黑马程序员——java基础知识之网络编程（一）

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（一）、网络编程的基础知识

1、网络编程的目的是什么？

就是为了实现直接或间接地通过网络与其他计算机进行通信。

2、要想实现网络编程要素

①找到对方的IP

②数据要发送到对方电脑上的应用程序，为了标示这些应用程序，所给这些网络应用程序都给数字标示，这些数字就叫做端口，它们是逻辑端口

③定义通信规则，这个通信规则叫做协议。国际上定义了通用的协议TCP/IP

3、网络模型



说明：一般来说开发处于传输层和网际层，应用层为：FTP和HTTP协议等，传输层为：UDP和TCP等，网际层为：IP。

通常用户操作的是应用层，而编程人员需要做的是传输层和网际层，用户在应用层操作的数据，经过逐层封包，最后到物理层发送到另一个模型中，再进行逐层解包

（二）、网络编程知识点详解

（1）、网络通讯要素

IP：

1、网络中设备的标示

2、不易记忆，可用主机名

3、本地回环地址：127.0.0.1 主机名：localhost

端口号：

有效端口：0—65535，其中0—1024是系统使用或预留端口

传输协议：

常见协议：TCP/IP

(2)、IP的具体知识

IP地址：java中对应的是InetAddress类，存在于java.net包中。

例子程序：

/*
InetAddress类的具体方法：
1）static InetAddress getByName(String host)：获取指定主机的IP和主机名。（最好用ip地址去获取，主机名需要解析）
2）static InetAddress[] getAllByName(String host)：在给定主机名的情况下，根据系统上配置的名称服务返回IP地址所组成的数组。返回对象不唯一时，用此方法。
3）String getHostAddress()：返回IP地址字符串文本形式，以IP地址为主。
4）String getHostName()：返回IP地址主机名。
*/
import java.net.*;

class  IPDemo
{
public static void main(String[] args) throws Exception
{
//InetAddress i = InetAddress.getLocalHost();

//      System.out.println(i.toString());
//      System.out.println("address:"+i.getHostAddress());
//      System.out.println("name:"+i.getHostName());

InetAddress ia = InetAddress.getByName("thinkpad-sl400");
System.out.println("address:"+ia.getHostAddress());
System.out.println("name:"+ia.getHostName());

}
}

（3）、UDP传输详情知识点

举例子说明：

package cn.dhj;

import java.net.*;

/*
* 需求、利用udp传输方式，发送数据
1、创建udpsocket服务端口
2、提供数据，并将数据封包
3、利用socket服务的发送功能发送数据
4、关闭资源
*/
public class UdpSend {
public static void main() throws Exception{
byte[] buf = (new String("wo shi duan huang jun")).getBytes();
//1、创建udpsocket服务端口
DatagramSocket sp = new DatagramSocket();
//2、提供数据，并封装成数据包,用的是DatagramPacket(byte[] buf, int length, InetAddress address, int port)的方法
DatagramPacket pb = new DatagramPacket(buf,buf.length,InetAddress.getByName("127.0.0.1"),8888);
//3、利用socket服务的发送功能发送数据
sp.send(pb);
//关闭资源
sp.close();

}
}
/*
* 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 udpReceive{
public static void main (String[] args)throws Exception{
DatagramSocket fs =new DatagramSocket(8888);//1,创建udp socket，建立端点。
while(true){
//2,定义数据包。用于存储数据。
byte[] buf = new byte[2014];
DatagramPacket js =new DatagramPacket(buf,buf.length);
fs.receive(js);//3，通过服务的receive方法将收到数据存入数据包中。
//4，通过数据包的方法获取其中的数据
String data =new String(js.getAddress().getHostAddress());
System.out.println(data);
//5，关闭资源
fs.close();
}
}
}
/*总结：
1、通过类DatagramSocket，此类表示用发送和接收数据包的套接字，即Socket。
2、方法：
1）创建 UDPSocket发送服务对象：
DatagramSocket()，不指定端口。DatagramSocket(int port)，指定端口。
2）发送：void send(DatagramPacket p)
3）接收：void receive(DatagramPacket p)
其中DatagramPacket：数据报包用来实现无连接包投递服务的，每条报文仅根据该包中包含的信息从一台机器路由到另一台机器中。凡是带地址（InetAddress）的都是用于发送包的。
3、步骤
1）发送数据：
a、建立UDPSocket服务，在此无需指定端口，也可以将端口加入。如果不指定的话，系统会随机分配一个端口，如第一次运行时端口为1093，那么第二次就会顺延为1094，再运行会一直顺延，因为之前的端口还没有得到释放，所以会顺延端口号值。
b、提供数据，并将数据封装到数据包中
c、通过socket服务的发送功能，将数据包发送出去
d、关闭资源
2）接收数据：
a、定义UDPSocket服务。通常会监听一个端口，其实就是给这个接收网路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。
b、定义一个数据包，用来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。
c、通过socket服务的receive方法接收到的数据存入已定义好的数据包中
d、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
e、关闭资源
在定义接收数据的方法中，仍会在DatagramSocket构造函数中传入DatagramPacket的参数，这是因为收到的数据太多，需要解析，通过将数据封装成对象，易于解析，所以需要传入参数。
注意：
1、发送端与接收端是两个独立的运行程序。
2、在发送端，要在数据包对象中明确目的地IP及端口。
3、在接收端，要指定监听的端口。
*/

