黑马程序员-----网络编程

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1  网络通信协议

网络通信协议有很多种，目前应用最广泛的是TCP/IP协议，它分为四层，分别是链路层、网络层、传输层、应用层。

链路层：主要用于定义物理传输通道。

网络层：网络层是整个TCP/IP协议的核心，它主要用于将传输的数据进行分组，将分组数据发送到目标计算机或者网络。

传输层：主要使网络程序进行通信，在进行网络通信时，可以采用TCP协议也可以采用UDP协议。

应用层：主要负责应用程序的协议，如HTTP协议、FTP协议等。

网络编程主要涉及的是传输层的TCP、UDP协议和网络层的IP协议。

 

网络通信流程：

1  找到对方IP；

2  通过端口把数据发送到对方指定的应用程序上；

3  定义通信规则，这个通讯规则称为协议，国际组织定义了通用协议 TCP/IP；

参考模型：应用层，传输层，网际层，主机至网络层

4  数据封包，数据拆包

 

1.1  IP地址和端口

要想使网络中的计算机能够进行通信，必须为每台计算机指定一个标识号，通过这个标识号来指定接收数据的计算机或者发送数据的计算机，这个唯一的标识号就是IP地址。

通过IP地址可以连接到指定计算机，但是如果想访问目标计算机的某个应用程序，还需要指定端口号，端口号是用两个字节表示的，它的取值范围是0-65535。

 

常见端口：

WEB端口 80、WEB服务器 8080、数据库 3306 

 

1.2  InetAddress

JDK中提供了一个InetAddress类，该类用于封装一个IP地址，并提供了一系列与IP地址相关的方法。

 

方法声明

功能描述

InetAddress getByName(String host)

确定给定主机名的主机的IP地址

InetAddress getLocalHost()

创建一个表示本地主机的InetAddress对象

String getHostName()

得到IP地址的主机名

String getHostAddress()

得到IP地址

 

 

 

需要注意的是，getHostName()方法用于得到某个主机的域名，如果创建的InetAddress对象是用户主机名创建的，则将该主机名返回；否则，将根据IP地址反向查找对应的主机名，如果找到则将其返回，否则返回IP地址。

 

1.3  UDP与TCP协议

UDP是User Datagram Protocol的简称，称为用户数据报协议，TCP是Transmission Control 

Protocol的简称，称为传输控制协议。

 

1.3.1  UDP协议

UDP协议是无连接通信协议，即在数据传输时，数据的发送端和接收端不建立逻辑连接，当一台计算机向另外一个计算机发送数据时，发送端不会确认接收端是否存在就会发出数据，同样接收端在收到数据时也不会向发送端反馈是否收到数据。由于使用UDP协议消耗资源小，通信效率高，所以通常用于音频、视频、聊天程序等，即使偶尔丢失一两个数据包也不会对接收结果产生太大影响，但是在使用UDP协议传送数据时，由于UDP面向无连接性，不能保证数据的完整性，因此在传输重要数据时不建议使用UDP协议。

 

1.3.2  TCP协议

TCP协议是面向连接的通信协议，即在传输数据前先在发送端和接收端建立逻辑连接，然后再传输数据，它提供了两台计算机之间可靠无差错的数据传输。在TCP连接中必须要明确客户端与服务器端，由客户端向服务端发出连接请求，每次连接的创建都要经过“三次握手”。第一次握手：客户端向服务端发出连接请求，等待服务端确认；第二次握手：服务端向客户端回送一个响应，通知客户端收到了连接请求；第三次握手：客户端再次向服务端发送确认信息，确认连接。

由于TCP协议的面向连接特性，它可以保证传输数据的安全性，所以是一个被广泛采用的协议，例如在下载文件时，如果数据接收不完整，将会导致文件数据丢失而不能被打开，因此下载文件时必须采用TCP协议。

 

1.3.3  两个协议的对比

*UDP

1  将数据及源和目的封装成数据包中，不需要建立连接

2  每个数据包的大小限制在64K内

3  因无连接，是不可靠协议

4  不需要建立连接，速度快

 

*TCP

1  建立连接，形成传输数据的通道

2  在连接中进行大数据量传输

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

 

