黑马程序员java学习—网络编程

一、概述：

1、网络模型：OSI参考模型、 TCP/IP参考模型

2、网络通讯要素:IP地址、端口号、传输协议

3、网络参考模型：

   


      数据链路层：对从物理层接受的数据进行MAC（网卡地址）地址的封装和解封装

      网络层：进行IP地址的封装。

      传输层:定义了一些传输数据的协议和端口号

      会话层：传输端口和接受端口，访问请求和接受。建立数据传输通道

4、网络通讯要素

     |-----IP地址:InetAddress

         |---网络中设备的标识

         |---不易记忆，可用主机名

         |---本地回环地址：127.0.0.1 主机名：localhost

    |-----端口号

         |---用于标识进程的逻辑地址，不同进程的标识

         |---有效端口：0~65535，其中0~1024系统使用或保留端口。

    |-----传输协议

         |---通讯的规则

         |---常见协议：TCP，UDP

 

二、TCP和UDP

    UDP：

    1、将数据及源和目的封装成数据包中，不需要建立连接

    2、每个数据报的大小在限制在64k内

    3、因无连接，是不可靠协议

    4、不需要建立连接，速度快



   TCP：

    1、建立连接，形成传输数据的通道。

    2、在连接中进行大数据量传输

    3、通过三次握手完成连接，是可靠协议

    4、必须建立连接，效率会稍低

 

   Socket：

    1、Socket就是为网络服务提供的一种机制。

2、通信的两端都有Socket。

3、网络通信其实就是Socket间的通信。

4、数据在两个Socket间通过IO传输。

 

三、UDP传输的实现

    基本思路：

        1、DatagramSocket与DatagramPacket

        2、建立发送端，接收端。

     3、建立数据包。

     4、调用Socket的发送接收方法。

     5、关闭Socket。

   注意：发送端与接收端是两个独立的运行程序。

   发送端：在发送端，要在数据包对象中明确目的地 IP及端口。

        DatagramSocket ds = new DatagramSocket();

        byte[] by = “hello,udp”.getBytes();

        DatagramPacket dp = new DatagramPacket(by,0,by.length,InetAddress.getByName(“127.0.0.1”),10000);

        ds.send(dp);

        ds.close();

   接收端：在接收端，要指定监听的端口。

        DatagramSocket ds = new DatagramSocket(10000);

        byte[] by = new byte[1024];

        DatagramPacket dp = new DatagramPacket(by,by.length);

        ds.receive(dp);

        String str = new String(dp.getData(),0,dp.getLength());

        System.out.println(str+"--"+dp.getAddress());

        ds.close();

代码如下：

import java.net.*;
/*
需求：通过udp传输方式，将一段文字数据发送出去。，
定义一个udp发送端。
思路：
1，建立updsocket服务。
2，提供数据，并将数据封装到数据包中。
3，通过socket服务的发送功能，将数据包发出去。
4，关闭资源。
*/

class  UdpSend
{
public static void main(String[] args) throws Exception
{
//1，创建udp服务。通过DatagramSocket对象。
DatagramSocket ds = new DatagramSocket(8888);

//2，确定数据，并封装成数据包。DatagramPacket(byte[] buf, int length, InetAddress address, int port)

byte[] buf = "udp ge men lai le ".getBytes();
DatagramPacket dp =
new DatagramPacket(buf,buf.length,InetAddress.getByName("192.168.1.254"),10000);

//3，通过socket服务，将已有的数据包发送出去。通过send方法。
ds.send(dp);

//4，关闭资源。

ds.close();

}
}

/*
需求：
定义一个应用程序，用于接收udp协议传输的数据并处理的。
定义udp的接收端。
思路：
1，定义udpsocket服务。通常会监听一个端口。其实就是给这个接收网络应用程序定义数字标识。
方便于明确哪些数据过来该应用程序可以处理。
2，定义一个数据包，因为要存储接收到的字节数据。
因为数据包对象中有更多功能可以提取字节数据中的不同数据信息。
3，通过socket服务的receive方法将收到的数据存入已定义好的数据包中。
4，通过数据包对象的特有功能。将这些不同的数据取出。打印在控制台上。
5，关闭资源。
*/

class  UdpRece
{
public static void main(String[] args) throws Exception
{
//1,创建udp socket，建立端点。
DatagramSocket ds = new DatagramSocket(10000);
while(true)
{
//2,定义数据包。用于存储数据。
byte[] buf = new byte[1024];
DatagramPacket dp = new DatagramPacket(buf,buf.length);