UDP传输进阶：

例子1、UDP键盘录入方法

package cn.dhj;

import java.io.*;
import java.net.*;

public class Udpsend2 {
public static void main(String[] args) throws Exception{
//1、创建udp Socket服务，建立端点
DatagramSocket send = new DatagramSocket();
//2、确定数据，从键盘录入，并把键盘录入的数据封装成数据包
BufferedReader buff = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
String line = null;
while((line = buff.readLine())!=null){
if(line.equalsIgnoreCase("exit")){
break;
}
byte[] buf = line.getBytes();
//3、通过Socket服务，将已有的数据包发送出去
send.send(data);
}
//4、关闭资源
send.close();
}
}

class Udprece {
//1、创建udp Socket服务端口
DatagramSocket rece =new DatagramSocket(8888);
while(true){
//2、定义数据包，用于存储数据
byte[] buf = new byte[2014];
DatagramPacket js =new DatagramPacket(buf,buf.length);
//接收数据
rece.receive(js);
//解析包，拿到包里面的数据和地址
String ip = js.getAddress().getHostAddress();
String data = new String(js.getData(),0,js.getLength());
System.out.println(ip+data);
}
}
}

例子2、用UDP传输模拟QQ聊天,要利用多线程。

package cn.dhj;
/*
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。

*/

import java.io.*;
import java.net.*;

public class ChatTest {
public static void main(String[] args) throws Exception{
DatagramSocket sendsocket = new DatagramSocket();
DatagramSocket receivesocket = new DatagramSocket(8888);

new Thread(new Send( sendsocket)).start();
new Thread(new rece(receivesocket)).start();
}
}

class Send implements Runnable {
private DatagramSocket ds;
public Send(DatagramSocket ds) {
super();
this.ds = ds;
}
public void run(){
try{
BufferedReader bufb = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
String line = null;
while((bufb.readLine())!=null){
byte[] buf = line.getBytes();
DatagramPacket pd = new DatagramPacket(buf,buf.length,InetAddress.getByName("127.102.0.124"),8888);
ds.send(pd);
if("exit".equals(line))break;
}
ds.close();
}catch(Exception e){
System.out.println("发送端失败");
}
}

}
class rece implements Runnable{
private DatagramSocket ds;
public rece(DatagramSocket ds) {
super();
this.ds = ds;
}
public void run(){
try{
while(true){
byte[] buf = new byte[2014];
DatagramPacket pd = new DatagramPacket(buf,buf.length);
ds.receive(pd);
String ip = pd.getAddress().getHostAddress();
String dada = new String(pd.getData(),0,pd.getLength());
if("exit".equals(dada)){
System.out.println("离开聊天室");
break;
}
System.out.println(ip+dada);
}
}catch(Exception e){
throw new RuntimeException("接收端失败");
}
}

}

（4）、TCP传输详情知识点

1、TCP的应用特点：

建立客户端（Socket）和服务端(ServerSocket）;

建立连接后，通过Socket中的IO流进行数据的传输

关闭Socket

注意：客户端和服务器端是两个单独的应用程序

2、例子演示：

例子1：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。
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。

需求：给服务端发送给一个文本数据。

步骤：
1，创建Socket服务。并指定要连接的主机和端口。

*/
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();

