Java.网络编程

网络编程

网络编程概述

C/S和B/S

C/S：

客户端 服务器软件结构，服务提供商给予用户服务需要准备的内容

1. 各大平台的客户端
   Android iOS PC Windows Linux macOS
   QQ 微信 淘宝 JD 剑与远征
2. 服务器提供服务
   软件更新:
   LOL服务器版本更新，同时本地软件也要进行更新操作。这个操作非常耗时。
   这种更新属于热更新。

B/S：

浏览器 服务器软件结构，服务提供商只要提供数据服务就OK，以及前端数据展示方式

1. 浏览器提供商非常非常多
   谷歌，火狐，欧朋，Safari，Edge
2. 服务器提供服务
   软件更新:
   服务器更新数据，浏览器刷新就可以了。

网络通信协议

协议： protocol协议

网络通信协议是要求双方传递数据的计算机必须遵守的，按照对应的网络传输协议，
才可以进入数据的交互和传递。

目前网络段数据传输比较常见的协议:UDP 、 TCP/IP。

UDP和TCP/IP区别

UDP

1. 面向无连接，数据传递不算特别安全
2. 因为面向无连接，传输速度快
3. 因为面向无连接，数据传递存在丢包问题
4. UDP没有客户端和服务器区别，都可以作为发送端和接收端

UDP协议使用场景： 直播，网络游戏

TCP/IP

1. 面向连接，数据传递较为安全
2. 因为面向连接，所有传递速度较慢
3. 面向连接，数据传递有保障
4. TCP/IP协议是有明确的服务器和客户端概念

TCP/IP协议使用场景： 客户端登陆，数据下载，文件传输。

网络编程的三要素

1.协议

两个在于网络情况下的计算机数据传递，都需要对应的协议来完成。

2.IP地址（Internet Protocol Address）

当前计算机在网络中的一个地址编号，类似于手机号号码

IP地址有IPv4协议和IPv6协议

IPv4是一个32位的二进制数，通常展示效果是a.b.c.d 例如：192.168.1.1
a.b.c.d 各代表0 ~ 255的数字，目前已经消耗殆尽 42亿个。

IPv6是能够保证地球上的每一粒沙子都有一个IP地址。
128位地址长度，16字节一组，8组 0x0 ~ 0xFFFF

3.端口号

端口号是当前应用程序在计算机中的一个编号。可以让计算机明确知道，
当前的数据是给予那一个程序使用，或者数据从哪一个程序出现的。

端口号是一个short类型 0 ~ 65535

0~1024不能用于自定义端口号使用，特定的系统端口号

IP类

SUN公司提供给开发使用的IP地址类：InetAddress

常用方法:
InetAddress getLocalhost();

获取本机IP地址类对象

InetAddress getByName(String str);

根据指定的主机名获取对应的IP地址对象

InetAddress[] getAllByName(String str);

获取指定主机名，或者域名对应的所有IP地址类对象

方法演示代码示例：

import java.net.InetAddress;
import java.net.UnknownHostException;
/*
* IP类演示
*/
public class Demo1 {
public static void main(String[] args) throws
UnknownHostException {
InetAddress localHost = InetAddress.getLocalHost();
System.out.println(localHost);
InetAddress byName = InetAddress.getByName("DESKTOP-M89SDP7");
System.out.println(byName);
InetAddress byName2 = InetAddress.getByName("www.4399.com");
System.out.println(byName2);

System.out.println("----------------------------------");
InetAddress[] allByName = InetAddress.getAllByName("www.baidu.com");
for (InetAddress inetAddress : allByName) {
System.out.println(inetAddress);
}
System.out.println("----------------------------------");

InetAddress[] allByName1 = InetAddress.getAllByName("www.taobao.com");
for (InetAddress inetAddress : allByName1) {
System.out.println(inetAddress);
}

System.out.println("----------------------------------");
InetAddress[] allByName2 = InetAddress.getAllByName("www.jd.com");
for (InetAddress inetAddress : allByName2) {
System.out.println(inetAddress);
}
}
}

