Java基础日记———网路编程

一.概述
1.网络模型：OSI参考模型和TCP/IP模型如图：

2.网络通信三要素：IP地址，端口号，传输协议（1）IP地址    a、它是网络中的设备标识    b、不易记忆，可用主机名表示，两者存在映射关系    c、本机回环地址：127.0.0.1，主机名为：localhost。（2）端口号：    a、用于标识进程的逻辑地址，不用进程的标识。    b、有效端口：0 ~65535，系统使用或保留的端口是：0~ 1024。（3）传输协议：    即通信规则，包含TCP和UDP协议    ①UDP：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。    ②TCP：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。3、通信的步骤：    ①找到IP地址    ②数据要发送到对象指定应用程序，为标识这些应用程序，所以给这些网络应用程序都用数字标识，为方便称呼这个数字，叫做端口，即逻辑端口。    ③定义通信规则，称之为协议。国际组织定义了通用协议，即TCP/IP。注意：必须要有数字标识才能将数据发送到应用程序上。二.网络编程详解1.基础详解（1）IP地址：java中对应的是InetAddress类，存在于java.net包中。InetAddress类：     ①无构造函数，可通过getLocalHost()方法获取InetAddress对象，此方法是静态的，返回本类对象。              InetAddress i = InetAddress.getLocalHost();     ②方法摘要：            static InetAddress getByName(String host)：获取指定主机的IP和主机名。（最好用ip地址去获取，主机名需要解析）           static InetAddress[] getAllByName(String host)：在给定主机名的情况下，根据系统上配置的名称服务返回IP地址所组成的数组。返回对象不唯一时，用此方法。            String getHostAddress()：返回IP地址字符串文本形式，以IP地址为主。           String getHostName()：返回IP地址主机名。     （3）需求：获取任意一台主机的IP地址对象：          功能：返回InetAddress对象          对于任意主机，需要指定传入主机名的参数          注意：如果IP地址和对应的主机名，这种映射关系没有在网络上，就不会解析成功，返回的还是指定的IP。

代码示例：

    import java.net.*;    class  IPDemo     {          public static void main(String[] args) throws Exception          {                  InetAddress ia = InetAddress.getByName("lenovo-PC");                  System.out.println("address:"+ia.getHostAddress());                  System.out.println("name:"+ia.getHostName());           }}

（2）URL和URLConnection①URL：    URI：范围更大，条形码也包含于此范围    URL：范围较小，即域名方法：    a.构造函数：URL(String protocol,String host,int port,String file);//根据指定 protocol、host、port号和 file 创建 URL对象。    b.String getProtocol();//获取协议名称    c.String getHost();//获取主机名    d.int getPort();//获取端口号    e.String getFile();//获取URL文件名    f.String getPath();//获取此URL的路径部分    g.String getQuery();//获取此URL的查询部，客户端传输的特定信息注：一般输入网址，是不带端口号的，此时可进行获取，通过获取网址返回的port，若port为-1，则分配一个默认的80端口，如    int port = getPort();    if(port == -1)          port = 80;②URLConnection方法：    a.URLConnection openConnection();//用URL调用此方法，返回一个 URLConnection 对象，它表示到 URL 所引用的远程对象的连接。    b.InputStream getInputStream();//获取输入流    c.OutputStream getOutputStream();//获取输出流2.传输协议(1)Socke   a、它被称之为插座，相当于港口一样，是网络服务提供的一种机制。b、通信两端都要有Socket，才能建立服务。     c、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协议特点：     ①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     ②每个数据包的大小限制在64K之内     ③因无连接，是不可靠的协议     ④不建立连接，速度快。使用的类与方法：     ① 通过类DatagramSocket，此类表示用发送和接收数据包的套接字，即Socket。     ②创建 UDPSocket发送服务对象 DatagramSocket()，不指定端口。DatagramSocket(int port)，指定端口。     ③发送：void send(DatagramPacket p)     ④接收：void receive(DatagramPacket p)       其中DatagramPacket：数据报包用来实现无连接包投递服务的，每条报文仅根据该包中包含的信息从一台机器路由到另一台机器中。凡是带地址（InetAddress）的都是用于发送包的。具体实现步骤：   ①发送数据：          a、建立UDPSocket服务，在此无需指定端口，也可以将端口加入。如果不指定的话，系统会随机分配一个端口，如第一次运行时端口为1093，那么第二次就会顺延为1094，再运行会一直顺延，因为之前的端口还没有得到释放，所以会顺延端口号值。          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，将数据包发送出去          d、关闭资源    ②接收数据：          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路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。          b、定义一个数据包，用来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。          c、通过socket服务的receive方法接收到的数据存入已定义好的数据包中          d、通过数据包对象的特有功能，将这些不同的数据取出，打印在控制台上          e、关闭资源    在定义接收数据的方法中，仍会在DatagramSocket构造函数中传入DatagramPacket的参数，这是因为收到的数据太多，需要解析，通过将数据封装成对象，易于解析，所以需要传入参数。注意：     ①发送端与接收端是两个独立的运行程序。     ②在发送端，要在数据包对象中明确目的地IP及端口。     ③在接收端，要指定监听的端口。

