黑马程序员_java网络编程总结

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 java网络编程
1、什么是网络编程？
网络编程的本质是两个设备之间的数据交换，当然，在计算机网络中，设备主要指计算机。数据传递本身没有多大的难度，不就是把一个设备中的数据发送给两外一个设备，然后接受另外一个设备反馈的数据。现在的网络编程基本上都是基于请求/响应方式的，也就是一个设备发送请求数据给另外一个，然后接收另一个设备的反馈。在网络编程中，发起连接程序，也就是发送第一次请求的程序，被称作客户端(Client)，等待其他程序连接的程序被称作服务器(Server)。客户端程序可以在需要的时候启动，而服务器为了能够时刻相应连接，则需要一直启动。
例如以打电话为例，首先拨号的人类似于客户端，接听电话的人必须保持电话畅通类似于服务器。连接一旦建立以后，就客户端和服务器端就可以进行数据传递了，而且两者的身份是等价的。在一些程序中，程序既有客户端功能也有服务器端功能，最常见的软件就是BT、emule这类软件了。
网络模型有：OSI参考模型、TCP/IP参考模型。
 2、网络通讯要素
1)、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
2)、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。
备注：不是所谓的物理端口！
3)、传输协议
通讯的规则
常见协议：TCP，UDP
 3、TCP和UDP的联系和用途
 1)、区别
       二者都是有用的和常用的，如果纯粹从概念上区分二者就比较费解了，我们直接从功能上进行区分，简单明了：
       这两种传输协议也就是合于适配不同的业务和不同的硬件终端。
       在使用中，类似于图像、声音等对可靠性要求没有那么高的业务可以用UDP，他们不需要准确存储对准确性无要求但要求速度快。
    
       类似于文本、程序、文件等要求可靠的数据最好就用TCP，但会牺牲一些速度。
       对系统资源的要求：CP较多，UDP少。
       程序结构：UDP程序结构较简单，TCP复杂。
       流模式与数据报模式:TCP保证数据正确性，UDP可能丢包;
TCP保证数据顺序，UDP不保证
 2)、用途
       TCP是面向连接的，有比较高的可靠性，一些要求比较高的服务一般使用这个协议，如FTP、Telnet、SMTP、HTTP、POP3等，而
UDP是面向无连接的，使用这个协议的常见服务有DNS、SNMP、QQ等。对于QQ必须另外说明一下，QQ2003以前是只使用UDP协议的，其服务器使用8000端口，侦听是否有信息传来，客户端使用4000端口，向外发送信息（这也就不难理解在一般的显IP的QQ版本中显示好友的IP地址信息中端口常为4000或其后续端口的原因了），即QQ程序既接受服务又提供服务，在以后的QQ版本中也支持使用TCP协议了。
       Udp是一种面向无连接的通信协议，该协议使得数据传输的速度得到大幅度的提高。视频聊天语音聊天基本都是用UPD协议。
a、UDP：
                1、将数据源和目的地封装到数据包中，不需要建立连接；
                2、每个数据包的大小限制在64k以内；
                3、因无连接，是不可靠协议；
                4、不需要建立连接，速度快；
 例子：聊天、对讲机就是UDP的，面向无连接（不管在不在，知不知道，只管发送，求速度），丢数据也不管。速度快。数据被分成包
 b、TCP：
                1、建立连接，形成传输数据的通道；
                2、在连接中进行大量数据的传输；
                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；
 例子：电话通话，必须连接，对方同意才可以发送数据（不然就等待），不能丢失数据。
 4、InetAddress与Socket
InetAddress：构造方法私有，不能直接创建对象。
InetAddress getByName(String host)：在给定主机名的情况下确定主机的ip地址。
InetAddress getLocalHost()：返回本地主机。
InetAddress[] getAllByName(String host)
ip.getHostAddress()
ip.getHostName()

eg：
package com.demo.net;
import java.net.InetAddress;
public class NetDemo1 {
public static void main(String[] args) throws Exception {
InetAddress i = InetAddress.getLocalHost();
System.out.println(i);
i = InetAddress.getByName("www.baidu.com");
System.out.println(i);
System.out.println(i.getHostAddress());
System.out.println(i.getHostName());
}
}

输出：
XP-201304252326/10.6.147.2
www.baidu.com/61.135.169.105
61.135.169.105
www.baidu.com

