黑马程序员_Java基础_网络编程

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一、简介

Java的网络编程提供了两种通讯协议，UDP（数据报协议）与TCP（传输控制协议），网络通讯有三个要素：1、IP地址，2、端口号，3、网络协议

UDP与TCP的区别：

UDP将数据及源和目的封装成数据包，不需要建立链接，每个数据报的大小在现状在64k内，因无连接，所以是不可靠的协议，不需要建立连接，速度快。

TCP建立连接，形成传输数据的通道，在连接中进行大数据量传输，通过三次握手完成连接，是可靠协议，必须建立连接，效率会稍低。

二、UDP协议简单例子与知识点

在UDP协议中，一个通讯路径中有两个端点，一个是接收端，一个是发送端。

发送端：实例化UDP连接的类DatagramSocket（端口号（可选）），封装数据报包DatagramPacket，数据报包相当于邮件包，里面需要封装数据，数据的大小，发送的目的地（ip与端口），最后通过send方法发送数据

接收端：实例化UDP连接DatagramSocket（必填） 此时端口号应该明确说明，因为这样才能让发送端更方便的知道接收方的地址，在接受数据之前，需要准备接收数据的容器，也就是DatagramPacket数据报包，接收数据调用receive（）方法接收数据，封装到DatagramPacket包中，调用数据报包的方法，获取发送端的信息与数据，有一个小的知识点在这里提下，就是发送端数据报包的IP地址最后一位为255的话，就能够实现广播的效果，例如：192.168.0.255在这个网段的用户如果存在端口号一致的服务，都能接受到数据的。

例子：从键盘上输入一段文字，通过UDP发送给接收端，接收端，接收到数据显示在控制台上

package com.itheima.net;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.InputStreamReader;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetAddress;

/**
* 网络编程之UDP程序设计
* 模拟网络通讯，发送端发送数据，接收端接收到数据并打印在控制台上
*/
public class UDPDemo {

public static void main(String[] args) throws Exception{
//启动程序
new Thread(new UDPReceive()).start();
new Thread(new UDPSend()).start();
}
}

/**
* UDP发送端，把从控制台上接收到的数据发送到接收端
* 发送端实现Runnable接口
*
*/
class UDPSend implements Runnable{

public void run(){
send();
}
//发送数据的方法
private void send(){
try{
//定义UDP发送端
DatagramSocket socket = new DatagramSocket();
//接收控制台输入的数据，因为我的控制台上UTF-8编码会出现乱码，这里我采用GBK编码
BufferedReader mReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in,"GBK"));
String line = null;
while((line = mReader.readLine())!=null){
byte[] buf = line.getBytes();
//定义要发送的数据包

DatagramPacket p = new DatagramPacket
/*发送的数据  数据长度    发送到的地址                                     	发送到那个端口*/
(buf, 0, buf.length, InetAddress.getByName("127.0.0.1"), 10000);

socket.send(p);
if(line.equals("bye")){//键盘接收数据不能够停止，所以需要定义一个终止符
break;
}
}
System.out.println("发送端结束...");
}catch(Exception e){e.printStackTrace();}
}
}
class UDPReceive implements Runnable{
public void run(){
try{
//定义UDP接收端，接收端采用多线程，接收端口号为10000的所有数据
DatagramSocket socket = new DatagramSocket(10000);
while(true){
String result = receive(socket);
System.out.println(result);
//加上一下代码是为了终止接收端代码...终止接收端是不合理的。
if(result!=null && result.equals("bye")){
System.out.println("接收端结束...");
break;
}
}
}catch(Exception e){e.printStackTrace();}

}
private String receive(DatagramSocket socket){
try{
//因为UDP接收数据的最大长度为64k，所以定义一个64K为长度的缓冲区
byte[] buf = new byte[64*1024];
//定义数据包，接收数据
DatagramPacket p = new DatagramPacket(buf, buf.length);
socket.receive(p);
//获取数据包中的数据
byte[] result = p.getData();
//得到发送端发送的数据
String data = new String(result,0,result.length);
System.out.println(p.getAddress().getHostName()+p.getPort()+"说："+data);
if(data.trim().equals("bye")){
return "bye";
}
return null;
}catch(Exception e){e.printStackTrace();return null;}
}
}

三、TCP协议与知识点

Java中使用Socket（套接字）完成TCP程序的开发，使用此类可以方便的建立可靠的、双向的、持续的、点对点的通讯连接

TCP里面有两个重要的类：Socket类与ServerSocket类，ServerSocket类主要用在服务端程序的开发上（服务端一般都是多线程的），用于接收客户端的连接请求，常用的方法：

构造方法：ServerSocket（int port），创建ServerSocket实例，用于监听指定端口

方法：

accept()；等待客户端连接，是一个阻塞式方法

getInetAddress()；得到IP

close()；关闭连接

在服务端每次运行时都会使用accept()方法等待客户端的请求，当有客户端请求过来时，说返回一个Socket对象，该对象就是一个客户端对象，Socket对象常用的方法有：

构造方法：Socket(String host,int port)，构造Socket对象，同时指定要连接的服务器主机与端口号

方法：

getInputStream（）返回Socket对象的输入流

getOutputStream（）返回Socket对象的输出流

close（）关闭连接

分析学习下面最简单的TCP程序（这里先使用单线程）

服务端代码

package com.itheima.net;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.OutputStreamWriter;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;