2  UDP通信

2.1  DatagramPacket

JDK提供了一个DatagramPacket类，该类的实例对象就相当于一个集装箱，用于封装UDP通信中发送或者接受的数据。

2.1.1  DatagramPacket的构造方法

* DatagramPacket（byte[] buf，int length）

只指定了封装数据的字节数组和数据的大小，没有指定IP地址和端口号，这样的对象只能用于接收端。

*DatagramPacket（byte[] buf，int length，InetAddress addr，int port）

不仅指定了封装数据的字节数组和数据的大小，还指定了数据包的目标IP地址和端口号，这样的对象通常用于发送端。

*DatagramPacket（byte[] buf，int offset，int length）

与第一个构造方法相似，只能用于接收端，只是从offset位置开始接收数据。

*DatagramPacket（byte[] buf，int offset，int length，InetAddress addr，int port）

与第二个构造方法相似，通常用于发送端，只是从offset位置开始发送数据。

 

2.1.2  DatagramPacket中的常用方法

方法声明

功能描述

InetAddress getAddress()

返回IP地址

int getPort()

返回端口号

byte[] getDate()

返回数据

int getLength()

返回数据长度

 

2.2  DatagramSocket

JDK提供了一个DatagramSocket类，作用类似于码头，使用这个类的实例对象就可以发送和接收DatagramPacket数据包。

2.2.1  DatagramSocket构造方法

*  DatagramSocket（）

用于创建DatagramSocket对象，由于没有指定端口号，因此系统会分配一个没有被其他网络程序所使用的端口号。

*  DatagramSocket（int port）

既可以用于创建接收端的DatagramSocket对象，又可以创建发送端的DatagramSocket对象，在创建接收端的DatagramSocket对象时，必须要指定一个端口号，这样就可以监听指定的端口。

*  DatagramSocket（int port，InetAddress addr）

不仅指定了端口，还指定了相关的IP地址，这种情况适用于计算机上有多块网卡的情况，不同的网卡会分配不同的IP。

2.2.2  DatagramSocket的常用方法

 

方法声明

功能描述

void receive(DatagramPacket p)

该方法用于将接收到的数据填充到DatagramPacket数据包中，在接收到数据之前一直处于阻塞状态，只有当接收到数据包时该方法才会返回。

void send(DatagramPacket p)

该方法用于发送DatagramPacket数据包，发送的数据包包含将要发送的数据、数据的长度、IP和端口

void close()

关闭当前的Socket，释放为Socket保留的资源

 

2.3  UDP网络编程

 

 

2.4  UDP聊天程序

 

 

3  TCP通信

在UDP中只有发送端和接收端，不区分客户端与服务器端，计算机之间可以任意地发送数据。而TCP通信是严格区分客户端与服务器端的，在通信时必须先由客户端去连接服务器端才能实现通信，服务器端不能主动连接客户端，并且服务器端程序需要事先启动，等待客户端的连接。

 

3.1  ServerSocket

JDK的java.net包中提供了一个ServerSocket类，该类的实例对象可以实现一个服务器端的程序，ServerSocket的构造方法是 ServerSocket（int port），使用该构造方法在创建ServerSocket对象时，就可以将其绑定到一个指定的端口上。

 

方法声明

功能描述

Socket accept()

用于等待客户端的连接，在连接之前处于阻塞状态，如果客户端连接会返回Socket对象

InetAddress getInetAddress()

用于返回一个InetAddress对象，该对象封装了ServerSocket绑定的IP地址

boolean isClosed()

用于判断ServerSocket是否为关闭状态

void bind(SocketAddress endpoint)

将ServerSocket绑定到指定IP地址和端口

 

ServerSocket对象负责监听某台计算机的某个端口，在创建ServerSocket对象后，需要继续调用该对象的accept()方法，接收来自客户端的请求，当执行了accept()方法之后，服务器端程序会发生阻塞，直到客户端发出连接请求，accept()方法才会返回一个Socket对象用于和客户端实现通信，程序才能继续向下执行。

 

3.2  Socket

JDK中提供了一个Socket类，用于实现TCP客户端程序，Socket最常用的构造方法是：

Socket（String host，int port），会根据参数去连接在指定地址和端口上运行的服务器程序，其中参数host接收的是一个字符串类型的IP地址。

 

方法声明

功能描述

int getPort()

返回与服务器端连接的端口号

InetAddress getLocalAddress()

获取Socket对象绑定的本地IP地址

void close()

关闭Socket连接

InputStream getInputStream()

返回InputStream类型的输入流对象

OutputStream getOutputStream()

返回OutputStream类型的输出流对象

 

当客户端和服务端建立连接后，数据是以IO流的形式进行交互的，从而实现通信。

 

3.3  TCP传输

 

 

3.4  TCP上传图片

 

 

3.4  客户端并发上传图片