黑马程序员----java网络编程基础

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一、网络基础知识

1.两个重要的网络模型

(1)OSI参考模型

OSI参考模型是国际标准化组织制定的网络通信分层模型，这个模型把网络通信的工作分为7层，分别是物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层

(2)TCP/IP参考模型

TCP/IP参考模型是简化版的OSI参考模型，它只有四个层次：应用层，传输层，互联层，网络接口层，其中应用层对应OSI的应用层，表示层，会话层，传输层对应着OSI的传输层，互联层对应着OSI的网络层，网络接口层对应着OSI的数据链路层和物理层

虽然OSI参考模型分层更细，但TCP/IP模型是现实应用最多的分层协议，也是基本上全球通用的协议。

2.网络通讯要素

(1)IP地址

IP地址是网际协议地址，是IP协议提供的一种统一的地址格式，它为互联网上的每一个网络和每一台主机分配一个逻辑地址，以此来屏蔽物理地址的差异。这样互联网上每一台主机都可以通过IP地址进行通讯。

(2)端口号

端口号：编程中指逻辑端口，如TCP/IP协议中的服务端口，端口号的范围从0到65535，比如用于浏览网页服务的80端口，用于FTP服务的21端口等。由于物理端口和逻辑端口数量较多，为了对端口进行区分，将每个端口进行了编号，这就是端口号。

一台主机往往有多个服务端或客户端，有了端口号，端与端之间的通信就不会出错。

(3)传输协议

传输协议是数据传输应该遵循的规范，要进行数据传输，对等的网络层次要分别遵守相同的传输协议。

下层能向上层提供的服务有两种形式：面向连接的服务（TCP）和无连接的服务（UDP）。

TCP:传输控制协议，当传输出现错误时能自动予以纠正，传输前要建立连接，传输完成后释放连接。

UDP：用户数据包协议，当传输出现错误时会将错误信息丢弃，传输时不需要建立连接。

因为以上特性，两个协议各有其优点，TCP能保证数据的准确性，而UDP传输速度更快，实时性更好。

二、Socket套接字

1.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。

2.DatagramSocket类与DatagramPacket类

DatagramSocket用来创立UDP服务

DatagramPacket用来创立数据包，通过DatagramSocket发送出去

示例见代码

发送数据的步骤：

(1)建立发送端，接收端

(2)建立数据包

(3)调用Socket的发送接收方法。

(4)关闭Socket。

发送端与接受端是两个独立的运行程序。

三、UDP传输

1.需求：通过udp传输方式，将一段文字数据发送出去。

必须定义一个udp发送端和一个接受端。

<span style="font-family:Microsoft YaHei;">//发送端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(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();}}</span>

接收端步骤：

(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。

<span style="font-family:Microsoft YaHei;">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();}}</span>

2.IO流的网络应用

IO流的在网络传输时的应用方法与本地IO差不多，只是多了一个Socket打包传输的步骤

代码示例：

用键盘方式录入，并发送给接受端，使用缓冲数组实现

<span style="font-family:Microsoft YaHei;">import java.net.*;import java.io.*;class  UdpSend2{public static void main(String[] args) throws Exception{DatagramSocket ds = new DatagramSocket();BufferedReader bufr = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));String line = null;while((line=bufr.readLine())!=null){if("886".equals(line))break;byte[] buf = line.getBytes();DatagramPacket dp = new DatagramPacket(buf,buf.length,InetAddress.getByName("192.168.1.255"),10001);ds.send(dp);}ds.close();}}class  UdpRece2{public static void main(String[] args) throws Exception{DatagramSocket ds = new DatagramSocket(10001);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());System.out.println(ip+"::"+data);}}}</span>

3.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。

<span style="font-family:Microsoft YaHei;">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();}}</span>

四、TCP传输文件

TCP是面向连接的，因此发送数据前必须要确定客户端和服务端的存在，并连接成

ServerSocket：

服务端用的套接字，可以接收Socket。

Socket：

客户端用的套接字，查阅socket对象，发现在该对象建立时，就可以去连接指定主机。

socket中封装了输出流，可以用相应方法得到输出流。

1.演示tcp传输数据

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。

(2)获取socket中的输出流并写入数据

(3)关闭socket

<span style="font-family:Microsoft YaHei;">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();}}</span>