/**
* 最简单的一个TCP程序，服务端
* 客户端输入一个小写字符，服务端把大写返回
*/
public class TCPServerDemo1 {

public static void main(String[] args) throws Exception{
//建立服务端
ServerSocket ss = new ServerSocket(10001);
//等待客户端请求
Socket s = ss.accept();
//客户端请求到来，输出客户端信息  主机名
System.out.println(s.getInetAddress().getHostName()+"连接到我的服务....");
BufferedReader mReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(s.getInputStream()));
OutputStreamWriter writer = new OutputStreamWriter(s.getOutputStream());
String line = null;
while((line = mReader.readLine())!=null){
//转换为大写发送出去
System.out.println("服务端接收到了数据....");
writer.write(line.toUpperCase());
//写出换行符，表示改行已经结束
writer.write(System.getProperty("line.separator"));
writer.flush();
System.out.println("服务端数据返回。");
}
//释放资源.....
s.close();
ss.close();
}

}

客户端代码

package com.itheima.net;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.OutputStreamWriter;
import java.net.Socket;

/**
* TCP程序的客户端
* @author Administrator
*
*/
public class TCPClientDemo1 {

public static void main(String[] args) throws Exception{
//向指定主机，这里是本机的指定端口10001发送请求
Socket s = new Socket("127.0.0.1", 10001);

//获取键盘输入
BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
//获取网络输出流对象，向服务端发送消息
OutputStreamWriter out = new OutputStreamWriter(s.getOutputStream());
//获取网络输入流对象，获取服务器返回值
BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(s.getInputStream()));
String line = null;
while((line = reader.readLine())!=null){
System.out.println(line+"---");
out.write(line);
//写出换行符，表示改行已经结束
//当然这里也可以使用BufferedWriter,里面有newLine()方法很好用
//还有就有更简单的方法PrintWriter 构造方法里面有autoFlush这个选项。
out.write(System.getProperty("line.separator"));
out.flush();
System.out.println("客户端发送出了数据");
System.out.println("服务端返回的数据是："+in.readLine());

}
}
}

下面使用多线程的方式完成服务端代码的编写，支持多线程并发访问

需求：完成图片上传，服务器端支持多个客户端并发上传图片

服务端代码：

package com.itheima.net;

import java.io.BufferedInputStream;
import java.io.OutputStreamWriter;
import java.io.PrintStream;
import java.io.PrintWriter;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;

/**
* TCP程序服务端
* 目标：支持多个客户端并发访问
* 技术：Socket、多线程、IO
*/
public class TCPServerDemo2 {

public static void main(String[] args) throws Exception{
//定义服务端
ServerSocket ss = new ServerSocket(10002);
//每个客户端进入，都会开辟一个新的线程，处理
while(true){
//等待客户端连接
Socket s = ss.accept();
//开启线程
new Thread(new Server(s)).start();
}
}
}
final class Server implements Runnable{
private Socket s;//每个服务端线程，对应一个客户端
public Server(Socket s){
this.s = s;
}
@Override
public void run() {
try{
System.out.println(s.getInetAddress().getHostName()+"连接到服务端....");
//得到网络输入流，接收客户端数据
BufferedInputStream in = new BufferedInputStream(s.getInputStream());
//得到文件输出流
PrintStream writer = new PrintStream(System.currentTimeMillis()+".jpg");
byte[] buf = new byte[1024];
int len = -1;
while((len = in.read(buf))!=-1){
writer.write(buf, 0, len);
}
writer.close();
//得到网络输出流，通知客户端，完成了上传
PrintWriter out = new PrintWriter(new OutputStreamWriter(s.getOutputStream()),true);
out.println("上传成功！");
//下面是释放资源
s.close();
writer.close();
}catch(Exception e){
e.printStackTrace();
}
}
}

客户端代码：

package com.itheima.net;

import java.io.BufferedInputStream;
import java.io.BufferedOutputStream;
import java.io.BufferedReader;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.PrintStream;
import java.net.Socket;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

//模拟客户端--第一个
public class TCPClientDemo2 {

public static void main(String[] args) throws Exception{
Socket s = new Socket("127.0.0.1", 10002);
//获取网络输入流，接收服务端反馈信息
BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(s.getInputStream()));
//获取网络输出流
PrintStream out = new PrintStream(new BufferedOutputStream(s.getOutputStream()));
//获取读取文件流
BufferedInputStream reader = new BufferedInputStream(new FileInputStream("a.jpg"));

byte[] buf = new byte[1024];
int len = -1;
while((len = reader.read(buf))!=-1){
//模拟大文件
TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
out.write(buf,0,len);
out.flush();//晕..我以为资源关闭会自动flush的..测试结果还需要手动flush
}
//结束标志
s.shutdownOutput();
reader.close();
//服务端返回数据
String line = in.readLine();
System.out.println("服务端说："+line);
s.close();
}
}

我在做测试的时候，复制一份客户端启动，模拟多个客户端并发请求服务端...

最后，还有一个知识点需要点出，就是HttpURLConnection，这个类的使用方法在JavaIO里面有个例子，就是模拟多线程下载文件。

总结：

在网络编程开发思路都是一样的，获取服务端连接，发送请求，得到服务端反馈信息。

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