UDP协议数据传输

UDP数据传输方式

User Datagram Protocol

数据传递采用数据包方式传递，所有的数据要进行打包操作，并且没有对应的
客户端服务器概念，有且只有发送段和接收端。

Socket 套接字
数据需要进行传递操作，在数据传递的两台计算机当中必须有对应的Socket。这里采用UDP协议，那么必须有一个UDP协议的Socket。
DatagramSocket();

创建一个发送端UDP协议Socket对象

DatagramSocket(int port);

创建一个接收端UDP协议的Socket对象，这里需要【监听】指定端口

发送端数据包的打包方法：

DatagramPacket DatagramPacket(byte[] buf, int length, InetAddress address, int port);

buf : 需要传递数据的字节数组
length：是当前字节数组中数据容量字节数
address：接收端IP地址对象
port : 接收端对应的端口号

接收端数据包接收方式：这里需要准备一个空的数据包

DatagramPacket DatagramPacket(byte[] buf, int length);

buf: 字节缓冲数组，通常是1024整数倍
length: 当前字节缓冲数组的容量

发送端

流程:

1. 创建UDP服务器对应的发送端Socket
2. 准备对应数据包，需要带有指定数据
3. 发送数据 send
4. 关闭UDP发送端

代码示例：

import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetAddress;
/*
流程:
1. 创建UDP服务器对应的发送端Socket
2. 准备对应数据包，需要带有指定数据
3. 发送数据 send
4. 关闭UDP发送端
*/
public class SenderDemo1 {
public static void main(String[] args) throws IOException {
System.out.println("发送端启动");
// 创建对应的Socket
DatagramSocket socket = new DatagramSocket();
// 准备数据包
byte[] bytes = "今天中午吃蒸羊羔...".getBytes();
DatagramPacket packet = new DatagramPacket(
bytes, // 字节数组数据
bytes.length, // 字节数组数据长度
InetAddress.getLocalHost(), //指定接收端IP地址
8848); // 8848对应端口号
// 发送数据包
socket.send(packet);
// 关闭UDP发送端
socket.close();
}
}

接收端

流程：

1. 打开UDP服务，并且监听指定端口
2. 创建新的空数据包
3. 通过Socket接收数据
4. 关闭UDP服务接收端

代码示例：

import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
/*
流程：
- 打开UDP服务，并且监听指定端口
- 创建新的空数据包
- 通过Socket接收数据 receive
- 关闭UDP服务接收端
*/
public class ReceiveDemo1 {
public static void main(String[] args) throws
IOException {
// 创建Socket监听端口
DatagramSocket socket = new DatagramSocket(8848);
// 准备空数据包
byte[] buf = new byte[1024];
DatagramPacket packet = new DatagramPacket(buf, buf.length);
// 接收数据
socket.receive(packet);
// 确定接收到的字节长度
int length = packet.getLength();
System.out.println(new String(buf, 0, length));
// 关闭socket
socket.close();
}
}

UDP数据传递丢失问题

• 网络不够好，稳定性不行，带宽不够
• 电脑性能不好

FeiQ

网络传输都有自己的传输规格，如果软件接受到的数据是自己的规格，那么可以读取数据，如果不是，就丢弃。

FeiQ：

version:time:sender:ip:flag:content
版本:时间:发送者名字:发送人IP:标记:内容

数据是一个String类型，而且使用的协议是UDP协议。

向feiQ发送消息代码示例：

import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetAddress;
public class FeiQ {
public static void main(String[] args) throws
IOException {
DatagramSocket socket = new DatagramSocket();
String data = getData("Welcome to Java World!!!");
DatagramPacket datagramPacket = new DatagramPacket(data.getBytes(),
data.getBytes().length , InetAddress.getByName("192.168.31.255"), 2425);
socket.send(datagramPacket);
socket.close();
}
/**
* 传入数据，转换成FeiQ可以识别的数据
* version:time:sender:ip:flag:content
*
* @param message 字符串类型内容
* @return 符合FeiQ格式要求的字符串
*/
public static String getData(String message) {
StringBuilder stb = new StringBuilder();
stb.append("1.0:");
stb.append(System.currentTimeMillis() + ":");
stb.append("Anonymous:");
stb.append("10.1.1.1:");
stb.append("32:");
stb.append(message);
return stb.toString();
}
}

