黑马程序员_Java基础_网络编程_UDP传输协议编程,控制台聊天程序

一，网络编程

1，网络通信概述：网络在我们生活中很常见，比如我们使用QQ，微信，MSN等聊天软件，都是通过网络进行数据传输的。实现这样的数据传输需要满足那些条件呢？能够满足这些条件的应用程序就可以看做是一个网络应用程序。当我们和别人之间使用这样的程序进行通信时，首先我们必须知道别人在哪里，知道别人的电脑主机地址，这个地址也就是我们很熟悉的IP地址。但是只知道别人的IP地址还不够，我们的电脑上安装了肯定不止一款通信软件，那么怎样才能把我这边通过QQ发送的消息发送到对方的QQ上，而不是微信上呢？这就要引入端口的概念，当我们找到别人的位置，也就是获取到别人的IP地址后，找到别人的主机，然后找相对应的端口，我用QQ发送消息，只有找到对方的QQ所对应的端口，发送到该端口，别人的QQ才能处理我发送的消息数据。

2，端口：网络中的端口是逻辑端口，其实就是每个应用程序对应的数字标示，比如QQ对应的端口是一个数字，微信对应的端口又是另外一个数字，这些数字之间不会冲突。并不是我们常见的诸如网线端口，USB端口的物理端口。常见端口：WEB服务端口是80，tomcat服务器默认端口：8080，mySQL默认是3306，当然这些是可以修改的，一旦端口被占用，另一个网络程序就不能使用该端口了。

3，通信规则：通过IP地址和端口，我们能将我QQ发送的数据发送到对方QQ上面，但是发送过程中还要满足一个条件，就是我们两个人必须使用相同的通信规则，这个通信规则就称为协议，国际组织定义的通信协议时TCP/IP协议。因为通信协议不止一种，我使用QQ给你发送消息，使用的是A协议，而你接受是通过B协议肯定是行不通的，只有双方遵守相同的协议通信才能成功。

4，IP地址：IP地址是四端数字的排列组合，也就是我们熟知的IPV4地址，每一位的范围是0----255。例如：192.168.1.102。每台主机的IP地址是不一样的，后来为了解决IP地址不够用的问题就出现了IPV6地址，它支持字母和数字的组合，一共有八段。例如：2001:0DB8:0000:0000:0000:0000:1428:0000。我们自己电脑的IP地址可以通过命令行ipconfig命令查看，每台主机的本地回环地址是127.0.0.1，对应主机名是：localhost

二，网络参考模型



OSI的参考模型应用层，表示层，会话层对应TCP/IP参考模型的应用层，数据链路层和物理层对应TCP/IP参考模型的主机至网络层。Web应用程序的开发走的是应用层，而在学习网络编程的过程中我们直接操作的是传输层，关于应用层将在学习web开发时总结。

需求：获取本地IP地址和主机名的方法，以及获取指定网络主机的Ip地址。

import java.net.*;
public class InetAddressDemo
{
public static void main(String[] args) throws Exception {
//获取本地IP地址对象
InetAddress i = InetAddress.getLocalHost();
//获取本地主机名
System.out.println("name:" + i.getHostName());
//获取本地IP地址
System.out.println("address:" + i.getHostAddress());
System.out.println(i.getCanonicalHostName());
//获取网络主机的InetAddress对象，获取百度的IP地址
//InetAddress ie = InetAddress.getByName("www.baidu.com");//通过主机名获取InetAddress对象
InetAddress[] ia = InetAddress.getAllByName("www.baidu.com");
for(InetAddress i2: ia) {
System.out.println("name:" + i2.getHostName());
System.out.println("address:" + i2.getHostAddress());
}
}
}

