基于TCP协议的项目架构之Socket流传输的实现

项目背景

　　 某银行的影像平台由于使用时间长，服务器等配置原因，老影像系统满足不了现在日益增长的数据量的需求，所以急需要升级改造。传统的影像平台使用的是Oracle数据库和简单的架构来存储数据（视频、图片等），所以很难满足现在的业务需求，其中最主要的就是存储下载等速度的影响，综合考虑之后，我们给出了升级改造方案，基于Http协议的数据传输和基于TCP协议的数据传输，按照要求需要用TCP协议，我们最终采用的是Socket网络传输的方案。

TCP协议介绍

　　TCP是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议，在简化的计算机网络OSI模型中，它完成第四层传输层所指定的功能，TCP层位于IP层之上，应用层之下的中间层，不同主机的应用层之间经常需要可靠的、像管道一样的连接，但IP层不需要提供这样的机制，而是提供不可靠的包交换。当应用层向TCP层发送用于网间传输的、用8位字节标示的数据流，TCP会把数据流分割为适当长度的报文段，之后TCP把数据包传给IP层，由它来通过网络将包传输给接收端的实体TCP层。TCP是因特网中的传输层协议，使用3次握手协议建立连接。

Socket

TCP通信是严格区分客户端与服务端的，在通信时，必须先由客户端去连接服务器才能实现通信，服务器端不可以主动连接客户端，并且服务器要事先启动，等待客户端的连接。

在JDK中提供了两个类用于实现TCP程序，一个是ServerSocket类，用于表示服务器，一个是Socket类，用于表示客户端。通信时，首先创建代表服务器端的ServerSocket对象，该对象相当于开启一个服务，并等待客户端的连接，然后创建代表客户端的Socket对象向服务器端发出连接请求，服务器端响应请求，两者建立连接，开始通信。

下面是我们通过Socket建立的模型，是多线程的，首先看服务端代码：

/**
* socket服务端
* @author 我心自在
*
*/
public class Main {
private static Log logger=null;
//线程池
public static ExecutorService executor =null;
/**
* 静态块，初始化
*/
static{
logger=LogFactory.getLog(SocketMain.class);
//线程池
executor = Executors.newFixedThreadPool(123);
}
/**
* 主程序入口
* @param args
*/
public static void main(String[] args) {
ServerSocket server = null;
Socket socket = null;
PropertiesUtil PropertiesUtil = new PropertiesUtil();
try {
//启动Socket服务端
　　　　　server=newServerSocket(23232);
while (true) {
//多线程接收客户端请求
socket = server.accept();
if (socket != null) {
executor.execute(new Controller(socket));
}
}
} catch (IOException e) {
logger.error("Main IO异常："+e.getMessage(),e);
} finally {
try {
if (server != null) {
server.close();
}
if (socket != null) {
socket.close();
}
} catch (IOException e) {
logger.error("Main流关闭异常："+e.getMessage(),e);
}
}
}
}

下面是业务处理类，支持多线程，主要用来处理业务

public class Controller implements Runnable {
private Socket socket;
private static Log logger=LogFactory.getLog(SocketController.class);
　　 public SocketController(Socket socket) {
super();
this.socket = socket;
}
　　public void run() {
//读取文件流
String requestMethod=null;
Map<String,Object> getMethAndNumMap=null;
Map<String,Object> jsonMap=null;
BufferedInputStream  bis =null;
OutputStream ops = null;
BufferedWriter bw = null;
BufferedOutputStream bos = null;
Document doc=null;
String XMLString=null;
try {
bis= new BufferedInputStream (socket.getInputStream());
//获取输出流
ops = socket.getOutputStream();
bos = new BufferedOutputStream(ops);
bw = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(ops));
byte[] fileinfo=new byte[256];
try {
bis.read(fileinfo);
} catch (IOException e1){
logger.error("流读取异常...."+e1.getMessage(),e1);
}
if(fileinfo!=null){
fileInfoString=new String(fileinfo).trim();
}
jsonMap=JSONUtil.jsonToMap(fileInfoString);
requestMethod=(String) jsonMap.get("requestMethod");
if (!(requestMethod==null||"".equals(requestMethod))) {
switch (requestMethod){
case "login":
Login.login(XMLString,bw,doc);//登录接口
break;
case "XXXX":
XXX.xxx();
break;
default:
//请求方法错误

}
}
} catch (UnknownHostException e) {
logger.error("Socket未知端口："+e.getMessage(),e);
} catch (IOException e) {
logger.error("Controller读流流异常："+e.getMessage(),e);
}finally{
try {
if (bw!=null) {
bw.flush();
bw.close();
}
if(ops!=null){
ops.close();
}
if(bos!=null){
bos.close();
}
bis.close();
socket.close();
} catch (IOException e) {
logger.error("socket关闭异常："+e.getMessage(),e);
}
}
}

　　这是一个完整的Socket传输框架，基本思想就是，通过输入流接到客户端发送过来的报文，然后进行解析，为什么统一用字节流接受呢，这里由具体的业务流程决定，因为我们的文件上传分两部分，一部分是文件信息，一部分是文件流，所以为了方便，统一使用字节流接收，根据字节流中的请求接口方法，调用对应的接口方法，完成业务处理。因为客户端的报文有两种，一种是XML类型的报文，另外一种是json格式的报文，这里只贴出了部分json格式的代码。差的只是一个XML的解析，解析方式很多，就不再赘述。

下面是客户端代码，以登录为例：

public class LoginTest {
public static void main(String[] args) {
String xml =
"<?xml version=\"1.0\" encoding=\"utf-8\"?>"
+ "<root>"
+ "<requestMethod>login</requestMethod>"
+ "<userinfo>"
+ "<loginname>test</loginname>"
+ "<passwd>123456</passwd>"
+ "</userinfo>"
+ "</root>";
Socket socket=null;
BufferedWriter bw=null;
BufferedReader br=null;
try {
socket=new Socket(”10.182.1.100“, 23232);
bw=new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(socket.getOutputStream()));
bw.write(xml);
bw.newLine();
bw.flush();
br=new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
System.out.println("服务器返回报文："+br.readLine());
bw.close();
br.close();
socket.close();
} catch (UnknownHostException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}

　　客户端代码非常简单，基本就是以流的形式发送报文，发送到客户端，完成请求，收到服务器响应后，关闭连接，完成一次请求。

　　以上只是一个简单的Socket通信模型，可以应用到很多不同的项目。大致思路就是通过Socket通信，获取客户端发送过来的报文，然后对报文进行解析，根据请求方法，调用不同的业务接口，处理不同的业务，结合不同的场景，执行不同的操作。