黑马程序员——Java基础--网络编程

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网络编程

一、概述
网络模型：
OSI参考模型：应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层、物理层
TCP/IP参考模型：应用层(HTTP)、传输层（TCP、UDP）、网际层（IP）、主机至网络层
网络通讯要素;
1.IP地址 
a.网络中设备的标识
b.不易记忆，可用主机名
c.本地回环地址：127.0.0.1 主机名：loaclhost。如果本机没有配置任何IP地址的话，会默认该地址，可用来测试网卡。
d.IP地址的配置，每一段最大只能255。
在Java中IP地址对应的是InetAddress类，在java.net包中。没有构造函数，常用方法：
a.Static InetAddress getLocalHost():获取本地主机。返回本类对象。
b.String getHostAddress():返回IP地址字符串。
c.String getHostName():返回IP地址主机名
d.Static InetAddress getByName(String host)通过给定主机名获取IP地址。
e.Static InetAddress getAllByName(String host)通过主机名获取IP地址组，因为有的名与IP地址的映射关系不是唯一的。
注意：如果主机名与IP地址映射关系没有网络上，则解析不成功，返回的还是IP地址。
方法演示：

import java.net.*;class IPDemo{public static void main(String[] args)throws Exception{//获取本类对象InetAddress i = InetAddress.getLocalHost();System.out.println(i.toString());System.out.println("Address::"+i.getHostAddress()+"Name::"+i.getHostName());//通过给定主机名获取主机IP地址InetAddress ia = InetAddress.getByName("www.baidu.com");//分别打印给定名的IP与主机名System.out.println("Address::"+ia.getHostAddress());System.out.println("Name::"+ia.getHostName());<span style="white-space:pre"></span>//static InetAddress[] getAllByName(String host) <span style="white-space:pre"></span>//在给定主机名的情况下，根据系统上配置的名称服务返回其 IP 地址所组成的数组。<span style="white-space:pre"></span>//获取百度IP地址组InetAddress[] adr = InetAddress.getAllByName("www.baidu.com");for(int x=0;x<adr.length;x++){System.out.println("Address:"+adr[x].getHostAddress()); }}}

2.端口号
数据要发送到对方指定的应程序上，为了表示这些应用程序，所以给这些网络应用程序都用数字进行标识。为了方便称呼这个数字，叫做端口——逻辑端口。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
一般端口示例：web--80、tomcat服务器--8080、数据库---3306
3.传输协议(**)
通讯的规则，这个通讯规则称为协议。
常见协议：TCP / UDP
各自特点去区别:
*** UDP:
a将数据及源和目的封装称数据包，不需要建立连接
b.每个数据包的大小限制在64K内
c.因无连接，是不可靠协议
d.不需要建立连接速度快
如：飞秋聊天，网络视频会议，桌面共享


*** TCP：
a.建立连接，形成传输数据的通道
b.在连接中进行大数据量传输
c.通过三次握手完成链接，是可靠协议--发送---回传--确认
d.必须建立链接，效率会稍低
如：下载，
二、传输协议
1.Socket
a.就是为网络服务提供的一中机制。
b.通信两端都有Socket
c.网络通信其实就是Socket间的通信
d.数据在两个Socket间通过IO传输。
通俗的讲就是：两个码头间传输货物，船只都要通过码头来运货，运货的前提就是先有码头，所以在通信中Socket就充当的码头的角色。协议不同，Socket服务方法也不同，在java中对应的类也不同。
2.UDP传输
   UDP的Socket服务方法为DatagramSocket类，该类表示用来发送和接收数据报包的套接字。
  a.构造方法：DatagramSocket（）绑定主机任何端口；

     DatagramSocket（int port）绑定主机指定端口
    b.常用方法：receive(DtatagramPacket p)从此套接字接收数据包
            Send(DatagramPacket p)从此套接字发送数据包
其中DatagramPacket是数据包对象， 用来实现无连接包投递服务。包含接收与发送，其中构造方法中，可以指定地址的都为发送方法。
    3.UDP传输总体步骤：
a.DatagramSocket 与DatagramPacket
b.建立发送端，接收端
c.建立数据包
d.调用Socket的发送接收方法。
e.关闭Socket
发送端与接受端是两个独立的运行程序。
  4.UDP传输方式步骤
a.建立UDPSocket服务。
b.提供数据，并将数据封装到数据包中
c.通过Socket服务的发送功能，将数据包发出去。
d.关闭资源
示例：

import java.net.*;/*需求：通过udp传输方式，将一段文字发送出去。*/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，并封装成数据包。//格式：DatagramPacket(byte[] buf, int length, InetAddress address, int port)byte[] buf = "udp ge men lai le".getBytes();DatagramPacket dp = new DatagramPacket(buf,buf.length,InetAddress.getByName("Jeff-PC"),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();}}