代码示例：
需求：通过udp传输方式，将一段文字数据发送出去。，
定义一个udp发送端。
思路： ①建立updsocket服务。
②提供数据，并将数据封装到数据包中。
③通过socket服务的发送功能，将数据包发出去。
④关闭资源。

class  UdpSend //发送{ public static void main(String[] args) throws Exception {  //1，创建udp服务。通过DatagramSocket对象。  DatagramSocket ds = new DatagramSocket(8888);  //2，确定数据，并封装成数据包。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("192.168.1.254"),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(); }}

需求： 定义一个应用程序，用于接收udp协议传输的数据并处理的。 定义udp的接收端。思路：①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。 方便于明确哪些数据过来该应用程序可以处理。②定义一个数据包，因为要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通过数据包对象的特有功能。将这些不同的数据取出。打印在控制台上。⑤关闭资源。

class  UdpRece{ public static void main(String[] args) throws Exception {  //1,创建udp socket，建立端点。  DatagramSocket ds = new DatagramSocket(10000);  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方法将收到数据存入数据包中。  ds.receive(dp);//阻塞式方法。  //4，通过数据包的方法获取其中的数据。  String ip = dp.getAddress().getHostAddress();  String data = new String(dp.getData(),0,dp.getLength());  int port = dp.getPort();  System.out.println(ip+"::"+data+"::"+port);  }      //5，关闭资源      //ds.close();     }}

（3）TCP协议特点：     ①面向连接，在建立连接后，形成传输数据的通道     ②在连接中进行大数据量的传输     ③通过三次握手完成连接，是可靠的协议 （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必须建立连接，效率稍慢使用的方法和类：        ①创建客户端对象：              Socket()：创建空参数的客户端对象，一般用于服务端接收数据              Socket(String host,int port)，指定要接收的IP地址和端口号    ②创建服务端对象：ServerSocket(int port)：指定接收的客户端的端口    ③Socket accept()：监听并接受到此套接字的连接    ④void shutdownInput()：此套接字的输入流至于“流的末尾”    ⑤void shutdownOutput()：禁用此套接字的输出流    ⑥InputStream getInputStream()：返回此套接字的输入流，Socket对象调用    ⑦OutputStream getOutputStream()：返回套接字的输出流，Socket对象调用实现步骤：   客户端：    通过查阅Socket对象的API文档，发现在该对象在建立时，就可去连接指定主机，因为TCP是面向连接的，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，再通过该通道进行数据的传输。     ①创建Socket服务，并指定要连接的主机端口。通路一建立，就会产生Socket流（包括输入流和输出流），通过方法获取     ②为了发送数据，应获取Socket中的输出流，如果要接收服务端的反馈信息，还需要获取Socket的输入流     ③通过输出流的write()方法将要发送的数据写入到流中     ④关闭Socket流资源服务端：    服务器套接字等待请求通过网络传入。它基于该请求执行某些操作，然后可能向请求者返回结果。需监听一个端口。     ①建立服务端的Socket服务，并监听一个端口。通过ServerSocet带端口参数的构造函数     ②获取连接过来的客户对象，通过ServerSocket的accept()方法，此方法是阻塞式的，如果服务端没有连接到就会一直等待     ③客户端如果发过来数据，则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读取发过来的数据，并输出到指定目的地。     ④关闭服务端（可选）。一般服务端是常开的，因为在实际应用中，随时有客户端在请求连接和服务。但这里需要定时关闭客户端对象流，避免某一个客户端长时间占用服务器端。