Socket
Socket就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间的通信。
数据在两个Socket间通过IO传输。
 5、UDP传输
①：只要是网络传输，必须有socket。
②：数据一定要封装到数据包中，数据包中包括目的地址、端口、数据等信息。
     直接操作udp不可能，对于java语言应该将udp封装成对象，易于我们的使用，这个对象就是DatagramSocket.封装了udp传输协议的socket对象。
    因为数据包中包含的信息较多，为了操作这些信息方便，也一样会将其封装成对象。这个数据包对象就是：DatagramPacket.通过这个对象中的方法，就可以获取到数据包中的各种信息。
 DatagramSocket具备发送和接受功能，在进行udp传输时，需要明确一个是发送端，一个是接收端。
 udp的发送端：
①：建立udp的socket服务，创建对象时如果没有明确端口，系统会自动分配一个未被使用的端口。
②：明确要发送的具体数据。
③：将数据封装成了数据包。
④：用socket服务的send方法将数据包发送出去。
⑤：关闭资源。
 udp的接收端：
①：创建udp的socket服务，必须要明确一个端口，作用在于，只有发送到这个端口的数据才是这个接收端可以处理的数据。
②：定义数据包，用于存储接收到数据。
③：通过socket服务的接收方法将收到的数据存储到数据包中。
④：通过数据包的方法获取数据包中的具体数据内容，比如ip、端口、数据等等。
⑤：关闭资源。

//发送端（客户端）
eg：
import java.net.*;
class  UdpSend{
public static void main(String[] args)throws Exception {
// 1，建立udp的socket服务。
DatagramSocket ds = new DatagramSocket(8888);//指定发送端口，这个可以不指定，系统会随机分配。
// 2，明确要发送的具体数据。
String text = "udp传输演示哥们来了";
byte[] buf = text.getBytes();
// 3，将数据封装成了数据包。
DatagramPacket dp = new DatagramPacket(buf,buf.length,InetAddress.getByName("10.1.31.127"),10000);
// 4，用socket服务的send方法将数据包发送出去。
ds.send(dp);
// 5，关闭资源。
ds.close();
}
}
//接收端（服务器端）
import java.net.*;
class UdpRece {
public static void main(String[] args) throws Exception{
// 1，创建udp的socket服务。
DatagramSocket ds = new DatagramSocket(10000);//必须指定，并且和上面的端口号一样！
// 2，定义数据包，用于存储接收到数据。先定义字节数组，数据包会把数据存储到字节数组中。
byte[] buf = new byte[1024];
DatagramPacket dp = new DatagramPacket(buf,buf.length);
// 3，通过socket服务的接收方法将收到的数据存储到数据包中。
ds.receive(dp);//该方法是阻塞式方法。
// 4，通过数据包的方法获取数据包中的具体数据内容，比如ip，端口，数据等等。
String ip = dp.getAddress().getHostAddress();
int port = dp.getPort();
String text = new String(dp.getData(),0,dp.getLength());//将字节数组中的有效部分转成字符串。
System.out.println(ip+":"+port+"--"+text);
// 5，关闭资源。
ds.close();
}
}

练习：
通过键盘录入获取要发送的信息。
将发送和接收分别封装到两个线程中。 

package com.demo.net;
//一个聊天的例子，利用UDP传输协议
import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetAddress;
//客户端，发送端
class UdpSend implements Runnable {
private DatagramSocket ds;
public Send(DatagramSocket ds) {
super();
this.ds = ds;
}
@Override
public void run() {
try {
BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(
System.in));//数据源是键盘录入
String line;
while ((line = br.readLine()) != null) {
byte[] buf = line.getBytes();
DatagramPacket dp = new DatagramPacket(buf, buf.length,
InetAddress.getByName("localhost"), 10225);

ds.send(dp);
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
// 服务器端，接收端
class UdpRece implements Runnable {
private DatagramSocket ds;
public Rece(DatagramSocket ds) {
super();
this.ds = ds;
}
@Override
public void run() {
try {
while (true) {
byte[] buf = new byte[1024];
DatagramPacket dp = new DatagramPacket(buf, 0, buf.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) {
e.printStackTrace();
}
}
}
public class NetDemo2 {
public static void main(String[] args) throws Exception {
DatagramSocket sendDs = new DatagramSocket();
DatagramSocket receDs = new DatagramSocket(10225);
new Thread(new UdpSend(sendDs)).start();
new Thread(new UdpRece(receDs)).start();
}
}
输出：
你好
127.0.0.1     你好
你好
127.0.0.1     你好