//3，通过服务的receive方法将收到数据存入数据包中。
ds.receive(dp);//阻塞式方法。

//4，通过数据包的方法获取其中的数据。
String ip = dp.getAddress().getHostAddress();

String data = new String(dp.getData(),0,dp.getLength());

int port = dp.getPort();

System.out.println(ip+"::"+data+"::"+port);

}
//5，关闭资源
ds.close();

}
}

UDP聊天程序：

思路：

编写一个聊天程序。

有收数据的部分，和发数据的部分。

这两部分需要同时执行。

那就需要用到多线程技术。

一个线程控制收，一个线程控制发。

因为收和发动作是不一致的，所以要定义两个run方法。

而且这两个方法要封装到不同的类中。

代码如下：

import java.io.*;
import java.net.*;
class Send implements Runnable
{
private DatagramSocket ds;
public Send(DatagramSocket ds)
{
this.ds = ds;
}

public void run()
{
try
{
BufferedReader bufr = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));

String line = null;

while((line=bufr.readLine())!=null)
{

byte[] buf = line.getBytes();

DatagramPacket dp =
new DatagramPacket(buf,buf.length,InetAddress.getByName("192.168.1.255"),10002);

ds.send(dp);

if("886".equals(line))
break;
}
}
catch (Exception e)
{
throw new RuntimeException("发送端失败");
}
}
}

class Rece implements Runnable
{

private DatagramSocket ds;
public Rece(DatagramSocket ds)
{
this.ds = ds;
}
public void run()
{
try
{
while(true)
{
byte[] buf = new byte[1024];
DatagramPacket dp = new DatagramPacket(buf,buf.length);

ds.receive(dp);

String ip = dp.getAddress().getHostAddress();

String data = new String(dp.getData(),0,dp.getLength());

if("886".equals(data))
{
System.out.println(ip+"....离开聊天室");
break;
}

System.out.println(ip+":"+data);
}
}
catch (Exception e)
{
throw new RuntimeException("接收端失败");
}
}
}

class  ChatDemo
{
public static void main(String[] args) throws Exception
{
DatagramSocket sendSocket = new DatagramSocket();
DatagramSocket receSocket = new DatagramSocket(10002);

new Thread(new Send(sendSocket)).start();
new Thread(new Rece(receSocket)).start();
//创建Send和Rece的子类对象传给Thread构造函数
}
}

 

四、TCP传输的实现

      基本思路:

      1、Socket和ServerSocket

      2、建立客户端和服务器端

      3、建立连接后，通过Socket中的IO流进行数据的传输

      4、关闭socket

      同样，客户端与服务器端是两个独立的应用程序。

    

客户端：通过Socket建立对象并指定要连接的服务端主机以及端口。

     1、客户端需要明确服务器的ip地址以及端口，这样才可以去试着建立连接，如果连接失败，会出现异常。

 2、连接成功，说明客户端与服务端建立了通道，那么 通过IO流就可以进行数据的传输，而Socket对象已经提供了输入流和输出流对象，通过 getInputStream(),getOutputStream()获取即可。

 3、与服务端通讯结束后，关闭Socket。

    Socket s = new Socket(“192.168.1.1”,9999);

    OutputStream out = s.getOutputStream();

    out.write(“hello”.getBytes());

    s.close();

服务端：建立服务端需要监听一个端口

    1、服务端需要明确它要处理的数据是从哪个 端口进入的。

2、当有客户端访问时，要明确是哪个客户 端，可通过accept()获取已连接的客户端对象，并通过该对象与客户端通过IO流进行数据传输。

3、当该客户端访问结束，关闭该客户端。

    ServerSocket ss = new ServerSocket(9999);

    Socket s = ss.accept ();

    InputStream in = s.getInputStream();

    byte[] buf = new byte[1024];

    int num = in.read(buf);

    String str = new String(buf,0,num);

    System.out.println(s.getInetAddress().toString()+”:”+str);

    s.close();

    ss.close();

代码如下：

/*
演示tcp传输。
1,tcp分客户端和服务端。
2，客户端对应的对象是Socket。
服务端对应的对象是ServerSocket。
*/

/*
需求：给服务端发送给一个文本数据。

客户端:
通过查阅socket对象，发现在该对象建立时，就可以去连接指定主机。
因为tcp是面向连接的。所以在建立socket服务时，
就要有服务端存在，并连接成功。形成通路后，在该通道进行数据的传输。
*/
import java.io.*;
import java.net.*;
class  TcpClient
{
public static void main(String[] args) throws Exception
{
//创建客户端的socket服务。指定目的主机和端口
Socket s = new Socket("192.168.1.254",10003);
//为了发送数据，应该获取socket流中的输出流。
OutputStream out = s.getOutputStream();
out.write("tcp ge men lai le ".getBytes());
s.close();
}
}