代码示例：
需求：给服务端发送给一个文本数据。
步骤：
1，创建Socket服务。并指定要连接的主机和端口。

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("192.168.1.254",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();     }}

需求：定义端点接收数据并打印在控制台上。服务端:1，建立服务端的socket服务。ServerSocket(); 并监听一个端口。2，获取连接过来的客户端对象。 通过ServerSokcet的 accept方法。没有连接就会等，所以这个方法阻塞式的。3，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。4，关闭服务端。（可选）

class  TcpServer{ public static void main(String[] args) throws Exception {  //建立服务端socket服务。并监听一个端口。  ServerSocket ss = new ServerSocket(10003);  //通过accept方法获取连接过来的客户端对象。  while(true)  {      Socket s = ss.accept();      String ip = s.getInetAddress().getHostAddress();      System.out.println(ip+".....connected");      //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();     }}   

三.应用练习（1）需求：编写一个聊天程序。 有收数据的部分，和发数据的部分。这两部分需要同时执行。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不同的类中。使用UDP协议。

代码示例：

  import java.io.*;    import java.net.*;    class Send implements Runnable    {         private DatagramSocket ds;         public Send(DatagramSocket ds)     {          this.ds = ds;     }     public void run()     {          try      {           BufferedReader bufr = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));           String line = null;       while((line=bufr.readLine())!=null)       {            byte[] buf = line.getBytes();            DatagramPacket dp =  new DatagramPacket(buf,buf.length,InetAddress.getByName("192.168.1.255"),10002);             ds.send(dp);            if("886".equals(line))             break;       }  }  catch (Exception e)  {   throw new RuntimeException("发送端失败");  } }}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);    String ip = dp.getAddress().getHostAddress();    String data = new String(dp.getData(),0,dp.getLength());    if("886".equals(data))    {         System.out.println(ip+"....离开聊天室");         break;    }        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 {  DatagramSocket sendSocket = new DatagramSocket();  DatagramSocket receSocket = new DatagramSocket(10002);  new Thread(new Send(sendSocket)).start();  new Thread(new Rece(receSocket)).start(); }}

（2）用TCP客户端并发上传图片①一对一（单线程）上传的思路：客户端    a、服务端点。    b、读取客户端已有的图片数据    c、通过Socket输出流将数据发给服务端    d、读取服务端反馈信息。    e、关闭服务端    a、服务端服务，并监听窗口    b、获取客户端对象，并获取客户ip    c、读取客户端输入流数据    d、写入文件    e、用客户端输出流反馈信息    f、关流②单线程的服务端有个局限性。当A客户端连接上以后，被服务端获取到。服务端执行具体流程。这时B客户端连接，只能等待。因为服务端还没有处理完A客户端的请求。还没有循环回来执行下一次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。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请求。如何定义线程呢？    只要明确了每一个客户端要在服务端执行的代码，将该代码存入run方法即可。

