黑马程序员——java基础——网络编程
来源：互联网 发布：淘宝美工论坛 编辑：程序博客网 时间：2024/05/13 01:02
一、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。
2、网络模型
OSI参考模型 以及TCP/IP参考模型
3、网络通讯三要素
IP地址、端口号、传输协议
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
UDP：是面向无连接，明确了对方的端口，无论在不在网上，只管传输，不在就会丢失数据。只求速度，应用于网络视频会议和聊天等应用程序中。
协议特点：
a、面向无连接，即将数据及源和目的封装成数据包中，不建立链接的发送
b、每个数据包的大小限制在64K之内
c、因无连接，是不可靠的协议
d、不建立连接，速度快。
TCP：是面向连接的，必须连接成功才能传输数据，应用于下载等程序上
协议特点：
a、面向连接，在建立连接后，形成传输数据的通道
b、在连接中进行大数据量的传输
c、通过三次握手完成连接，是可靠的协议
d、必须建立连接，效率稍慢
三次握手：第一次本方发送请求，第二次对方确认连接，第三次本方再次确认连接成功。
4、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：
a)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。
b)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。
c)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。
d)对系统资源的要求：TCP较多，UDP少。
e)程序结构：UDP程序结构较简单，TCP复杂。
f)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。
二、传输协议
1、InetAddress与Socket
1)InetAddress及其常用方法
InetAddress：构造方法私有，不能直接创建对象。
netAddressgetByName(String host):在给定主机名的情况下确定主机的ip地址。
InetAddressgetLocalHost()：返回本地主机。
InetAddress[]getAllByName(String host)
ip.getHostAddress(),
ip.getHostName()
代码示例
package july76net;import java.net.InetAddress;public class Demo1 { public static voidmain(String[] args) throws Exception{ InetAddressi = 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
2）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。
2、UDP传输
注：a）只要是网络传输，必须有socket。
b）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。
1）UDP传输简述
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。
2）实现流程
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。
代码示例：
发送端（客户端）
import java.net.*;class UdpSend{ public static void main(String[] args)throws Exception { // 1，建立udp的socket服务。 DatagramSocket ds = newDatagramSocket(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 = newDatagramPacket(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 = newDatagramSocket(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 = newDatagramPacket(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 = newString(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(); }}3、TCP传输
1）TCP传输简述
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
2）TCP传输流程
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。
代码示例
import java.net.*;import java.io.*;//需求：客户端给服务器端发送一个数据。class TcpClient{ public static void main(String[] args) throws Exception{ Socket s = newSocket("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();<span style="white-space:pre"></span>}}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。
代码示例
class TcpServer{ public static void main(String[] args) throws Exception{ ServerSocket ss = newServerSocket(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 = newbyte[1024]; int len = in.read(buf); String text = newString(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(); }} 三、综合实例
//需求：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：
import java.io.BufferedReader;import java.io.FileReader;import java.io.InputStreamReader;import java.io.PrintWriter;import java.net.Socket; public class Demo22 { public static voidmain(String[] args) throws Exception{ Sockets = newSocket("localhost", 12036); BufferedReaderbr = new BufferedReader(new FileReader("E:/你好.txt")); PrintWriterpw = newPrintWriter(s.getOutputStream(),true); BufferedReaderbr2 = new BufferedReader(new InputStreamReader(s.getInputStream())); Stringline; while((line = br.readLine()) != null){ pw.println(line); } s.shutdownOutput(); Stringstr = br2.readLine(); System.out.println(str); s.close(); }}服务器端：
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 implementsRunnable{ private Socket s; public MyUpdate(Socket s) { super(); this.s = s; } @Override public void run() { Stringip = s.getInetAddress().getHostAddress(); System.out.println(ip+".........connected!"); int count = 0; try { BufferedReaderbr = new BufferedReader(new InputStreamReader(s.getInputStream())); Filefile = new File("E:/"); Filef = new File(file,"你好"+count+".txt"); while(f.exists()){//如果写成if，就不可以！ f= new File(file,"你好"+(++count)+".txt"); } PrintWriterpw = new PrintWriter(new FileWriter(f),true); PrintWriterpw2 = newPrintWriter(s.getOutputStream(),true); Stringline; 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 Demo23 { public static voidmain(String[] args) throws Exception{ ServerSocketss = new ServerSocket(12036); while(true){ Sockets = ss.accept(); new Thread(new MyUpdate(s)).start(); } }}
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