注意：发送端发出去数据是系统会随机配置一个端口，按照某一个位置进行顺延，1093，下一次就是1094，原因是上一个端口没有释放。
  5.UDP接收端步骤
   a.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数字标识,方便于明确那些数据过来该应用程序可以处理。
  b.定义一个数据包，因为要存储接受到的字节数据，因为数据包对象中有更多功能提取字节数据中的不同数据信息
  c.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。
  d.通过数据包对象的特有功能，讲这些不同的额数据取出，打印在控制台上。
  e.关闭资源。
示例：

/*需求：定义一个应用程序，用于接收udp协议传输数据并处理的*/class UdpRece{public static void main(String[] args) throws Exception{<span style="white-space:pre"></span>//1、创建udpsocket服务，建立端点，通过DatagramSocket(int port)指定监听端口DatagramSocket ds = new DatagramSocket(10000);<span style="white-space:pre"></span>//可确保数据随时接收到。while(true){//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到数据包中。/*当此方法返回时，DatagramPacket 的缓冲区填充了接收的数据。数据报包也包含发送方的 IP 地址和发送方机器上的端口号。此方法在接收到数据报前一直阻塞。数据报包对象的 length 字段包含所接收信息的长度。如果信息比包的长度长，该信息将被截短。*/ds.receive(dp);//4.通过数据包的方法获取其中的数据。String ip = dp.getAddress().getHostAddress();/*dp.getAddress();返回的是InetAddresss对象，再由该对象方法<String>getHostAddress方法获取地址*/<span style="white-space:pre"></span>//byte[] getData()取得数据，返回的字节数组；  String data = new String(dp.getData(),0,dp.getLength());<span style="white-space:pre"></span>//getPort()获取端口int port = dp.getPort();System.out.println(ip+"::"+data+"::"+port);//5.关闭资源//ds.close();}}}

练习一：

/*键盘录入，接收端打印*/import java.net.*;import java.io.*;//发送端class UdpSend2{public static void main(String[] args) throws Exception{//建立UDPSocket服务DatagramSocket ds = new DatagramSocket();<span style="white-space:pre"></span>//键盘录入数据BufferedReader bufr = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));String line= null;<span style="white-space:pre"></span>//读取数据while((line=bufr.readLine())!=null){if("886".equals(line))break;byte[] buf = line.getBytes();<span style="white-space:pre"></span>//将数据打包DatagramPacket dp = new DatagramPacket(buf,buf.length,InetAddress.getByName("Jeff-PC"),10001);ds.send(dp);}ds.close();}}//接收端class UdpRece2{public static void main(String[] args) throws Exception{/建立UDPSocket服务DatagramSocket ds = new DatagramSocket(10001);while(true){byte[] buf = new byte[1024];DatagramPacket dp = new DatagramPacket(buf,buf.length);<span style="white-space:pre"></span>//接收数据ds.receive(dp);//读取IP地址String ip = dp.getAddress().getHostAddress();String data =new String(dp.getData(),0,dp.getLength());System.out.println("ip:"+ip+"data:"+data);}}}

练习二：

/*编写一个聊天软件。有受数据的部分，和发数据的部分这两部分需要同时进行。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。因为收和发的动作是不一致的，所以要定义两个run方法。而且这两个方法要封装到两个不同的类中。*/import java.io.*;import java.net.*;//线程一：发送端class Send implements Runnable{private DatagramSocket ds;public Send(DatagramSocket ds){this.ds = ds;}public void run(){try{//键盘录入BufferedReader bufr = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));//读数据String line = null;while((line=bufr.readLine())!=null){//数据打包并发送byte[] buf = line.getBytes();//该地址是公共频道DatagramPacket dp = new DatagramPacket(buf,buf.length,InetAddress.getByName("192.168.1.255"),10002);ds.send(dp);}ds.close();}catch(Exception e){throw new RuntimeException("发送端失败");}}}//线程一：接收端class Rece implements Runnable{private DatagramSocket ds;public 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);//获取IP地址String ip = dp.getAddress().getHostAddress();//获取数据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");}}}class ChatDemo{public static void main(String[] args)throws Exception{//分别建立发送、接收的Socket服务DatagramSocket sendSocket = new DatagramSocket();DatagramSocket receSocket = new DatagramSocket(10002);//线程开启new Thread(new Send(sendSocket)).start();new Thread(new Rece(receSocket)).start();}}

