[Java视频笔记]day23

网络编程

 

网络模型：OSI参考模型，TCP/IP参考模型

网络通讯要素：IP地址，端口号，传输协议

IP地址（对应对象 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

import java.net.*;

class day23 
{
public static void main(String[] args) throws Exception
{
InetAddress i = InetAddress.getLocalHost();
sop(i.toString());//输出GSD/10.10.133.60
sop(i.getHostName());//输出GSD
sop(i.getHostAddress());//输出10.10.133.60    重点掌握

InetAddress ia = InetAddress.getByName("www.baidu.com");
sop(ia.getHostName());
sop(ia.getHostAddress());
}
public static void sop(Object obj)
{
System.out.println(obj);
}
}

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。

传输协议

         通讯的规则

         常见协议：TCP,UDP

 

UDP

         将数据及源和目的封装成数据包中，不需要建立连接

         每个数据报的大小限制在64K内

         因无连接，是不可靠协议

         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

 

Socket（网络编程也就是Socket编程）

         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

 

UPD中的

DatagramSocket 用来发送和接收数据包的套接字（socket）

DatagramPacket 表示数据报包。

需求：通过UDP传输方式，将一段文字数据发送出去。

定义一个UDP发送端

步骤：

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包发出去

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对象
DatagramSocket ds = new DatagramSocket();

//2.确定数据，封装成数据包
//DatagramPacket(byte[] buf, int length, InetAddress address, int port)
byte[] buf = "udp is coming".getBytes();
DatagramPacket dp = new DatagramPacket
(buf, buf.length, InetAddress.getByName("10.10.133.60"), 10000);

//3.通过socket服务，将已有的数据包发送出去，通过send方法
ds.send(dp);

//4.关闭资源
ds.close();
}


public static void sop(Object obj)
{
System.out.println(obj);
}
}

需求：定义一个应用程序，用于接收udp协议传输的数据并处理数据。

定义UDP的接收端

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一个数字标识，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信息。

3. 通过socket服务的receive方法将收到的数据存入已经定义好的数据包中

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

import java.net.*;
class  UdpRece
{
public static void main(String[] args) throws Exception
{
//1.创建udp socket服务，建立端点
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.通过服务的receive方法，将收到的数据存入数据包中
ds.receive(dp);

//4.通过数据包的方法获取其中的数据
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();
}
}

以上我们定义了两个应用程序，发送端和接收端，两个应用程度都可以独立运行。先运行接收端，此时接收端处于等待接收数据状态，然后运行发送端，这时候在接收端的窗口上就会显示发送端发送的信息。

 

下面进行改进，发送端可以每次发送键盘录入的一句话，可以多次发送，而接收端也可以多次接收，主要是用了while循环。

发送端：

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

class UdpSend2
{
         publicstatic void main(String[] args) throws Exception
         {
                   DatagramSocketds = new DatagramSocket();
                   BufferedReaderbufr =
                            newBufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
                   Stringline = null;

                   while((line= bufr.readLine()) != null)
                   {
                            if("886".equals(line))
                                     break;
                            byte[]buf = line.getBytes();

                            DatagramPacketdp =
                                     newDatagramPacket(buf, buf.length,
                                     InetAddress.getByName("10.10.133.60"),10001);

                            ds.send(dp);
                   }
                   ds.close();
         }
}

接收端：

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

class UdpRece2
{
public static void main(String[] args) throws Exception
{
DatagramSocket ds = new DatagramSocket(10001);
while(true)
{
byte[] buf = new byte[1024];
DatagramPacket dp = new DatagramPacket(buf, buf.length);

ds.receive(dp);

String ip = dp.getAddress().getHostAddress();
String data = new String(dp.getData(), 0, dp.getLength());

System.out.println(ip+"...."+data);
}
}
}

编写一个聊天程序。有收数据的部分，有发数据的部分。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.*;

class Send implements Runnable
{
private DatagramSocket ds;
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[] buf = line.getBytes();
DatagramPacket dp = new DatagramPacket(
buf, buf.length, InetAddress.getByName("10.10.133.60"), 10002);
ds.send(dp);
}