/*
需求：定义端点接收数据并打印在控制台上。

服务端:
1，建立服务端的socket服务。ServerSocket();
并监听一个端口。
2，获取连接过来的客户端对象。
通过ServerSokcet的 accept方法。没有连接就会等，所以这个方法阻塞式的。
3，客户端如果发过来数据，那么服务端要使用对应的客户端对象，并获取到该客户端对象的读取流来读取发过来的数据。
并打印在控制台。
4，关闭服务端。（可选）
*/
class  TcpServer
{
public static void main(String[] args) throws Exception
{
//建立服务端socket服务。并监听一个端口。
ServerSocket ss = new ServerSocket(10003);
//通过accept方法获取连接过来的客户端对象。
while(true)
{
Socket s = ss.accept();//该方法是阻塞式的。

String ip = s.getInetAddress().getHostAddress();
System.out.println(ip+".....connected");

//获取客户端发送过来的数据，那么要使用客户端对象的读取流来读取数据。
InputStream in = s.getInputStream();

byte[] buf = new byte[1024];
int len = in.read(buf);

System.out.println(new String(buf,0,len));
s.close();//关闭客户端.
}
ss.close();
}
}

 

Tcp传输最容易出现的问题:

       客户端连接上服务端，两端都在等待，没有任何数据传输。

通过例程分析：

        因为read方法或者readLine方法是阻塞式。

解决办法：

       自定义结束标记

       使用shutdownInput，shutdownOutput方法。

   

/*
需求：建立一个文本转换服务器。
客户端给服务端发送文本，服务单会将文本转成大写在返回给客户端。
而且客户度可以不断的进行文本转换。当客户端输入over时，转换结束。

分析：
客户端：
既然是操作设备上的数据，那么就可以使用io技术，并按照io的操作规律来思考。
源：键盘录入。
目的：网络设备，网络输出流。
而且操作的是文本数据。可以选择字符流。

步骤
1，建立服务。
2，获取键盘录入。
3，将数据发给服务端。
4，后去服务端返回的大写数据。
5，结束，关资源。

都是文本数据，可以使用字符流进行操作，同时提高效率，加入缓冲。
*/
import java.io.*;
import java.net.*;

class  TransClient
{
public static void main(String[] args) throws Exception
{
Socket s = new Socket("192.168.1.254",10005);

//定义读取键盘数据的流对象。
BufferedReader bufr =
new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));

//定义目的，将数据写入到socket输出流。发给服务端。
BufferedWriter bufOut =
new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(s.getOutputStream()));//字节流转成字符流

//定义一个socket读取流，读取服务端返回的大写信息。
BufferedReader bufIn =
new BufferedReader(new InputStreamReader(s.getInputStream()));

//修改：PrintWriter out = new PrintWriter(s.getOutputStream(),true);

String line = null;

while((line=bufr.readLine())!=null)
{
if("over".equals(line))
break;

//修改：out.println(line);
bufOut.write(line);

String str =bufIn.readLine();
System.out.println("server:"+str);

}

bufr.close();
s.close();

}
}
/*

服务端：
源：socket读取流。
目的：socket输出流。
都是文本，装饰。
*/

class  TransServer
{
public static void main(String[] args) throws Exception
{
ServerSocket ss = new ServerSocket(10005);

Socket s = ss.accept();
String ip = s.getInetAddress().getHostAddress();
System.out.println(ip+"....connected");

//读取socket读取流中的数据。
BufferedReader bufIn =
new BufferedReader(new InputStreamReader(s.getInputStream()));

//目的。socket输出流。将大写数据写入到socket输出流，并发送给客户端。
BufferedWriter bufOut =
new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(s.getOutputStream()));

//修改：PrintWriter out = new PrintWriter(s.getOutputStream(),true);

String line = null;
while((line=bufIn.readLine())!=null)
{

System.out.println(line);

//修改：out.println(line.toUpperCase());自动换行，自动刷新。结束标记，否则两端阻塞。
bufOut.write(line.toUpperCase());
}

s.close();
ss.close();

}
}
/*
该例子出现的问题。
现象：客户端和服务端都在莫名的等待。
为什么呢？
因为客户端和服务端都有阻塞式方法。这些方法么没有读到结束标记。那么就一直等
而导致两端，都在等待。
*/

