十三.Java基础_网络编程

Java基础_网络编程

一.UDP和TCP传输各自的特点

UDP的特点：将数据及源和目的封装在大小限制在64K内的数据包中，不需要建立连接，速度快，也因此是不可靠协议。

TCP的特点：需要建立连接形成传输数据的同道，在连接中进行大数据量传输，因为必须建立连接，导致效率会稍低，但通过三次握手完成连接，是可靠协议。

二.Socket

网络编程其实就是Socket编程：

Socket就是为网络服务提供的一种机制，网络通信其实就是Socket间的通信，通信的两端都有Socket，数据在两个Socket间通过IO传输，毕老师形象的将其比喻为码头，要先建立两地的码头才能进行互相输送数据，编程时要先建立Socket服务。

三.IP地址及端口

IP 地址是 IP 使用的 32 位或 128 位无符号数字，它是一种低级协议，UDP 和 TCP 协议都是在它的基础上构建的。IP地址是网络中设备的标识，本地IP地址为：127.0.0.1，主机名为：localHost。

端口用于标识进程的逻辑地址，就是不同进程的标识，有效端口：0~65535，其中0~1024为系统使用或保留端口。

一些重要的方法：

InetAddress.getLocalHost();返回本地主机

InetAddress.getByName(String host)：通过主机名字获取主机的IP地址

InetAddress.getHostAddress(); 返回IP地址字符串

InetAddress.getHostName().返回此IP地址的主机名

四.应用实例

UDP协议传输：

（1）要求：用UDP协议从一台主机发送一串数据”Hello java!”到另外一台主机

思路： 

发送端：1.建立UDP Socket服务

 2.提供数据并封装到数据包中

 3.通过Socket服务发送数据

 4.关闭资源

 接收端：1.建立UDP Socket服务

 2.建立用于接收数据的数据包，用数据包接收数据是因为数据包中有更  多的处理接收到的数据的功能；

 3.通过Socket 服务的receive功能将接收的数据存入数据包中

 4.关闭资源

下面是代码：

　　import java.net.*;　　class UDPsend 　　{　　public static void main(String[] args) throws Exception　　{　　//建立UDP Socket服务　　DatagramSocket ds = new DatagramSocket(12345);　　byte[] buf = "Hello java!".getBytes();　　//建立数据包封装发送的数据，new DategramPacket(byte[] buf,int length,InetAddress address,int port);　　DatagramPacket dp = new DatagramPacket(buf,buf.length,InetAddress.getByName("aisl-PC"),10000);　　//通过Socket的功能发送数据　　ds.send(dp);　　//关闭资源　　ds.close();　　}　　}　　　　class UDPreceive 　　{　　public static void main(String[] args) throws Exception　　{　　DatagramSocket ds = new DatagramSocket(10000);　　byte[] buf = new byte[1024];　　//建立数据包用来接收数据　　DatagramPacket dp = new DatagramPacket(buf,buf.length);　　//通过Socket的功能接收数据　　ds.receive(dp);　　//利用数据包的功能获取数据的一些信息　　String ip = dp.getAddress().getHostAddress();　　int port = dp.getPort();　　String data = new String(dp.getData(),0,dp.getLength());　　System.out.println(ip+"--"+data+"--"+port);　　ds.close();　　}　　}