TCP

TCP相对于UDP比较稳定的传输协议，这里存在三次握手，保证连接状态，同时有明确的客户端和服务端之分。
TCP服务中需要服务器端先启动，需要监听指定端口，等待客户端连接。

客户端主动连接服务器，和服务器连接之后，才可以进行数据交互，服务器不能主动连接客户端的。

TCP操作而言，Java中提供了两个Socket

1. 服务端Socket
   java.net.ServerSocket;
   创建对应的ServerScoket开启服务器，等待客户端连接
2. 客户端Socket
   java.net.Socket
   创建客户端Scoket，并且连接服务器，同时将Socket发送给服务器绑定注册。

Socket - 客户端Socket

给客户端提供数据传输的符合TCP/IP要求的Socket对象。

构造方法 Constructor：

Socket(String host, int port);

host 是服务器IP地址，port 对应服务器程序的端口号
通过指定的服务器IP地址和端口号，获取TCP连接对象。

成员方法 Method：
InputStream getInputStream();

获取Socket对象输入字节流，可以从服务器获取对应的数据
InputStream是一个资源，需要在程序退出是关闭Read

OutputStream getOutputStream();

获取Sokcet对象输出字节流，可以发送数据到服务器
OutputStream是一个资源，需要在程序退出是关闭Write

void close();

关闭客户端Socket

void shutdownOutput();

禁止当前Socket发送数据

TCP/IP协议对应的Socket是给予IO流实现的。

ServerSocket - 服务端Socket

在服务端开启Socket服务器

构造方法 Constructor：
ServerSocket(int port);

开启ServerSocket服务器，并且明确当前服务端口是谁

成员方法 Method：
Socket accept();

监听并且连接，得到一个Socket对象，同时该方法是一个阻塞方法，
会处于一个始终的监听状态。

返回的是Socket，也就是客户端Socket对象，获取到当前Socket对象，
相对于获取到客户端连接，同时使用的Socket和客户端一致。

TCP协议代码演示

服务器代码

流程：

1. 创建ServerSocket服务器，同时监听指定端口
2. 通过accept方法获取Socket连接，得到客户端Socket对象
3. 通过Socket对象，获取InputStream，读取客户端发送数据
4. 通过Socket对象，获取OutputStream，发送数据给客户端
5. 关闭服务

代码示例：

import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
/*
流程：
1. 创建ServerSocket服务器，同时监听指定端口
2. 通过accept方法获取Socket连接，得到客户端Socket对象
3. 通过Socket对象，获取InputStream，读取客户端发送数据
4. 通过Socket对象，获取OutputStream，发送数据给客户端
5. 关闭服务
*/
public class TcpServer1 {
public static void main(String[] args) throws
IOException {
System.out.println("服务器启动");
System.out.println("-----------------------");
// 1. 创建ServerSocket服务器，同时监听指定端口
ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8848);
// 2. 通过accept方法获取Socket连接，得到客户端Socket对象
Socket socket = serverSocket.accept();
// 3. 通过Socket对象，获取InputStream，读取客户端发送数据
InputStream inputStream = socket.getInputStream();
// IO流操作
byte[] buf = new byte[1024];
int length = inputStream.read(buf);
System.out.println(new String(buf, 0, length));
// 4. 通过Socket对象，获取OutputStream，发送数据给客户端
OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();
String str = "欢迎来到德莱联盟";
outputStream.write(str.getBytes());
// 5. 关闭Socket服务 同时关闭当前Socket使用的输入字节流和输出字节流
// Closing this socket will also closethe socket's InputStream and OutputStream.
socket.close();
}
}