6.TCP传输
    TCP是通过两个对象来完成，一个客户端Socket，一个服务端ServerSocket。
    *Socket：此类实现客户端套接字，套接字是两台机器间通信的端点。通过查阅Socket对象，发现在该对象建立时，就可以区连接指定主机。因为TCP时面向链接的，所以在建立Socket服务时，就要有服务端存在，并连接成功，形成通路后，在该通道进行数据的传输。
    *ServerSocket：此类实现服务器套接字。
    a.构造方法：Socket（InetAddress address，int port）链接指定IP地址的指定端口
         Socket（String host,int port）连接到指定主机的指定端口。
         ServerSocket(int port)创建绑定到特定端口的服务器套接字。
  b.常用方法：getInputStream()返回此套接字的输入流。
         getOutputStream()返回此套接字的输出流。
     accept()侦听并接受到此套接字的连接。返回Socket对象
         getInetAddress()返回此服务器套接字的本地地址。返回InetAddress对象
    7.TCP传输步骤： 
  a.Socket和ServerSocket
b.建立客户端和服务端
c.建立连接后，通过Socket中的IO流进行数据的传输
  d.关闭Socket
同样，客户端和服务器是两个独立的应用程序。
    8.TCP客户端建立步骤：
a.创建Socket服务，并制定要链接的主机和端口
b.获取Socket流中的输出流
c.通过输出流输出数据
示例：

/*需求：给服务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("JEFF-PC",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 ge men lai le !".getBytes());s.close();}}

9.TCP客户端建立步骤
a.建立服务端的Socket服务，通过ServerSocket(); 并监听一个端口。
b.获取链接过来的客户端对象。 通过ServerSocket的accept方法，没有链接就会等，所以这个方法是阻塞式的。
c.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。并打印在控制台上。
d.关闭服务端。（可选）因为服务端是提供服务的，不会只允许访问一次。
示例：

/*需求：定义端点，接收数据并打印在控制台上。服务端：*/class TcpServer{public static void main(String[] args)throws Exception{//建立服务端的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();//<InetAddress> 方法getInetAddress();返回套接字连接的地址String ip = s.getInetAddress().getHostAddress();System.out.println("ip:"+ip);            //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来读取数据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();//关闭服务端（可选）}}

练习一：

import java.io.*;import java.net.*;/*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，指定要连接的主机与端口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*///客户端class TcpClient2{public static void main(String[] args)throws Exception{Socket s = new Socket("JEFF-PC",10004);//获取输出流OutputStream out = s.getOutputStream();out.write("服务端，你好!!".getBytes());//获取输入流InputStream in = s.getInputStream();byte[] buf = new byte[1024];int len = in.read(buf);System.out.println(new String(buf,0,len));s.close();}}//服务端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："+ip);//获取输入流InputStream in = s.getInputStream();byte[] buf = new byte[1024];int len = in.read(buf);System.out.println(new String(buf,0,len));//获取输出流OutputStream out = s.getOutputStream();out.write("客户端，你好！".getBytes());s.close();}}

练习二：

/*需求：建立一个文本转换服务器。客户端给服务端发送文本，服务端将文本转换成大写在返回给客户端。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，那么就可以使用io技术，并按照io的操作规律来操作。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，加入缓冲区。该例子出现的问题。现象：客户端和服务端都在莫名的等待。为什么呢？因为客户端和服务端都有阻塞式方法，这些方法没有读到结束标记，那么就一直等而导致两端，都在等待。*/import java.io.*;import java.net.*;class TransClient{public static void main(String[] args)throws Exception{Socket s = new Socket("JEFF-PC",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，发给服务端//BufferedWriter bufOut =//new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(s.getOutputStream()));//有true自动刷新PrintWriter out = new PrintWriter(s.getOutputStream(),true);//定义一个socket读取流，读取服务端返回的大写信息。BufferedReader bufIn = new BufferedReader(new InputStreamReader(s.getInputStream()));String line = null;while((line=bufr.readLine())!=null){if("over".equals(line))break;out.println(line);//bufOut.write(line);//bufOut.newLine();结束标记//bufOut.flush();因为数据在流中需要刷新String str = bufIn.readLine();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*/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，将大写的数据写入到socket输出流，并发送给客户端//BufferedWriter bufOut = //new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(s.getOutputStream()));PrintWriter out =new PrintWriter(s.getOutputStream(),true);String line = null;while((line=bufIn.readLine())!=null){System.out.println(line);//转换成大写String str = line.toUpperCase();out.println(str);//bufOut.write(str);//bufOut.newLine();结束标记//bufOut.flush();因为数据在流中需要刷新}s.close();ss.close();}}