（2）要求：用UDP协议实现两台主机类似QQ的DOS版聊天,

思路：1.要让两台主机的软件上都有接收和发送功能，那么就要让这个程序同     时具有接收和发送功能；

  2.要实现同时具有接收和发送功能就要考虑用多线程。

　　import java.io.*;　　import java.net.*;　　class UDPliaotian　　{　　public static void main(String[] args) throws Exception　　{　　//先定义发送端和接收端Socket服务　　DatagramSocket ds = new DatagramSocket();　　DatagramSocket ds1 = new DatagramSocket(10001);　　//开启线程　　new Thread(new send(ds)).start();　　new Thread(new receive(ds1)).start();　　}　　}　　//发送端　　class send implements Runnable　　{　　private DatagramSocket ds;　　//构造函数接收一个DatatramSocket　　send(DatagramSocket ds)　　{　　this.ds=ds;　　}　　//覆盖父类中的run方法　　public void run()　　{　　try　　{　　//定义一个IO读取流读取键盘录入　　BufferedReader bfr = new BufferedReader(　　new InputStreamReader(System.in));　　String line = null;　　while ((line = bfr.readLine())!=null)　　{　　if ("88".equals(line))　　break;　　byte[] buf = line.getBytes();　　//建立数据包封装发送的数据，new DategramPacket(byte[] buf,int length,InetAddress address,int port);　　DatagramPacket dp = new DatagramPacket(　　buf,buf.length,InetAddress.getByName("127.0.0.255"),10001);　　//发送数据　　ds.send(dp);　　}　　}　　catch (Exception e)　　{　　throw new RuntimeException("发送端失败");　　}　　}　　}　　//接收端　　class receive implements Runnable　　{　　private DatagramSocket ds;　　//构造函数接收一个DatagramSocket　　receive(DatagramSocket ds)　　{　　this.ds=ds;　　}　　//覆盖父类中的run方法　　public void run()　　{　　try　　{　　//不断的接收数据　　while (true)　　{　　byte[] buf = new byte[1024];　　//建立数据包用来接收数据　　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("接收端失败");　　}　　}　　}

TCP协议传输

（1）要求：让客户端连接服务端，并向服务端发送一段文字，服务端在接收到客 户端发送的文字后向客户端返回一段文字。

 思路：

 客户端：1.创建Socket服务，并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，将服务端反馈的数据获取到，并打印

 4.关闭客户端资源

服务端：1.创建ServerSocket服务，获取客户端Socket

2.获取Socket读取流读取客户端发送的数据并打印

3.获取Socket输出流像客户端返回一句话给客户端

4.关闭资源

　　import java.io.*;　　import java.net.*;　　class  tcpclient　　{　　public static void main(String[] args) throws Exception　　{　　//创建Socket服务，并指定要连接的主机和端口　　Socket s = new Socket("127.0.0.1",10003);　　//定义Socket输出流，发送一句话到服务端　　OutputStream out = s.getOutputStream();　　out.write("服务端你好！我是客户端！".getBytes());　　/*　　InputStream in = s.getInputStream();　　　　byte[] buf = new byte[1024];　　int len = in.read(buf);　　System.out.println(new String (buf,0,len));　　*/　　//获取Socket流中的输入流，将服务端反馈的数据获取到，并打印(也可用注释部分代码实现)　　BufferedReader bfrin = new BufferedReader(new InputStreamReader(s.getInputStream()));　　String str = bfrin.readLine();　　System.out.println(str);　　s.close();　　}　　}　　class tcpserve　　{　　public static void main(String[] args) throws Exception　　{　　ServerSocket ss = new ServerSocket(10003);　　Socket s = ss.accept();　　String ip = s.getInetAddress().getHostAddress();　　System.out.println(ip+"...connection");　　//获取Socket读取流读取客户端发送的数据　　InputStream in = s.getInputStream();　　　　byte[] buf = new byte[1024];　　int len = in.read(buf);　　System.out.println(new String(buf,0,len));　　　　//OutputStream out = s.getOutputStream();　　//获取Socket输出流像客户端返回一句话给客户端,(也可用注释部分代码实现)　　PrintWriter out = new PrintWriter(s.getOutputStream(),true);　　Thread.sleep(2000);　　//out.write("收到，我是服务端".getBytes());　　out.println("收到，我是服务端");　　s.close();　　ss.close();　　}}