6、TCP传输
两个端点的建立连接后会有一个传输数据的通道，这通道称为流，而且是建立在网络基础上的流，称之为socket流。该流中既有读取，也有写入。
 tcp的两个端点：一个是客户端，一个是服务端。
客户端：对应的对象，Socket
服务端：对应的对象，ServerSocket
 TCP客户端：
①：建立tcp的socket服务，最好明确具体的地址和端口。这个对象在创建时，就已经可以对指定ip和端口进行连接(三次握手)。
②：如果连接成功，就意味着通道建立了，socket流就已经产生了。只要获取到socket流中的读取流和写入流即可，只要通过getInputStream和getOutputStream就可以获取两个流对象。
③：关闭资源。

//需求：客户端给服务器端发送一个数据。
import java.net.*;
import java.io.*;
class  TcpClient{
public static void main(String[] args) throws Exception{
Socket s = new Socket("10.1.31.69",10002);
OutputStream out = s.getOutputStream();//获取了socket流中的输出流对象。
out.write("tcp演示，哥们又来了!".getBytes());
s.close();
}
}

TCP服务端：
①：创建服务端socket服务，并监听一个端口。
②：服务端为了给客户端提供服务，获取客户端的内容，可以通过accept方法获取连接过来的客户端对象。
③：可以通过获取到的socket对象中的socket流和具体的客户端进行通讯。
④：如果通讯结束，关闭资源。注意：要先关客户端，再关服务端。

class  TcpServer{
public static void main(String[] args) throws Exception{
ServerSocket ss = new ServerSocket(10002);//建立服务端的socket服务
Socket s = ss.accept();//获取客户端对象
String ip = s.getInetAddress().getHostAddress();
System.out.println(ip+".....connected");//打印下作为连接上的标志
// 可以通过获取到的socket对象中的socket流和具体的客户端进行通讯。
InputStream in = s.getInputStream();//读取客户端的数据，使用客户端对象的socket读取流
byte[] buf = new byte[1024];
int len = in.read(buf);
String text = new String(buf,0,len);
System.out.println(text);
// 如果通讯结束，关闭资源。注意：要先关客户端，在关服务端。
s.close();
ss.close();
}
}

备注:这个例子只是单方面的输入！

//双向对话
//客户端:
eg：
package com.demo.net;
//TCP双向对话
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.Socket;
public class TcpClient {
public static void main(String[] args) throws Exception {
Socket s = new Socket("localhost",10036);
OutputStream out = s.getOutputStream();
out.write("你好，服务器！我是zhangsan！".getBytes());
s.shutdownOutput();//注意！！！关闭标签
InputStream is = s.getInputStream();
byte []buf = new byte[1024];
int len = is.read(buf);
System.out.println(new String(buf,0,len));
s.close();
}
}
//服务器端
package com.demo.net;
//TCP双向输入输出
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
public class TcpServer {
public static void main(String[] args) throws Exception {
ServerSocket ss = new ServerSocket(10036);
Socket s = ss.accept();
String ip = s.getInetAddress().getHostAddress();
System.out.println(ip+"..........connected!");
InputStream in = s.getInputStream();
byte[] buf = new byte[1024];
/*int len = in.read(buf);
System.out.println(new String(buf,0,len));*/
int len;
while((len = in.read(buf)) != -1){
System.out.println(new String(buf,0,len));
}
OutputStream os = s.getOutputStream();
os.write("zhangsan你好！我是服务器！".getBytes());
s.close();
ss.close();
}
}

7、利用TCP上传文件
从客户端上传到服务器端，其实本质上也就是复制！

//客户端
package com.demo.net;
//上传文件(文本)
import java.io.BufferedReader;
import java.io.FileReader;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.PrintWriter;
import java.net.Socket;
public class TcpTextUploadClient {
public static void main(String[] args) throws Exception {
Socket s = new Socket("localhost",12362);
BufferedReader br  = new BufferedReader(new FileReader("E:/text.txt"));
PrintWriter pw = new PrintWriter(s.getOutputStream(),true);
String line;
while((line = br.readLine()) != null){
pw.println(line);
}
s.shutdownOutput();//阻塞式方法的应对，否则会一直等待！