}
catch (Exception e)
{
throw new RuntimeException("发送端失败");
}
}
}

class Rece implements Runnable
{
private DatagramSocket ds;
Rece(DatagramSocket ds)
{
this.ds = ds;
}

public void run()
{
try
{
while(true)
{
byte[] buf = new byte[1024];
DatagramPacket dp = new DatagramPacket(buf,  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)
{
throw new RuntimeException("接收端端失败");
}
}
}


class ChatDemo 
{
public static void main(String[] args) throws Exception
{
DatagramSocket sendSocket = new DatagramSocket();
DatagramSocket receSocket = new DatagramSocket(10002);

new Thread(new Send(sendSocket)).start();
new Thread(new Rece(receSocket)).start();
}
}

运行截图：

TCP传输

Socket和ServerSocket

建立客户端和服务器端

建立连接后，通过Socket中的IO流进行数据的传输

关闭Socket

 

同样，客户端与服务器端是两个独立的应用程序。

 

演示TCP传输

1.TCP分客户端和服务器端

2.客户端对应的对象是Socket，服务器端对应的对象是ServerSoket.

客户端：

通过查阅socke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，就要有服务器端存在，并连接成功，形成通路后，在该通道内进行数据的传输。

需求：给服务器端发送一个文本数据

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("10.10.133.60", 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 is coming".getBytes());

s.close();
}
}

服务端：

1.建立服务器端的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ServerSocket的accept方法，没有连接就会等待，所以这个方法是阻塞式的。

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）

 

需求：定义端点接收数据并打印在控制台上。

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

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方法获取链接过来的客户端对象
Socket s = ss.accept();
String ip = s.getInetAddress().getHostAddress();
System.out.println(ip+"...connect");

//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方法读取数据
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();
}
}

此时服务器端只接受了数据并打印在控制台上，还没有进行返回动作。

下面演示tcp的传输的客户端和服务端的互访。

需求：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，指定要连接的主机和端口。

2.获取socket流中的输出流，将数据写到该流中，通过网络发送给服务端。

3.获取socket流中的输入流，将服务器端反馈的数据获取到，并打印。

4.关闭客户端资源。

 

客户端代码：

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

class  TcpClient2
{
public static void main(String[] args) throws Exception
{
Socket s = new Socket("10.10.133.60", 10004);

OutputStream out = s.getOutputStream();
out.write("服务端，你好!".getBytes());

InputStream in = s.getInputStream();
byte[] buf = new byte[1024];
int len = in.read(buf);//阻塞式方法，等待服务器端返回数据。
System.out.println(new String(buf, 0, len));

s.close();

}
}

服务器端代码：

import java.io.*;
import java.net.*;
class TcpServer2 
{
public static void main(String[] args) throws Exception
{
ServerSocket ss = new ServerSocket(10004);

Socket s = ss.accept();
String ip = s.getInetAddress().getHostAddress();
System.out.println(ip+"...connect");

InputStream in = s.getInputStream();
byte[] buf = new byte[1024];
int len = in.read(buf);
System.out.println(new String(buf, 0, len));


//返回数据
OutputStream out = s.getOutputStream();
out.write("Roger that!".getBytes());

s.close();
ss.close();
}
}

需求：建立一个文本转换服务器。客户端给服务器端发送文本，服务器端会将文本转成大写再返回给客户端。而且客户端可以不断的进行文本转换，当客户端输入over时，转换结束。

 

分析：

客户端：既然是操作设备上的数据，那么久可以使用io技术，并按照io的操作规律来思考。

源：键盘录入。目的：网络设备，网络输出流。而且操作的是文本数据，可以选择字符流。

步骤：

1.建立服务

2.获取键盘录入

3.将数据发给服务端

4.获取服务端返回的大写数据。

5.结束，关闭资源。

都是文本数据，可以使用字符流进行操作，同时提高效率，加入缓冲。

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

class TransClient 
{
public static void main(String[] args) throws Exception
{
Socket s = new Socket("10.10.133.60", 10005);

