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。




网络通讯要素：
IP地址
端口号
传输协议


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
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！
传输协议
通讯的规则
常见协议：TCP，UDP




TCP和UDP的联系和用途


一.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： 
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。 
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。
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。 
对系统资源的要求：CP较多，UDP少。 
程序结构：UDP程序结构较简单，TCP复杂。 
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
 
二.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。 




总结：
一、UDP:
                1、将数据源和目的地封装到数据包中，不需要建立连接
                2、每个数据包的大小限制在64k以内
                3、因无连接，是不可靠协议
                4、不需要建立连接，速度快
例子：聊天、对讲机就是UDP的，面向无连接（不管在不在，知不知道，只管发送，求速度），丢数据也不管。速度快。数据被分成包


二、TCP:
                1、建立连接，形成传输数据的通道
                2、在连接中进行大量数据的传输
                3、通过三次握手完成连接、是可靠协议
                4、必须建立连接，效率会稍低


例子：电话通话，必须连接，对方同意才可以发送数据（不然就等待），不能丢失数据。

一、InetAddress和Socket

InetAddress：构造方法私有，不能直接创建对象。
InetAddress getByName(String host):在给定主机名的情况下确定主机的ip地址。
InetAddress getLocalHost()：返回本地主机。
InetAddress[] getAllByName(String host)
ip.getHostAddress(), 
ip.getHostName()


Eg：
package july76net;


import java.net.InetAddress;


public class Demo1 {
public static void main(String[] args) throws Exception {

InetAddress i = 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


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。

二、UDP传输

①：只要是网络传输，必须有socket 。
②：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。


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。


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。




Eg：
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 = new DatagramSocket(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 = new DatagramPacket(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 = new DatagramSocket(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 = new DatagramPacket(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 = new String(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();
        }
}




练习：
通过键盘录入获取要发送的信息。
将发送和接收分别封装到两个线程中。


package july76net;
//一个聊天的例子，利用UDP传输协议


import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetAddress;


//客户端，发送端
class Send implements Runnable {
private DatagramSocket ds;


public Send(DatagramSocket ds) {
super();
this.ds = ds;
}


@Override
public void run() {
try {
BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(
System.in));//数据源是键盘录入
String line;
while ((line = br.readLine()) != null) {
byte[] buf = line.getBytes();
DatagramPacket dp = new DatagramPacket(buf, buf.length,
InetAddress.getByName("localhost"), 10225);


ds.send(dp);
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}


// 服务器端，接收端
class Rece implements Runnable {
private DatagramSocket ds;


public Rece(DatagramSocket ds) {
super();
this.ds = ds;
}


@Override
public void run() {
try {
while (true) {
byte[] buf = new byte[1024];


DatagramPacket dp = new DatagramPacket(buf, 0, 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) {
e.printStackTrace();
}
}
}


public class Demo6 {
public static void main(String[] args) throws Exception {
DatagramSocket sendDs = new DatagramSocket();
DatagramSocket receDs = new DatagramSocket(10225);
new Thread(new Send(sendDs)).start();
new Thread(new Rece(receDs)).start();
}
}


输出：
你好
127.0.0.1     你好
你好
127.0.0.1     你好

三、TCP传输

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


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。




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 = new Socket("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();
}
}


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。


我的总结：对于UDP和TCP，既可以定义输出流也可以创建输入流，具体情况根据需要构建；比如：我们需要客户端给服务器端发送数据，服务器端再给客户端反馈数据；那么就要在客户端和服务器端分别多加一个输入流和输出流！否则，发不出去，收不到！


class  TcpServer{
        public static void main(String[] args) throws Exception{
                ServerSocket ss = new ServerSocket(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 = new byte[1024];
                int len = in.read(buf);
                String text = new String(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();
        }
}


备注:这个例子只是单方面的输入！


Eg：双向对话


客户端:
package july76net;
//TCP双向对话


import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.Socket;


public class Demo10 {
public static void main(String[] args) throws Exception {
Socket s = new Socket("localhost",10036);

OutputStream out = s.getOutputStream();

out.write("你好，服务器！我是张三！".getBytes());
s.shutdownOutput();//注意！！！关闭标签
InputStream is = s.getInputStream();
byte []buf = new byte[1024];
int len = is.read(buf);
System.out.println(new String(buf,0,len));
s.close();
}
}


服务器端


package july76net;
//TCP双向输入输出


import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;


public class Demo11 {
public static void main(String[] args) throws Exception {
ServerSocket ss = new ServerSocket(10036);
Socket s = ss.accept();

String ip = s.getInetAddress().getHostAddress();
System.out.println(ip+"..........connected!");

