h[8] & 255) <<  0));
	}
}

注：

1. 這個(gè)將 byte 轉(zhuǎn)為 long 的方法，相信大家也能猜出來了。DataInputStream 有一個(gè)方法叫 readLong()，所以我直接拿來使用了。（我覺得這兩段代碼寫的非常好，不過我就看了幾個(gè)類的源碼，哈哈?。?/p>

2. 這里我使用一個(gè)死循環(huán)進(jìn)行文件的讀取，但是我在測(cè)試的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)了一個(gè)問題很難解決：什么時(shí)候結(jié)束循環(huán)。 我一開始使用 client 關(guān)閉作為退出條件，但是發(fā)現(xiàn)無法起作用。后來發(fā)現(xiàn)，對(duì)于網(wǎng)絡(luò)流來說，如果讀取到 -1 說明對(duì)面的輸入流已經(jīng)關(guān)閉了，因此使用這個(gè)作為退出循環(huán)的標(biāo)志。如果刪去了這句代碼，程序會(huì)無法自動(dòng)終止，并且會(huì)一直產(chǎn)生最后一個(gè)讀取的文件，但是由于無法讀取到數(shù)據(jù)，所以文件都是 0 字節(jié)的文件。 （這個(gè)東西產(chǎn)生文件的速度很快，大概幾秒鐘就會(huì)產(chǎn)生幾千個(gè)文件，如果感興趣，可以嘗試一下，但是最好快速終止程序的運(yùn)行，哈哈！）

if (exit == -1) {
	System.out.println("文件上傳結(jié)束！");
	break;   
}

測(cè)試類

這里只測(cè)試一個(gè)連接就行了，這只是一個(gè)說明的例子。

package com.dragon;

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

public class Test {
	public static void main(String[] args) throws IOException {
		try (ServerSocket server = new ServerSocket(8000)){
			Socket client = server.accept();
			FileResolve fileResolve = new FileResolve();
			fileResolve.fileResolve(client, "D:/DBC/des");
		}	
	}
}

測(cè)試結(jié)果

Client

Server

源文件目錄 這里面包含了我測(cè)試的五種文件。注意對(duì)比文件的大小信息，對(duì)于IO的測(cè)試，我喜歡使用圖片和視頻測(cè)試，因?yàn)樗鼈兪呛芴厥獾奈募?，如果錯(cuò)了一點(diǎn)（字節(jié)少了、多了），文件基本上就損壞了，表現(xiàn)為圖片不正常顯示，視頻無法正常播放。

目的文件目錄

關(guān)于“Java單個(gè)TCP連接發(fā)送多個(gè)文件的問題怎么解決”的內(nèi)容就介紹到這里了，感謝大家的閱讀。如果想了解更多行業(yè)相關(guān)的知識(shí)，可以關(guān)注億速云行業(yè)資訊頻道，小編每天都會(huì)為大家更新不同的知識(shí)點(diǎn)。