客户端代码

流程:

1. 创建Socket服务，同时明确连接服务器的IP地址和对应端口号
2. 通过Socket对象，获取对应的OutputStream对象，发送数据给服务器
3. 通过Socket对象，获取对应的InputStream对象，接收服务器发送数据
4. 关闭服务

代码示例：

import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.Socket;
import java.net.UnknownHostException;
/*
流程:
1. 创建Socket服务，同时明确连接服务器的IP地址和对应端口号
2. 通过Socket对象，获取对应的OutputStream对象，发送数据给服务器
3. 通过Socket对象，获取对应的InputStream对象，接收服务器发送数据
4. 关闭服务
*/
public class TcpClient1 {
public static void main(String[] args) throws
UnknownHostException, IOException {
System.out.println("客户端启动");
System.out.println("------------------------");
// 1. 创建Socket服务，同时明确连接服务器的IP地址和对应端口号
Socket socket = new Socket("192.168.31.154", 8848);
// 2. 通过Socket对象，获取对应的OutputStream对象，发送数据给服务器
OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();
outputStream.write("你好服务器!!!".getBytes());
// 3. 通过Socket对象，获取对应的InputStream对象，接收服务器发送数据
InputStream inputStream = socket.getInputStream();
byte[] buf = new byte[1024];
int length = inputStream.read(buf);
System.out.println(new String(buf, 0, length));
// 4. 关闭服务
socket.close();
}
}

文件上传操作

分析过程

客户端程序

流程：

1. 创建对应文件的输入字节流操作，这里可以使用缓冲
2. 启动Socket，
3. 获取Socket输出OutputStream对象，发送数据给服务器
4. 边读边发
5. 当文件读取结束，发送完毕，关闭客户端

import java.io.BufferedInputStream;
import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.OutputStream;
import java.net.InetAddress;
import java.net.Socket;
/*
流程：
1. 创建对应文件的输入字节流操作，这里可以使用缓冲
2. 启动Socket，
3. 获取Socket输出OutputStream对象，发送数据给服务器
4. 边读边发
5. 当文件读取结束，发送完毕，关闭客户端
*/
public class TcpClient {
public static void main(String[] args) throws
IOException {
// 1. 创建对应文件的输入字节流操作，这里可以使用缓冲
BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream( new FileInputStream(new File("D:/aaa/1.mp4")));
// 2. 启动Socket
Socket socket = new Socket(InetAddress.getLocalHost().getHostAddress(), 8848);
// 3. 获取Socket输出OutputStream对象，发送数据给服务器
OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();
int length = -1;
byte[] buf = new byte[1024 * 8];
// 4. 读取数据，发送数据
while ((length = bis.read(buf)) != -1) {
outputStream.write(buf, 0, length);
}
// 5. 关闭资源
socket.close();
bis.close();
}
}

服务端程序

流程：

1. 开启服务端服务，创建ServerSocket对象
2. 明确保存文件的位置，创建对应文件夹的输出缓冲字节流
3. 读取数据，写入文件
4. 关闭服务器

import java.io.BufferedOutputStream;
import java.io.File;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
/*
流程：
1. 开启服务端服务，创建ServerSocket对象
2. 明确保存文件的位置，创建对应文件夹的输出缓冲字节流
3. 读取数据，写入文件
4. 关闭服务器
*/
public class TcpServer {
public static void main(String[] args) throws
IOException {
// 1. 开启服务端服务，创建ServerSocket对象
ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8848);
Socket socket = serverSocket.accept();
// 2. 明确保存文件的位置，创建对应文件夹的输出缓冲字节流
BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream(new File("D:/aaa/temp.mp4")));
// 3. 获取Socket对应的输入流
InputStream inputStream = socket.getInputStream();
// 4. 边读边写
int length = -1;
byte[] buf = new byte[1024 * 8];
while ((length = inputStream.read(buf))!= -1) {
bos.write(buf, 0, length);
}
// 5. 关闭资源
bos.close();
socket.close();
}
}

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