代码示例：

    /*需求：并发上传图片*/import java.io.*;import java.net.*;//客户端class  PicClient{ public static void main(String[] args) throws Exception {  //对传入的值进行判断  if (args.length!=1)  {   System.out.println("请指定一个图片文件！");   return;  }  File file=new File(args[0]);  //对文件路径进行判断  if (!(file.exists()&&file.isFile()))  {   System.out.println("你上传的文件有问题，非文件或者不存在！");   return;  }  //判断是否是图片文件  if (!file.getName().endsWith(".jpg"))  {   System.out.println("图片格式错误，请重新选择！");   return;  }  //对文件大小进行判断  if (file.length()>1024*1024*5)  {   System.out.println("你上传的文件过大,居心叵测！");   return;  }  //创建服务  Socket s=new Socket("localhost",10000);  //读取图片数据  FileInputStream fis=new FileInputStream(file);    //用Socket服务输出流写入数据  OutputStream out =s.getOutputStream();  BufferedReader in=new BufferedReader(new InputStreamReader(s.getInputStream()));  byte[] buf=new byte[1024];  int len=0;  while ((len=fis.read(buf))!=-1)  {   out.write(buf,0,len);  }  //结束标记，表示文件数据已经上传完了  s.shutdownOutput();  String info=in.readLine();//读取返回信息  System.out.println(info);  fis.close();//关流  s.close(); }}//服务端class PicServer{ public static void main(String[] args)throws Exception {  //创建服务，监听端口  ServerSocket ss=new ServerSocket(10000);  while (true)  {   //获取客户端对象   Socket s=ss.accept();   //客户端执行线程   new Thread(new PicThread(s)).start();  }    //ss.close(); }}//利用多线程实现并发上传class PicThread implements Runnable{ private Socket s; PicThread(Socket s) {  this.s=s; } public void run() {  int count=1;  //获取客户端ip  String ip=s.getInetAddress().getHostAddress();  try  {     System.out.println(ip+"  connected.....");   //通过客户端的读取流读取数据   InputStream in=s.getInputStream();   //文件保存路径   File dir =new File("C:\\Users\\asus\\Desktop");   //文件名   File file=new File(dir,ip+".jpg");   //判断文件是否存在   while(file.exists())   {    file=new File(dir,ip+"("+(count++)+").jpg");   }   //将数据写入到指定文件中   FileOutputStream fos=new FileOutputStream(file);   byte[] buf=new byte[1024];   int len=0;   while ((len=in.read(buf))!=-1)   {    fos.write(buf,0,len);   }   //将收到图片数据的信息返回给客户端   OutputStream out=s.getOutputStream();      out.write("上传成功！".getBytes());   fos.close();//关流   s.close();  }  catch (Exception e)  {   throw new RuntimeException(ip+"图片上传失败");  } }}

（3）客户端和服务的浏览器演示    浏览器是一个标准的客户端，它可以对服务端传送过来的数据消息进行解析，把符合应用层协议的消息部分解析后，将头信息拆包掉，传送到应用层，只保留了正确的正文主题部分显示在主体部分上。    而由于使用java编译是在传输层和网际层处理的，所以，会接受到全部的消息，包含了头消息。而浏览器处于应用层，已将发送来的头消息去除，只留下了主体信息。示例：    自定义服务器，用浏览器访问。

代码示例：

演示客户端和服务端。1，客户端：浏览器 (telnet)服务端：自定义。2，客户端：浏览器。服务端：Tomcat服务器。3，客户端：自定义。(图形界面)服务端：Tomcat服务器。

import java.net.*;import java.io.*;class ServerDemo{ public static void main(String[] args) throws Exception {  ServerSocket ss = new ServerSocket(11000);  Socket s = ss.accept();  System.out.println(s.getInetAddress().getHostAddress());  InputStream in = s.getInputStream();  byte[] buf = new byte[1024];  int len = in.read(buf);  System.out.println(new String(buf,0,len));  PrintWriter out = new PrintWriter(s.getOutputStream(),true);  out.println("<font color='red' size='2'>客户端你好</font>");  s.close();  ss.close(); }}