InputStream in = s.getInputStream();
byte[] buf = new byte[1024];
        /*int len = in.read(buf);
        System.out.println(new String(buf,0,len));*/
int len;
while((len = in.read(buf)) != -1){
System.out.println(new String(buf,0,len));
}
OutputStream os = s.getOutputStream();

os.write("张三你好！我是服务器！".getBytes());

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


7、利用TCP上传文件


从客户端上传到服务器端，其实本质上也就是复制！


package july76net;
//上传文件(文本)


import java.io.BufferedReader;
import java.io.FileReader;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.PrintWriter;
import java.net.Socket;


public class Demo14 {
public static void main(String[] args) throws Exception {
Socket s = new Socket("localhost",12362);

BufferedReader br  = new BufferedReader(new FileReader("E:/你好.txt"));
PrintWriter pw = new PrintWriter(s.getOutputStream(),true);
String line;
while((line = br.readLine()) != null){
pw.println(line);
}
s.shutdownOutput();//阻塞式方法的应对，否则会一直等待！

BufferedReader br2 = new BufferedReader(new InputStreamReader(s.getInputStream()));
String str = br2.readLine();//服务器端反馈的数据
System.out.println(str);

br.close();
s.close();
}
}


服务器端
package july76net;


import java.io.BufferedReader;
import java.io.FileWriter;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.PrintWriter;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;


public class Demo15 {
public static void main(String[] args) throws Exception {
ServerSocket ss = new ServerSocket(12362);
Socket s = ss.accept();

String ip = s.getInetAddress().getHostAddress();
System.out.println(ip+".....connected!");

BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(s.getInputStream()));
PrintWriter pw = new PrintWriter(new FileWriter("E:/你好2.txt"),true);//建议打印时都用打印流
String line;
while((line = br.readLine()) != null){
pw.println(line);//不可以写成是write();
}

PrintWriter out = new PrintWriter(s.getOutputStream(),true);
out.println("上传成功！");
s.close();
ss.close();
}
}




上传图片（注意图片是2进制文件，必须是字节流，否则读取不出来！）；


客户端
package july76net;


import java.io.FileInputStream;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.Socket;


public class Demo16 {
public static void main(String[] args) throws Exception {
Socket s = new Socket("localhost",10256);
FileInputStream fis = new FileInputStream("E:/DSC_2451.jpg"); 

OutputStream os = s.getOutputStream();

byte []buf = new byte[1024];
int len;
while((len = fis.read(buf)) != -1){
os.write(buf);
}
s.shutdownOutput();
InputStream in = s.getInputStream();
byte []b = new byte[1024];
int i = in.read(b);
System.out.println(new String(b,0,i));
fis.close();
s.close();
}
}


服务器端
package july76net;


import java.io.FileOutputStream;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;


public class Demo17 {
public static void main(String[] args) throws Exception {

ServerSocket ss = new ServerSocket(10256);
Socket s = ss.accept();

String ip = s.getInetAddress().getHostAddress();
System.out.println(ip+".........connected");

InputStream is = s.getInputStream();
FileOutputStream fos = new FileOutputStream("E:/我的照片0.jpg");

byte []b = new byte[1024];
int len;
while((len = is.read(b)) != -1){
fos.write(b);
}

OutputStream os = s.getOutputStream();
os.write("上传成功！".getBytes());

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


总结：
对于网络编程而言，重要的是理解其步骤，按照步骤的需要，一步步搭建根基！
客户端和服务端需要交互，那么就要构建相对应的流，供其输入和输出！
对于阻塞式方法，一定要注意，提供停止标签！
对于PrintWriter ,记得用println而不是write;不要忘了加上true，自动刷新！

四、案例

题目：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：
package july76net;


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 void main(String[] args) throws Exception {
Socket s = new Socket("localhost", 12036);

BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("E:/你好.txt"));
PrintWriter pw = new PrintWriter(s.getOutputStream(),true);

BufferedReader br2 = new BufferedReader(new InputStreamReader(s.getInputStream()));


String line;
while((line = br.readLine()) != null){
pw.println(line);
}
s.shutdownOutput();

String str = br2.readLine();
System.out.println(str);
s.close();
}
}


服务器端：
package july76net;


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 implements Runnable{
private Socket s;


public MyUpdate(Socket s) {
super();
this.s = s;
}


@Override
public void run() {

String ip = s.getInetAddress().getHostAddress();
System.out.println(ip+".........connected!");
int count = 0;
try {
BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(s.getInputStream()));
File file = new File("E:/");
File f = 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"); 
}
PrintWriter pw = new PrintWriter(new FileWriter(f),true);
PrintWriter pw2 = new PrintWriter(s.getOutputStream(),true);

String line;
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 void main(String[] args) throws Exception {

ServerSocket ss = new ServerSocket(12036);
while(true){
Socket s = ss.accept();
new Thread(new MyUpdate(s)).start();
}
}
}