10、应用

/*需求：上传图片*//*客户端1.服务端点2.读取客户端已有的图片数据3.通过socket输出流发给服务端4，读取服务端反馈信息5.关闭*/import java.io.*;import java.net.*;class PicClient{public static void main(String[] args)throws Exception{//说明args里没有参数if(args.length!=1){System.out.println("请选择一个jpg格式的图片");return;}//传入一个绝对路径File file = new File(args[0]);//判断文件是否存在，并且是否是文件if(!(file.exists() && file.isFile())){System.out.println("该文件有问题，要么不存在，要么不是文件");retrun;}//判断扩展名if(!file.getName().endsWith(".jpg")){System.out.println("图片格式错误，请重新选择");return;}//判断大小if(file.length()>1024*1024*5){System.out.println("文件过大，没安好心");return;}Socket s = new Socket("JEFF-PC",10007);//将文件写入流中FileInputStream fis = new FileInputStream(file);OutputStream out = s.getOutputStream();byte[] buf = new byte[1024];int len = 0;while((len=fis.read(buf))!=-1){out.write(buf,0,len);}//告诉服务端数据已写完s.shutdownOutput();//获取服务器反馈信息InputStream in=s.getInputStream();byte[] bufIn = new byte[1024];int lenIn = in.read(bufIn);System.out.println(new String(buf,0,lenIn));fis.close();s.close();}}/*服务端这个服务端有个局限性，当A客户连接上以后，被服务端获取到，服务端执行具体流程。这是B客户端链接，只有等待。因为服务端还没有处理完A客户端的请求，还有循环回来执行下次accept方法。所以暂时获取不到B客户端对象。那么为了可以让多个客户端同时并发访问服务端。那么服务端最好就是将每个客户端封装到一个单独的线程中，这样，就可以同时处理多个客户端如何定义线程？只要明确了每一个客户端要在服务端执行的代码即可，将该代码存入run方法中。*/class PicThread implements Runnable{private Socket s;PicThread(Socket s){this.s = s;}public void run(){String ip = s.getInetAddress().getHostAddress();int count=1;try{System.out.println(ip);InputStream in = s.getInputStream();File file = new File(ip+"("+(count)+")"+".jpg");//判断文件是否存在while(file.exists()){file = new File(ip+"("+(count++)+")"+".jpg");}//将数据写入到文件中FileOutputStream fos = new FileOutputStream(file);byte[] buf = new byte[1024];int len = 0;while((len=in.read(buf))!=-1){fos.write(buf,0,len);}//反馈给客户端OutputStream out = s.getOutputStream();out.write("上传成功".getBytes());fos.close();s.close();}catch(Exception e){throw new RuntimeException(ip+"上传失败");}}}class PicServer{public static void main(String[] args)throws Exception{ServerSocket ss = new ServerSocket(10007);while(true){Socket s = ss.accept();new Thread(new PicThread(s)).start();}//ss.close();}}

三、URL和URLConnection
    1.URL
类URL代表一个统一资源定位符，它是指向互联网“资源”的指针。
常用方法：
String getFile() 获取此 URL 的文件名。 
  String getHost() 获取此 URL 的主机名（如果适用）。 
  String getPath() 获取此 URL 的路径部分。 
  int getPort() 获取此 URL 的端口号。没有指定端口时返回-1. 
  String getProtocol()获取此 URL 的协议名称。 
  String getQuery()  获取此 URL 的查询部分。URL中附带的参数

**openConnection（）返回一个URLConnection 对象，它表示到URL所引用的远程对象的连接。调用该方法，就会链接URL主机对象。
    2.URLConnection
代表应用程序和 URL 之间的通信链接
常用方法：
getInputStream()：返回从此打开的连接读取的输入流。

练习：

import java.net.*;class URLDemo{public static void main(String [] args)throws MalformedURLException{URL url = new URL("http://192.168.1.101:11000/");System.out.println("getProtocol():"+url.getProtocol());System.out.println("getHost():"+url.getHost());System.out.println("getPort():"+url.getPort());//没有指定端口默认-1System.out.println("getPath():"+url.getPath());System.out.println("getFile():"+url.getFile());System.out.println("getQuery():"+url.getQuery());/*int port = getPot();if(port==-1)port=80;*/}}

import java.io.*;import java.net.*;class URLConnectionDemo{public static void main(String[] args)throws Exception{URL url = new URL("http://www.baidu.com/");//openConnection()          // 返回一个 URLConnection 对象，它表示到 URL 所引用的远程对象的连接。URLConnection conn = url.openConnection();System.out.println(conn);InputStream in = conn.getInputStream();byte[] buf = new byte[1024];int len = in.read(buf);System.out.println(new String(buf,0,len));}}