（2）要求：建立一个文本转换服务器

客户端给服务端发送文本，服务端会将文本转换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

思路：

客户端：1.建立Socket服务

2.定义IO读取流获取键盘录入

3.定义Socket输出流将键盘录入的数据发送给服务端

4.定义Socket读取流获取服务端返回大写数据并打印

5.关闭资源

服务端：1.确定源为Socket读取流，目的为Socket输出流

2.建立ServerSocket服务，接收客户端Socket

3.定义Socket读取流获取客户端发送来的数据

4.定义Socket输出流将处理后的数据发送回客户端

5.关闭资源

　　import java.io.*;　　import java.net.*;　　class  tcpclient　　{　　public static void main(String[] args) throws Exception　　{　　Socket s = new Socket("127.0.0.1",10005);　　　　//定义读取流读取键盘录入　　BufferedReader bfr = 　　new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));　　　　//定义Socket输出流，　　BufferedWriter bfwout = 　　new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(s.getOutputStream())); 　　　　//定义Socket读取流读取服务端返回的数据　　BufferedReader bfrin = 　　new BufferedReader(new InputStreamReader(s.getInputStream()));　　　　String line = null;　　while ((line = bfr.readLine())!=null)　　{　　if ("over".equals(line))　　break;　　bfwout.write(line);　　bfwout.newLine();　　bfwout.flush();　　　　String str = bfrin.readLine();　　System.out.println("server:"+str);　　}　　bfr.close();　　s.close();　　}　　}　　/*　　服务端：　　源：socket读取流　　目的：socket输出流　　都是文本，可装饰　　*/　　class tcpserve　　{　　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+"....已连接");　　//定义Socket读取流用来获取客户端发送来的数据　　BufferedReader bfrin = 　　new BufferedReader(new InputStreamReader(s.getInputStream()));　　//定义Socket输出流用来将处理后的数据发送回客户端　　BufferedWriter bfwout = 　　new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(s.getOutputStream()));　　　　String line = null;　　while ((line = bfrin.readLine())!=null)　　{　　//转换成大写并发送　　bfwout.write(line.toUpperCase());　　bfwout.newLine();　　bfwout.flush();　　}　　s.close();　　ss.close();　　}}

（3）要求：客户端向服务端上传文件

客户端向服务端发送一个文件，服务端接收文件并保存。

这里是上传一个文本文件，如果不是纯文本文件，那么程序里要使用字节流读写

　　import java.io.*;　　import java.net.*;　　class  tcpclient　　{　　public static void main(String[] args) throws Exception　　{　　Socket s = new Socket("127.0.0.1",10006);　　　　BufferedReader bfr = 　　new BufferedReader(new FileReader("Demo.java"));　　　　PrintWriter out = new PrintWriter(s.getOutputStream(),true);　　　　String line = null;　　while ((line=bfr.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-1   　　　　BufferedReader bfrin = 　　new BufferedReader(new InputStreamReader(s.getInputStream()));　　　　String str = bfrin.readLine();　　System.out.println(str);　　bfr.close();　　s.close();　　}　　}　　class tcpserver　　{　　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+"...连接成功");　　　　BufferedReader bfrin = 　　new BufferedReader(new InputStreamReader(s.getInputStream()));　　　　PrintWriter pw = new PrintWriter(new FileWriter("server.txt"),true);　　　　String line = null;　　while ((line=bfrin.readLine())!=null)　　{　　pw.println(line);　　}　　PrintWriter out = new PrintWriter(s.getOutputStream(),true);　　out.println("上传成功");　　　　pw.close();　　s.close();　　ss.close();　　}　　}

注意：这里面有一个重要的方法，shutdownOutput():禁用此套接字的输出流，也就是关闭客户端输出流，相当于给流中加入一个结束标记，如果程序中没有实现这个步骤，那么程序运行结果为：客户端在将文件上传完成后，服务端和客户端都为无限等待状态，程序不结束。

（4）要求：客户端向服务端上传一个图片

程序中要用字节流进行文件的读写

　　import java.io.*;　　import java.net.*;　　class tcpclient 　　{　　public static void main(String[] args) throws Exception　　{　　Socket s = new Socket("127.0.0.1",10007);　　　　FileInputStream fis = new FileInputStream("1.jpg");　　　　OutputStream out = s.getOutputStream();　　　　int len = 0;　　byte[] buf = new byte[1024];　　while ((len=fis.read(buf))!=-1)　　{　　out.write(buf,0,len);　　}　　s.shutdownOutput();　　　　BufferedReader bfrin = 　　new BufferedReader(new InputStreamReader(s.getInputStream()));　　String str = bfrin.readLine();　　System.out.println(str);　　　　fis.close();　　s.close();　　}　　}　　class tcpserver　　{　　public static void main(String[] args) throws Exception　　{　　ServerSocket ss = new ServerSocket(10007);　　Socket s = ss.accept();　　String ip = s.getInetAddress().getHostAddress();　　System.out.println(ip+"...连接成功");　　　　InputStream in = s.getInputStream();　　FileOutputStream fos = new FileOutputStream("server.jpg");　　　　int len = 0;　　byte[] buf = new byte[1024];　　while ((len=in.read(buf))!=-1)　　{　　fos.write(buf,0,len);　　}　　　　PrintWriter pw = new PrintWriter(s.getOutputStream(),true);　　pw.println("上传成功");　　　　fos.close();　　s.close();　　ss.close();　　}}