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();
}
}

/*
总结：思路步骤：
客户端：
通过查阅Socket对象的API文档，发现在该对象在建立时，就可去连接指定主机，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，再通过该通道进行数据的传输。
1）创建Socket服务，并指定要连接的主机端口。通路一建立，就会产生Socket流（包括输入流和输出流），通过方法获取
2）为了发送数据，应获取Socket中的输出流，如果要接收服务端的反馈信息，还需要获取Socket的输入流
3）通过输出流的write()方法将要发送的数据写入到流中
4）关闭Socket流资源
服务端：
服务器套接字等待请求通过网络传入。它基于该请求执行某些操作，然后可能向请求者返回结果。需监听一个端口。
1）建立服务端的Socket服务，并监听一个端口。通过ServerSocet带端口参数的构造函数
2）获取连接过来的客户对象，通过ServerSocket的accept()方法，此方法是阻塞式的，如果服务端没有连接到就会一直等待
3）客户端如果发过来数据，则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读取发过来的数据，并输出到指定目的地。
4）关闭服务端（可选）。一般服务端是常开的，因为在实际应用中，随时有客户端在请求连接和服务。但这里需要定时关闭客户端对象流，避免某一个客户端长时间占用服务器端。
*/

例子2：演示TCP的传输的客户端和服务端的相互访问。

package cn.dhj;

import java.io.*;
import java.net.*;

/*
* 需求分析：客户端给服务端发送数据，服务端收到后，给客户端反馈信息。
*/

/*
* 客户端：1、建立socket服务
* 2、获取socket流中的输出流：数据写到该流中。通过网络发送给服务端
* 输入流：将服务端反馈的数据获取到，并打印。
* 3、关闭资源
*/
public class TCPclient {
public static void main(String[] args) throws Exception{
Socket sd = new Socket("127.0.0.1",8888);
OutputStream out = sd.getOutputStream();
out.write("你好  我是土豆   收到请回答".getBytes());

InputStream In = sd.getInputStream();
byte[] buf = new byte[2014];
int len =In.read(buf);
System.out.println(new String(buf,0,len));
}
}
/*
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{
ServerSocket ss = new ServerSocket(8888);
while(true){
Socket s = ss.accept();
InputStream In = s.getInputStream();
byte[] buf = new byte[2014];
int len = In.read(buf);
System.out.println(new String(buf,0,len));
OutputStream Out = s.getOutputStream();
Out.write("收到 收到  我是茄子".getBytes());
s.close;
ss.close;
}

}
}

例子3：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。

*/
package cn.dhj;

import java.io.*;
import java.net.*;

/*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。
* 客户端：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。
*/
public class TCPTransclient {
public static void main (String[] args) throws Exception{
//建立Socket服务
Socket s = new Socket("127.0.0.1",8888);
//获取键盘录入
BufferedReader bufr = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
//将数据发给服务端
PrintWriter out = new PrintWriter(s.getOutputStream(),true);
//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()));
String line = null;
while((line=bufr.readLine())!=null){
if("exit".equals(line));
break;
out.println(line);
String str =bufIn.readLine();
System.out.println("server:"+str);
}
bufr.close();
s.close();
}
}
class TCPTransserver{
public static void main(String[] args) throws Exception{
ServerSocket ss = new ServerSocket(8888);
Socket s = ss.accept();
String ip =s.getInetAddress().getHostAddress();
//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。
PrintWriter out = new PrintWriter(s.getOutputStream(),true);
String line = null;
while((line=bufIn.readLine())!=null)
{
if("over".equals(line))
break;
System.out.println(line);
out.println(line.toUpperCase());
}
ss.close();
s.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。
*/

例子4：用客户端发文件给服务端，再由服务端把文件复制到本地硬盘。

package cn.dhj;

import java.io.*;
import java.net.*;

public class TCPfuzhiclient {
public static void main(String[] args) throws Exception{
Socket s = new Socket("127.0.0.1",8888);
BufferedReader bufIn =new BufferedReader(new FileReader("TCPclient.java"));
PrintWriter out = new PrintWriter(s.getOutputStream(),true);
String line = null;
while((bufIn.readLine())!=null){
out.println(line);
}
s.shutdownOutput();//关闭客户端的输出流。相当于给流中加入一个结束标记-1.
BufferedReader bufr = new BufferedReader(new InputStreamReader(s.getInputStream()));
String str = bufr.readLine();
System.out.println(str);
s.close();
bufIn.close();
}
}

class TCPfuzhiserver{
public static void main(String[] args) throws Exception{
ServerSocket ss = new ServerSocket(8888);
Socket s = ss.accept();
String ip = s.getInetAddress().getHostAddress();
System.out.println(ip+"....connected");
BufferedReader bufb = new BufferedReader(new InputStreamReader(s.getInputStream()));
PrintWriter out = new PrintWriter(new FileWriter("TCPclient.java"));
String line = null;
while((line=bufb.readLine())!=null)
{
out.println(line);
}

PrintWriter pw = new PrintWriter(s.getOutputStream(),true);
pw.println("上传成功");

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

}
}