如何使用 Socket 编程实现 P2P 网络？

使用Socket编程实现P2P网络主要涉及以下步骤:

1. 节点发现:新加入网络的节点广播查询消息,找到网络中其他已存在节点。
2. 节点注册:新节点将自身信息注册到其他节点的路由表中,用于后续节点查找。
3. 路由表同步:节点之间定期同步路由表,使每个节点掌握网络中大部分节点信息。
4. 文件列表同步:节点之间同步文件列表,使每个节点掌握网络中大部分共享文件信息。
5. 文件查询:节点广播文件查询消息,定位网络中持有目标文件的一些节点。
6. 文件下载:节点向定位到的文件持有节点发起下载请求,并直接连接进行文件传输。
7. 文件上传:节点将新加入的文件信息发送到网络中部分节点,使其更新文件列表。
8. 网络聚合:通过定期广播和消息转发,使网络中的所有或大部分节点建立连接,实现网络聚合。
9. 路由选择:节点在转发消息时根据各节点连接情况选择合适路径,实现智能路由。

代码示例:

// 节点
ServerSocket server = new ServerSocket(8000);  
Set<Socket> nodes = new HashSet<>();    // 网络节点连接池    

// 处理新连接 
Socket newSocket = server.accept();
nodes.add(newSocket);       

// 定期广播路由表和文件列表
scheduler.scheduleAtFixedRate(() -> {
    for (Socket node : nodes) {  
        // 发送路由表和文件列表
    }
}, 0, 30, TimeUnit.SECONDS);  

// 文件查询
InputStream in = newSocket.getInputStream();
String filename = readData(in);
for (Socket node : nodes) { 
    // 转发文件查询消息
}

// 文件下载
InputStream fileIn = newSocket.getInputStream();
FileOutputStream fileOut = new FileOutputStream(filename);
int len;
byte[] buffer = new byte[1024];
while ((len = fileIn.read(buffer)) != -1) {
    fileOut.write(buffer, 0, len); 
}
fileOut.close();

// 客户端 
Socket socket = new Socket("127.0.0.1", 8000);  

// 注册到网络  
OutputStream out = socket.getOutputStream();
out.write("add_node".getBytes());

// 文件查询  
out.write("query_file.txt".getBytes());  

InputStream in = socket.getInputStream();
String address = readData(in);     // 读取文件拥有节点地址

Socket fileSocket = new Socket(address, 8000);
// 连接文件拥有节点并下载文件

P2P网络还涉及到文件分割、校验和、种群实现、索引结构等更复杂的问题,但Socket实现了其基本的节点互联和文件传输功能。