(5)练习

需求：

1.客户端登陆服务器，登陆三次错误，退出程序

2.允许多用户同时登陆

思路：

客户端：

1.建立Socket服务并指定要连接的主机地址以及程序端口

2.定义IO读取流读取键盘录入数据

3.获取Socket输出流发送数据

4.获取Socket读取流读取服务端返回的数据

5.关闭资源

服务端：

1.要模拟登陆功能需要一个数据库，可以用记事本做一个极简数据库

2.建立ServerSocket服务，并指定一个监听接口

3.获取Socket读取流读取客户端发送的数据

3.建立文件读取流读取数据库中的数据与客户端发送的数据进行比较

4.获取Socket输出流向客户端返回信息

5.关闭资源

代码演示：

　　import java.io.*;　　import java.net.*;　　class TCPclient 　　{　　public static void main(String[] args) throws Exception　　{　　Socket s = new Socket("127.0.0.1",10008);　　//定义IO读取流读取键盘录入的数据　　BufferedReader bfr = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));　　//获取Socket输出流发送数据　　PrintWriter pw = new PrintWriter(s.getOutputStream(),true);　　//获取Socket读取流读取服务端返回的数据　　BufferedReader bfrin = new BufferedReader(new InputStreamReader(s.getInputStream()));　　for (int x=1;x<=3;x++ )　　{　　String line = bfr.readLine();　　if (line==null)　　break;　　pw.println(line);　　　　String str = bfrin.readLine();　　System.out.println("info:"+str);　　if (str.contains("欢迎"))　　break;　　}　　bfr.close();　　s.close();　　}　　}　　　　class TCPserver　　{　　public static void main(String[] args) throws Exception　　{　　ServerSocket ss = new ServerSocket(10008);　　while (true)　　{　　Socket s = ss.accept();　　new Thread(new ServerThread(s)).start();　　}　　}　　}　　class ServerThread implements Runnable　　{　　private Socket s;　　ServerThread(Socket s)　　{　　this.s = s;　　}　　public void run()　　{　　String ip = s.getInetAddress().getHostAddress();　　System.out.println(ip+"....connected");　　try　　{　　for (int x=1;x<=3 ;x++ )　　{　　//Socket流接收客户端发送的数据　　BufferedReader bfrin = new BufferedReader(　　new InputStreamReader(s.getInputStream()));　　//定义IO读取流查找建立的极简数据库　　BufferedReader bfr = new BufferedReader(new FileReader("user.txt"));　　PrintWriter pw = new PrintWriter(s.getOutputStream(),true);　　String str = bfrin.readLine();　　if(str==null)　　break;　　String name=null;　　Boolean flag = false;　　while ((name=bfr.readLine())!=null)　　{　　if (name.equals(str))　　{　　flag = true;　　break;　　} 　　}　　if (flag)　　{　　System.out.println(ip+"...已登陆");　　pw.println("登陆成功，欢迎进入");　　break;　　}　　else　　{　　System.out.println(ip+"...尝试登陆");　　pw.println(str+"用户名不存在");　　}　　}　　s.close();　　}　　catch (Exception e)　　{　　throw new RuntimeException("效验失败");　　}　　　　}　　}