三，网络通信协议：UDP和TCP

1，UDP通信协议：

（1）将数据及源和目的封装成包，不建立连接：发送方在发送数据的时候，不需要先建立连接，发送方只要将数据打包发送后就不管对方收不收的到了。

（2）数据包的大小有限制，一次只能发送64k，如果包超过64则分多次发送。

（3）面向无连接，所以协议不可靠，发送的数据包可能丢失。

（4）因为建立无连接，所以速度快。（比如聊天发送信息用的就是UDP协议，视屏会议，桌面共享都是UDP传输，就因为速度快）

2，TCP通信协议：

（1）建立连接，形成传输数据的通道：必须先确定对方在才发送数据。

（2）连接中进行大数据的传输。

（3）通过三次握手完成连接，可靠协议。

（4）由于要建立连接，比UDP效率低。（比如下载视频，文件，使用的就是TCP/IP协议）

四，网络通信Socket

Socket是为网络服务提供的一种机制，通信的两端都有Socket，网络通信其实就是Socket通信，数据在两个Socket间是通过IO传输。

1，使用UDP协议发送数据的基本原理：

同时运行下面的两个程序，先启动接收端监听10000端口，然后启动发送端，接收端将接收到发送端的封装的数据。

需求一：通过Udp传输方式，将一段数据发送出去

思路：

（1），建立udpsocket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，将数据发送出去

（4），关闭资源

import java.net.*;
class UdpSend
{
public static void main(String[] args) throws Exception {
//1,创建udp服务，通过Datagramsocket()构造函数;
DatagramSocket ds = new DatagramSocket(9999);
//指定发送端口号9999，那么接收端接收的就是9999端口发送的数据
//2,提供数据并将数据封装到数据包，将数据发送到10000端口
byte[] buf = "shu ju fa song".getBytes();
DatagramPacket dp = new
DatagramPacket(buf,buf.length,InetAddress.getByName("27.19.74.69"),10000);
//3,通过socket服务，将已有的数据包发送出去，通过send方法。send(DatagramPacket p)
ds.send(dp);
//4，关闭资源
ds.close();
}
}

需求二：定义一个程序，用于接收udp传输协议发送的数据，并处理。然后在定义udp接收端

思路：

（1），建立udpsocket服务，通常会监听一个端口，其实就是给这个网络接受程序定义一个数字标示；

方便于明确哪些数据过来该应用程序能够处理。在不定义该标示时，默认是系统分配的。

（2），定义一个数据包，因为要存储接收的字节数组，数据包对象中有根多的功能

能都对数据进行处理，提取字节数据中的不同信息。

（3），通过socket服务的receive方法将收到的数据存储到定义好的数据包中

（4），通过数据包对象的特有功能，将数据包中的字节数据进行提取，打印在控制台上

（5），关闭资源

class UdpRece
{
public static void main(String[] args) throws Exception {
//1,接收方创建udp socket，监听10000端口
DatagramSocket ds = new DatagramSocket(10000);
//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socket服务的receive方法将收到的数据存储到已经定义好的数据包
ds.receive(dp);
//receive是阻塞式方法，当没有数据时会等待数据
//4,通过数据包的方法获取数据包中的数据
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();
}
}

五，UDP通信协议示例
1，需求：通过UDP协议，定义一个接收端和发送端，发送端通过键盘输入字符串，在接受端能够接受这些数据。当发送端输入886时，发送端结束。接收端可以一直监听发送端。

import java.net.*;
import java.io.*;
//建立发送端
class UpdSend2
{
public static void main(String[] args) throws Exception {
DatagramSocket ds = new DatagramSocket();
//接受键盘输入
BufferedReader bufr = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
String line = null;
while ((line = bufr.readLine())!=null)
{
if("886".equals(line))
break;
byte[] b = line.getBytes();
//将接收到的每行字符串封装成数据包，然后发送到127.0.0.1主机的10001端口
DatagramPacket dp = new DatagramPacket(b,b.length,InetAddress.getByName("127.0.0.1"),10001);
ds.send(dp);
}
ds.close();
}
}
//建立接收端
class UdpReceive
{
public static void main(String[] args)throws Exception {
DatagramSocket ds =new DatagramSocket(10001);//服务只建立一次，端口一旦被使用，其它程序就不能使用
//本地主机的10001端口监听发送过来的数据包
while (true)
{
byte[] b = new byte[1024];
DatagramPacket dp = new DatagramPacket(b,b.length);
ds.receive(dp);//阻塞式方法，没有数据传送进来时会一直等待
//获取对方的IP
String ip = dp.getAddress().getHostAddress();
//getData()获取的是对方数据包的字节数组，要转换成字符串才能打印
String data = new String(dp.getData(),0,dp.getLength());
System.out.println(ip + ":::::::::" + data);
}
}
}

2，需求：使用UDP协议实现一个聊天程序，要求在同一个命令窗口显示发送的信息和接收的信息。

import java.io.*;
import java.net.*;
public class MyChat
{
public static void main(String[] args) throws Exception {
//启动接收线程和发送线程
DatagramSocket sendSocket = new DatagramSocket(10019);
DatagramSocket receiveSocket = new DatagramSocket(10002);
new Thread(new Send(sendSocket)).start();
new Thread(new Receive(receiveSocket)).start();
}
}
//定义发送线程
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)
{
if("886".equals(line))
break;
byte[] b = line.getBytes();
DatagramPacket dp = new
DatagramPacket(b,b.length,InetAddress.getByName("JACK-PC"),10002);
ds.send(dp);
}
ds.close();
}
catch (Exception e)
{
throw new RuntimeException("Send error,please try again");
}

}
}
//定义接受线程
class Receive implements Runnable
{
private DatagramSocket ds;
public Receive(DatagramSocket ds) {
this.ds = ds;
}
public void run() {
try
{
while (true)
{
byte[] b = new byte[1024];
DatagramPacket dp = new DatagramPacket(b,b.length);
ds.receive(dp);
String ip = dp.getAddress().getHostAddress();
String data = new String(dp.getData(),0,dp.getLength());
System.out.println(ip + ":::::::::" + data);
}

}
catch (Exception e)
{
throw new RuntimeException("Get errror");
}
}
}