黑马程序员——java基础（网络编程）

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第十四章：java基础（网络编程）

 

本章概述：

第一部分：网络编程

第二部分：UDP

第三部分：TCP

第四部分：URL

 

第一部分：网络编程

1、概述：

网络编程的的作用是实现两个设备之间的数据交换。

数据交互，就是把一个设备中的数据发送给另外的设备，然后接受设备反馈的信息。

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响应连接，则需要一直启动。

2、网络通讯要素

1、IP地址：InetAddress

IP地址是网络中设备的标识，对应一个主机名，主机名更易记忆

本地回环IP：127.0.0.1   , 可用于测试网卡等设备是否正常工作

地址段最后一段为255的表示是广播地址，可以在该地址段发送广播消息

2、端口号

数据要发送到对方的指定应用程序上，通过虚拟端口数字标识（逻辑端口），范围0~65535,0~1024通常是系统预留

3、传输协议：

定义通讯的规则，这个规则称为协议

国际通用协议：TCP/IP

3、网络模型

OSI参考模型

物理层

数据链路层

网络层

传输层

会话层

表示层

应用层

（数据拆封包）

TCP/IP参考模型

主机至网络层（物理层、数据链路）

网际层（IP）

传输层(UDP、TCP)

应用层（会话、表示、应用）(HTTP)

4、操作类

InetAddress

方法

getLoalHost 获取本地主机地址

toString

getHostAddress 获取IP地址字符串

getHostName 获取主机名

InetAddress.getByName(主机名) 获取主机地址

getAllByName 获取主机地址数组

Socket

为网络服务提供的一种机制

通讯的两端都有Socket

数据在两个端口间进行IO传输

第二部分：UDP

1、DatagramSocket

方法

send(DatagramPacket) 发送数据包

receive(DatagramPacket) 将接收的数据封装在指定数据包中

2、DatagramPacket

构造

DatagramPacket(字节数组，数据长度，地址，端口）

方法

getData 返回数据

建立

（1）建立UDPSocket服务（接收端需要明确监听一个端口）

（2）提供数据，封装成数据包

（3）发送数据包

（4）关闭资源

代码示例：

/*需求：通过udp传输方式，将一个网络端的键盘录入传输到另一个网络应用一、定义一个udp发送端。思路：1，建立udpsocket服务。2，提供数据，并将数据和接收方的网络地址、端口封装到数据包中。3，通过socket服务的发送功能，将数据包发出去。4，关闭资源。其实这就像我们生活中的发送包裹的例子*/import java.net.*;import java.io.*;//定义一个数据发送端class UDPSend{public static void main(String[] args) throws Exception{InetAddress ip = InetAddress.getLocalHost();System.out.println(ip);//创建udpsocket，建立端点。DatagramSocket ds = new DatagramSocket();//创建键盘录入的流BufferedReader bufr = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));//循环读取键盘录入的数据，并封包发送String line = null;while((line = bufr.readLine())!=null){if("over".equals(line))  //键盘录入“over”则退出循环break;byte[] buf = line.getBytes();//将数据和要发送的地址以及指定的该主机的端口封装到数据包中DatagramPacket dp = new DatagramPacket(buf,buf.length,InetAddress.getByName("172.27.35.14"),10010);//将数据发送出去ds.send(dp);}//退出循环后关闭流资源，程序结束ds.close();}}/*二、定义ufp的接收端。思路：1，定义udpsocket服务，监听一个端口（其实就是给接收网络的应用程序定义数字标识，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，用于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数据信息。3，通过socket服务的receive方法将收到的数据存入已定义好的数据包中。4，通过数据包对象的方法，将数据取出。打印在控制台上。5，关闭资源。*///提示：因为UDP协议是面向无连接的，接收端如果不先监听端口，数据就会丢失，所以在开启发送端发送消息之前接收端要先开启并监听端口//定义一个数据接收端class UDPRece{public static void main(String[] args) throws Exception{//建立端点，监听端口DatagramSocket ds = new DatagramSocket(10010);while(true)   //循环接收发送端发过来的数据{//建立数据包byte[] buf = new byte[1024];DatagramPacket dp = new DatagramPacket(buf,0,buf.length);//接收从端口中发过来的数据，没接收到时，该数据一直阻塞ds.receive(dp);//将包中封装的同时接收到的发送端的地址等信息展示出来String ip = dp.getAddress().getHostAddress();String data = new String(dp.getData(),0,dp.getLength());//String data = new String(dp.getData());  //不限定数据宽度就全部获取//展示接收到的信息System.out.println(ip+"..."+data);}//数据接收端应该一直开启以监听数据ds.close();}}

 