（6）练习：一个极简仿QQ聊天界面代码示例

服务端：

　　import java.awt.*;　　import java.awt.event.*;　　import java.io.*;　　import java.net.*;　　//服务端　　class Demo　　{　　public static void main(String[] args) throws Exception　　{　　liaotian lt = new liaotian();　　}　　}　　class liaotian 　　{　　//建立服务端Socket服务，并设定服务端端口　　ServerSocket ss = new ServerSocket(12345);　　Socket s = ss.accept();　　String ip = s.getInetAddress().getHostAddress();　　//定义Socket读取流读取客户端发送来的数据　　private InputStream in = s.getInputStream();　　//定义Socket输出流用来发送数据给客户端　　private OutputStream out = s.getOutputStream();　　liaotian() throws Exception　　{　　init();　　}　　private Frame f;　　private Button b;　　//定义两个文本区域，类似QQ聊天界面的读取区域和输入区域　　private TextArea tax,tad;　　public void init() throws Exception　　{　　//对软件窗体进行基本设置　　f = new Frame("my window fuwuduan");　　f.setBounds(300,100,500,600);　　f.setLayout(new FlowLayout());　　　　tax = new TextArea(8,63);　　tad = new TextArea(20,63);　　b = new Button("发送");　　　　f.add(tad);　　f.add(tax);　　f.add(b);　　myEvent();　　//显示窗体　　f.setVisible(true);　　//使窗体大小不能被改变　　f.setResizable(false);　　tad.append(ip+"连接成功\r\n");　　out.write("连接成功".getBytes());　　while (true)//不断的接收数据　　{　　byte[] buf = new byte[1024];　　int len = in.read(buf);　　String strr = new String(buf,0,len);　　tad.append("客户端IP-"+ip+":"+strr+"\r\n");　　}　　　　}　　private void send() throws Exception//发送数据　　{　　String str = tax.getText()+" ";　　tad.append("我："+str+"\r\n");　　tax.setText("");　　out.write(str.getBytes());　　}　　private void myEvent() throws Exception　　{　　f.addWindowListener(new WindowAdapter()　　{　　public void windowClosing(WindowEvent e)　　{　　System.exit(0);　　　　}　　});　　b.addActionListener(new ActionListener() 　　{　　public void actionPerformed(ActionEvent e) 　　{　　try　　{　　send();　　}　　catch (Exception e1)　　{　　throw new RuntimeException("asdfas");　　}　　}　　});　　}　　}

客户端：

　　import java.awt.*;　　import java.awt.event.*;　　import java.io.*;　　import java.net.*;　　//客户端　　class Demo　　{　　public static void main(String[] args) throws Exception　　{　　liaotian lt = new liaotian();　　}　　}　　class liaotian 　　{　　//这里改成服务器主机的IP地址，“12345”为服务器端口　　Socket s = new Socket("127.0.0.1",12345);　　//定义Socket读取流读取服务端发送来的数据　　private InputStream in = s.getInputStream();　　//定义Socket输出流用来发送数据给服务端　　private OutputStream out = s.getOutputStream();　　　　liaotian() throws Exception　　{　　init();　　}　　private Frame f;　　private Button b;　　//定义两个文本区域，类似QQ聊天界面的读取区域和输入区域　　private TextArea tax,tad;　　public void init() throws Exception　　{　　//对软件窗体进行基本设置　　f = new Frame("my window kehuduan");　　f.setBounds(300,100,500,600);　　f.setLayout(new FlowLayout());　　　　tax = new TextArea(8,63);　　tad = new TextArea(20,63);　　b = new Button("发送");　　　　f.add(tad);　　f.add(tax);　　f.add(b);　　//加载窗体上的事件　　myEvent();　　//使窗体大小不能被改变　　f.setResizable(false);　　//显示窗体　　f.setVisible(true);　　while (true)//不断的接收数据　　{　　byte[] buf = new byte[1024];　　int len = in.read(buf);　　String strr = new String(buf,0,len);　　　　tad.append("主机："+strr+"\r\n");　　}　　　　}　　private void send() throws Exception//发送数据　　{　　String str = tax.getText()+" ";　　tad.append("我："+str+"\r\n");　　//在发送之前将输入区域里面的数据清空　　tax.setText("");　　out.write(str.getBytes());　　}　　private void myEvent() throws Exception　　{　　f.addWindowListener(new WindowAdapter()　　{　　public void windowClosing(WindowEvent e)　　{　　System.exit(0);　　　　}　　});　　//点击"发送"按钮发送数据　　b.addActionListener(new ActionListener() 　　{　　public void actionPerformed(ActionEvent e) 　　{　　try　　{　　send();　　}　　catch (Exception e1)　　{　　throw new RuntimeException("发送失败");　　}　　}　　});　　}}

（7）自定义服务端

需求：自定义一个服务端向客户短发送一条数据，用IE浏览器作为客户端连接服务端 接收数据

代码如下：

　　import java.io.*;　　import java.net.*;　　class tcpserver 　　{　　public static void main(String[] args) throws Exception　　{　　ServerSocket ss = new ServerSocket(11000);　　Socket s = ss.accept();　　　　System.out.println(s.getInetAddress().getHostAddress());　　//获取Socket输出流发送数据　　PrintWriter out = new PrintWriter(s.getOutputStream(),true);　　　　out.println("<font size='3' color='red'>客户端你好！</font>");　　　　s.close();　　ss.close();　　}　　}