服务端:

接受数据并打印在控制台

(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）

<span style="font-family:Microsoft YaHei;">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();}}</span>

1.TCP传输文件：

<span style="font-family:Microsoft YaHei;">import java.io.*;import java.net.*;class  TextClient{public static void main(String[] args) throws Exception{Socket s = new Socket("192.168.1.254",10006);BufferedReader bufr = new BufferedReader(new FileReader("IPDemo.java"));PrintWriter out = new PrintWriter(s.getOutputStream(),true);String line = null;while((line=bufr.readLine())!=null){out.println(line);}s.shutdownOutput();//关闭客户端的输出流。相当于给流中加入一个结束标记-1.BufferedReader bufIn = new BufferedReader(new InputStreamReader(s.getInputStream()));String str = bufIn.readLine();System.out.println(str);bufr.close();s.close();}}class  TextServer{public static void main(String[] args) throws Exception{ServerSocket ss = new ServerSocket(10006);Socket s = ss.accept();String ip = s.getInetAddress().getHostAddress();System.out.println(ip+"....connected");BufferedReader bufIn = new BufferedReader(new InputStreamReader(s.getInputStream()));PrintWriter out  = new PrintWriter(new FileWriter("server.txt"),true);String line = null;while((line=bufIn.readLine())!=null){//if("over".equals(line))//break;out.println(line);}PrintWriter pw = new PrintWriter(s.getOutputStream(),true);pw.println("上传成功");out.close();s.close();ss.close();}}</span>

五、其他重要应用

1.编程实现网络中的并发现象：

现有需求：

客户端通过键盘录入用户名。服务端对这个用户名进行校验。

如果该用户存在，在服务端显示xxx，已登陆。并在客户端显示 xxx，欢迎光临。

如果该用户存在，在服务端显示xxx，尝试登陆。并在客户端显示 xxx，该用户不存在。

最多就登录三次。

<span style="font-family:Microsoft YaHei;">import java.io.*;import java.net.*;class  LoginClient{public static void main(String[] args) throws Exception{Socket s = new Socket("192.168.1.254",10008);BufferedReader bufr = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));PrintWriter out = new PrintWriter(s.getOutputStream(),true);BufferedReader bufIn =new BufferedReader(new InputStreamReader(s.getInputStream()));for(int x=0; x<3; x++){String line = bufr.readLine();if(line==null)break;out.println(line);String info = bufIn.readLine();System.out.println("info:"+info);if(info.contains("欢迎"))break;}bufr.close();s.close();}}class UserThread implements Runnable{private Socket s;UserThread(Socket s){this.s = s;}public void run(){String ip = s.getInetAddress().getHostAddress();System.out.println(ip+"....connected");try{for(int x=0; x<3; x++){BufferedReader bufIn = new BufferedReader(new InputStreamReader(s.getInputStream()));String name = bufIn.readLine();if(name==null)break;BufferedReader bufr = new BufferedReader(new FileReader("user.txt"));PrintWriter out = new PrintWriter(s.getOutputStream(),true);String line = null;boolean flag = false;while((line=bufr.readLine())!=null){if(line.equals(name)){flag = true;break;}}if(flag){System.out.println(name+",已登录");out.println(name+",欢迎光临");break;}else{System.out.println(name+",尝试登录");out.println(name+",用户名不存在");}}s.close();}catch (Exception e){throw new RuntimeException(ip+"校验失败");}}}class  LoginServer{public static void main(String[] args) throws Exception{ServerSocket ss = new ServerSocket(10008);while(true){Socket s = ss.accept();new Thread(new UserThread(s)).start();}}}</span>

2.演示浏览器

客户端：浏览器。

服务端：Tomcat服务器。

<span style="font-family:Microsoft YaHei;">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='7'>客户端你好</font>");s.close();ss.close();}}</span>

更多方法请参见java的API