第三部分：TCP

1、Socket

客户端端口

构造时就可以指定连接的主机和端口

方法

getInputStream 获取与端口关联的输入流

getOutputStream 获取关联的输出流

shutdownOutput 传输数据结束标识

2、ServerSocket

服务端对象

构造时指定监听的端口

构造时可以指定同时访问的客户端数量

获取客户端的流

方法

getInputStream 获取的流的源是网络数据

getOutputSteam

accept 接收一个客户端对象

getInetAddress.getHostAddress

并发传输数据

无限循环开启线程获取客户端传输

代码示例：

/*需求：用TCP协议各编写一个客户端和服务端，实现服务端将客户端发来的文本转换成大写返回，并且服务端支持并发访问思路：建立服务端：1、建立服务端ServerSocket2、获取一个客户端对象，将客户端对象传递到一个新线程中执行，服务端循环做上述动作3、创建一个Runnable子类，构造函数传递客户端对象4、客户端对象在run方法中读取客户端发来的消息，并将处理后的消息返回客户端，用到IO流技术5、客户端发来停止请求信号，关闭客户端对象的资源，该线程结束客户端：1、建立客户端对象2、获取关联的流，获取键盘录入3、向服务端发送消息4、接收服务端的消息并使用5、用户录入“over”，退出交互，关闭流资源，退出程序*///用到IO流和net网络编程类import java.io.*;import java.net.*;//服务端程序class TCPServer{public static void main(String[] args) throws IOException{//创建服务端对象，监听端口“10086”ServerSocket ss = new ServerSocket(10086);//循环将接收到的客户端对象放到新的线程中执行while (true){Socket s = ss.accept();new Thread(new ServerThread(s)).start();}//服务端端通常一直开启，可以不用写关闭//ss.close();}}//定义用于激活线程的类，实现Runnable接口class ServerThread implements Runnable{//定义Socket成员，并在构造函数中初始化Socket s ;ServerThread(Socket s){this.s = s;}//线程run方法public void run(){try{//创建读取流和写入流，用与Socket中的方法获取与Socket关联的输入输出流BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(s.getInputStream()));//printStream类的对象有很多可以原样操作数据的方法，用起来很方便，但要记得刷新流（可以初始化时参数固定刷新）PrintStream out = new PrintStream(s.getOutputStream(),true);//获取连接到服务端的客户端ip并展示String ip = s.getInetAddress().getHostAddress();System.out.println(ip+"...connet...");//循环接收和处理客户端的数据String line = null;while ((line = in.readLine())!=null){if ("over".equals(line.toLowerCase())){break;  //这里用不区分大小写的“over”来作为结束服务的标记消息}out.println(line.toUpperCase());  //数据转成大写后返回}}//简单处理异常和关闭客户端的流catch (IOException e){e.printStackTrace();}finally{try{s.close();}catch (IOException e){e.printStackTrace();}}}}//客户端程序class TCPClient{public static void main(String[] args){Socket s;try{//创建客户端对象，明确服务端Ip地址和端口s = new Socket("172.27.35.14",10086);//分别创建一个接收和发送服务端消息以及获取键盘录入的流BufferedReader bufr = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));PrintStream out = new PrintStream(s.getOutputStream(),true);BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(s.getInputStream()));//循环发送和接收服务端消息，建立网络互访String line = null;while ((line = bufr.readLine())!=null ){out.println(line);   //发送消息到服务端if ("over".equals(line.toLowerCase())){break;   //退出交互信号}//展示服务端返回的消息System.out.println("服务端返回："+in.readLine());}}//处理异常和关闭客户端的流catch (IOException e){e.printStackTrace();}finally{try{if(s!=null)s.close();}catch (IOException e){e.printStackTrace();}}}}

3、UDP和TCP比较

UDP

面向无连接的网络连接协议

数据大小限制在64k内

因为是无连接，是不可靠协议

不需要连接，速度快

TCP

建立连接，形成数据传输通道

在连接中进行大数据传输

通过三次握手完成连接，是可靠协议

必须建立连接，速度稍慢

 

第四部分：URL 

统一资源定位符

构造

URL(URL地址)

方法

getProtocol 获取地址

getHost

getPort

getPath

getFile 获取文件名（带参数）

getQuery 获取参数

openConnetion 获取一个与此对象相关联的端口连接对象

其实就是Connetion类内部就是封装了Socket对象并对Socket的常用实现功能进行了封装，使之更简单易用

方法

getInputStream   

getOutputStream   这两方法和Socket类中的getInputStream的方法用法一样

openStream 是openConnetion.getStream的缩写

HTTP

请求消息头：以HTTP协议规范发送的请求消息

应答消息头：服务端返回数据的标识信息

代码示例：

import java.io.*;import java.net.*;class  URLDemo{public static void main(String[] args) throws MalformedURLException,IOException{ //创建一个URL对象，初始化一个地址URL url = new URL("http://172.27.35.14:8080/myweb/demo.html?name=haha&age=30");//URL的一些获取信息的方法System.out.println("getProtocol():"+url.getProtocol());  //获取协议名称System.out.println("getPort():"+url.getPort());    //获取URL封装的端口号System.out.println("getPath():"+url.getPath());    //获取URL封装地址的路径部分System.out.println("getFile():"+url.getFile());    //获取URL对应的文件名System.out.println("getQuery():"+url.getQuery());    //获取URL的查询部分//获取一个URLConnection连接对象（此对象可用于读取和写入此URL引用的资源）URLConnection conn = url.openConnection();System.out.println(conn);//获取此连接打开的输入流InputStream in = conn.getInputStream();byte[] buf = new byte[1024];int len = in.read(buf);//将输入流中的数据读取并打印System.out.println(new String(buf,0,len));}} 

本章总结：

1、网络编程实现设备与设备间进行数据交互的功能。

2、网络编程的三要素：IP地址、端口号、传输协议，为网络间的数据传输定义了规则。

3、网络参考模型：有OSI模型和TCP/IP模型，主要描述通过网络传输数据的封包和传送过程。

4、UDP是一种面向无连接的网络通讯协议，主要特点是设备间不需要建立连接，快，但数据包有大小限制、会丢失，不安全；实现该协议的数据发送和接收都可以通过DatagramSocket的对象发送和接收DatagramPacket数据包来实现。

5、TCP是面向连接的网络通讯协议，主要特点是设备间要通过“三次握手”来实现建立数据通道传输数据，速度稍慢，安全；TCP连接分客户端和服务端，客户端通过Socket类创建连接端口，服务端通过ServerSocket类创建连接端口，开启客户端前需要先开启服务端，否则会连接失败。

6、URL类是封装了连接资源的类，可以使开发者跳过传输层直接在应用层建立网络连接，提高开发效率。

 

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