//定义读取键盘数据的流对象
BufferedReader bufr = new BufferedReader(
new InputStreamReader(System.in));

//定义目的，将数据写入到socket输出流，发送给服务端
BufferedWriter bufOut = new BufferedWriter(
new OutputStreamWriter(s.getOutputStream()));

//定义一个socket读取流，读取服务端反回的大写信息
BufferedReader bufIn = new BufferedReader(
new InputStreamReader(s.getInputStream()));

String line = null;
while((line = bufr.readLine()) != null)//读键盘
{
if("over".equals(line))
break;
bufOut.write(line);//把回车符之前的数据发出去了
bufOut.newLine();//所以写这句
bufOut.flush();//注意！！

String str = bufIn.readLine();//将服务器端的返回信息读取
System.out.println("server:"+str);
}
bufr.close();
s.close();

}
}

服务端：

源：socket读取流。目的：socket输出流。都是文本，装饰。

import java.io.*;
import java.net.*;
class  TransServer
{
public static void main(String[] args) throws Exception
{
ServerSocket ss = new ServerSocket(10005);

Socket s = ss.accept();
String ip = s.getInetAddress().getHostAddress();
System.out.println(ip+"..connect");

//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
BufferedWriter bufOut = new BufferedWriter(
new OutputStreamWriter(s.getOutputStream()));

String line = null;
while((line = bufIn.readLine()) != null)
{
System.out.println(line);
bufOut.write(line.toUpperCase());
bufOut.newLine();//这是结束标记
bufOut.flush();
}
s.close();
ss.close();

}
}

该例子出现的问题:

现象：

客户端和服务器端都在莫名的等待。为什么呢？因为客户端和服务端都有阻塞式的方法。这些方法没有读到结束标记。那么就会一直等，而导致两端都在等待。

简化代码：

将BufferedWriter bufOut = new BufferedWriter(

                            newOutputStreamWriter(s.getOutputStream()));

改成PrintWriter out = new PrintWriter(s.getOutputStream(), true);  //true设置自动刷新

 

将 

bufOut.write(line.toUpperCase());

bufOut.newLine();//这是结束标记

bufOut.flush();

改成一句话：out.println(line.toUpperCase());

 

运行截图：

例子：

客户端将一个文件传给服务器，服务器读取文件并保存为另一个文件。

客户端：

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

class  TextClient
{
public static void main(String[] args) throws IOException
{
Socket s = new Socket("10.10.133.60", 10006);
BufferedReader bufr = new BufferedReader(
new FileReader("TcpClient.java"));

PrintWriter out = new PrintWriter(s.getOutputStream(), true);

String line = null;
while((line = bufr.readLine()) != null)
{
out.println(line);
}

s.shutdownOutput();//关闭客户端输出流，相当于给
//流中加入一个结束标记


BufferedReader bufIn = new BufferedReader(
new InputStreamReader(s.getInputStream()));
String str = bufIn.readLine();
System.out.println(str);
bufr.close();
s.close();
}
}

服务端：

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

class  TextServer
{
public static void main(String[] args) throws Exception
{
ServerSocket ss = new ServerSocket(10006);
Socket s = ss.accept();
String ip = s.getInetAddress().getHostAddress();
System.out.println(ip+"..connect");


BufferedReader bufIn = new BufferedReader(
new InputStreamReader(s.getInputStream()));
PrintWriter out = new PrintWriter(new FileWriter("server.txt"), true);

String line = null;
while((line = bufIn.readLine()) != null)
{
out.println(line);
}
PrintWriter pw = new PrintWriter(s.getOutputStream(), true);
pw.println("上传成功!");
out.close();
s.close();
ss.close();
}
}

运行截图：