BufferedReader br2 = new BufferedReader(new InputStreamReader(s.getInputStream()));
String str = br2.readLine();//服务器端反馈的数据
System.out.println(str);
br.close();
s.close();
}
}
//服务器端
package com.demo.net;
import java.io.BufferedReader;
import java.io.FileWriter;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.PrintWriter;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
public class TcpTextUploadServer {
public static void main(String[] args) throws Exception {
ServerSocket ss = new ServerSocket(12362);
Socket s = ss.accept();
String ip = s.getInetAddress().getHostAddress();
System.out.println(ip+".....connected!");
BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(s.getInputStream()));
PrintWriter pw = new PrintWriter(new FileWriter("E:/text2.txt"),true);//建议打印时都用打印流
String line;
while((line = br.readLine()) != null){
pw.println(line);//不可以写成是write();
}
PrintWriter out = new PrintWriter(s.getOutputStream(),true);
out.println("上传成功！");
s.close();
ss.close();
}
}

上传图片（注意图片是2进制文件，必须是字节流，否则读取不出来！）； 

//客户端
package com.demo.net;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.Socket;
public class TcpPicUploadClient {
public static void main(String[] args) throws Exception {
Socket s = new Socket("localhost",10256);
FileInputStream fis = new FileInputStream("E:/pic.jpg");
OutputStream os = s.getOutputStream();
byte []buf = new byte[1024];
int len;
while((len = fis.read(buf)) != -1){
os.write(buf);
}
s.shutdownOutput();
InputStream in = s.getInputStream();
byte []b = new byte[1024];
int i = in.read(b);
System.out.println(new String(b,0,i));
fis.close();
s.close();
}
}
//服务器端
package com.demo.net;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
public class TcpPicUploadServer {
public static void main(String[] args) throws Exception {
ServerSocket ss = new ServerSocket(10256);
Socket s = ss.accept();
String ip = s.getInetAddress().getHostAddress();
System.out.println(ip+".........connected");
InputStream is = s.getInputStream();
FileOutputStream fos = new FileOutputStream("E:/pic1.jpg");
byte []b = new byte[1024];
int len;
while((len = is.read(b)) != -1){
fos.write(b);
}
OutputStream os = s.getOutputStream();
os.write("上传成功！".getBytes());
s.close();
ss.close();
}
}

8、小例子
上传文件，多客户端上传，并且保证不会因为文件的名称而重复！ 

//客户端：
package com.demo.net;
import java.io.BufferedReader;
import java.io.FileReader;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.PrintWriter;
import java.net.Socket;
public class TcpMultUploadClient{
public static void main(String[] args) throws Exception {
Socket s = new Socket("localhost", 12036);
BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("E:/test.txt"));
PrintWriter pw = new PrintWriter(s.getOutputStream(),true);
BufferedReader br2 = new BufferedReader(new InputStreamReader(s.getInputStream()));
String line;
while((line = br.readLine()) != null){
pw.println(line);
}
s.shutdownOutput();
String str = br2.readLine();
System.out.println(str);
s.close();
}
}
//服务器端：
package com.demo.net;
import java.io.BufferedReader;
import java.io.File;
import java.io.FileWriter;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.PrintWriter;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
class MyUpdate implements Runnable{
private Socket s;
public MyUpdate(Socket s) {
super();
this.s = s;
}
@Override
public void run() {
String ip = s.getInetAddress().getHostAddress();
System.out.println(ip+".........connected!");
int count = 0;
try {
BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(s.getInputStream()));
File file = new File("E:/");
File f = new File(file,"test"+count+".txt");
while(f.exists()){//如果写成if，就不可以！
f = new File(file,"test"+(++count)+".txt");
}
PrintWriter pw = new PrintWriter(new FileWriter(f),true);
PrintWriter pw2 = new PrintWriter(s.getOutputStream(),true);
String line;
while((line = br.readLine()) != null){
pw.println(line);
}
pw2.println("恭喜您，上传成功！");
s.close();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
public class TcpMultUploadServer{
public static void main(String[] args) throws Exception {
ServerSocket ss = new ServerSocket(12036);
while(true){
Socket s = ss.accept();
new Thread(new MyUpdate(s)).start();
}
}
}