JavaSE复习（五）网络编程

梦里梦外; 2021-12-15 00:47 230阅读 0赞

> 客户端：`java.net.Socket` 类表示。创建`Socket`对象，向服务端发出连接请求，服务端响应请求，两者建立连接开始通信
> 
> 服务端：`java.net.ServerSocket` 类表示。创建`ServerSocket`对象，相当于开启一个服务，并等待客户端的连接

# Socket类 #

> `Socket` 类：该类实现客户端套接字，套接字指的是两台设备之间通讯的端点。

## 构造方法 ##

*  `public Socket(String host, int port)` :创建套接字对象并将其连接到指定主机上的指定端口号。如果指定的host是null ，则相当于指定地址为回送地址。
    
    > 回送地址(127.x.x.x) 是本机回送地址（Loopback Address），主要用于网络软件测试以及本地机进程间通信，无论什么程序，一旦使用回送地址发送数据，立即返回，不进行任何网络传输。

构造举例，代码如下：

Socket client = new Socket("127.0.0.1", 6666);

## 成员方法 ##

*  `public InputStream getInputStream()` ： 返回此套接字的输入流。
    
     *  如果此Scoket具有相关联的通道，则生成的InputStream 的所有操作也关联该通道。
     *  关闭生成的InputStream也将关闭相关的Socket。
 *  `public OutputStream getOutputStream()` ： 返回此套接字的输出流。
    
     *  如果此Scoket具有相关联的通道，则生成的OutputStream 的所有操作也关联该通道。
     *  关闭生成的OutputStream也将关闭相关的Socket。
 *  `public void close()` ：关闭此套接字。
    
     *  一旦一个socket被关闭，它不可再使用。
     *  关闭此socket也将关闭相关的InputStream和OutputStream 。
 *  `public void shutdownOutput()` ： 禁用此套接字的输出流。
    
     *  任何先前写出的数据将被发送，随后终止输出流。

# ServerSocket类 #

> `ServerSocket`类：这个类实现了服务器套接字，该对象等待通过网络的请求。

## 构造方法 ##

*  `public 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号上，参数port就是端口号。

构造举例，代码如下：

ServerSocket server = new ServerSocket(6666);

## 成员方法 ##

*  `public Socket accept()` ：侦听并接受连接，返回一个新的Socket对象，用于和客户端实现通信。该方法会一直阻塞直到建立连接。

# 简单的TCP网络程序 #

## TCP通信分析 ##

1.  【服务端】启动,创建ServerSocket对象，等待连接。
2.  【客户端】启动,创建Socket对象，请求连接。
3.  【服务端】接收连接,调用accept方法，并返回一个Socket对象。
4.  【客户端】Socket对象，获取OutputStream，向服务端写出数据。
5.  【服务端】Scoket对象，获取InputStream，读取客户端发送的数据。
    
    > 到此，客户端向服务端发送数据成功。自此，服务端向客户端回写数据。
6.  【服务端】Socket对象，获取OutputStream，向客户端回写数据。
7.  【客户端】Scoket对象，获取InputStream，解析回写数据。
8.  【客户端】释放资源，断开连接。

## 客户端向服务器发送数据 ##

**服务端实现：**

System.out.println("服务端启动 , 等待连接 .... ");
    // 1.创建 ServerSocket对象，绑定端口，开始等待连接
    ServerSocket ss = new ServerSocket(6666);
    // 2.接收连接 accept 方法, 返回 socket 对象.
    Socket server = ss.accept();
    // 3.通过socket 获取输入流
    InputStream is = server.getInputStream();
    // 4.一次性读取数据
    // 4.1 创建字节数组
    byte[] b = new byte[1024];
    // 4.2 据读取到字节数组中.
    int len = is.read(b)；
    // 4.3 解析数组,打印字符串信息
    String msg = new String(b, 0, len);
    System.out.println(msg);
    //5.关闭资源.
    is.close();
    server.close();

**客户端实现：**

System.out.println("客户端 发送数据");
    // 1.创建 Socket ( ip , port ) , 确定连接到哪里.
    Socket client = new Socket("localhost", 6666);
    // 2.获取流对象 . 输出流
    OutputStream os = client.getOutputStream();
    // 3.写出数据.
    os.write("你好么? tcp ,我来了".getBytes());
    // 4. 关闭资源 .
    os.close();
    client.close();

## 服务器向客户端回写数据 ##

**服务端实现：**

System.out.println("服务端启动 , 等待连接 .... ");
    // 1.创建 ServerSocket对象，绑定端口，开始等待连接
    ServerSocket ss = new ServerSocket(6666);
    // 2.接收连接 accept 方法, 返回 socket 对象.
    Socket server = ss.accept();
    // 3.通过socket 获取输入流
    InputStream is = server.getInputStream();
    // 4.一次性读取数据
    // 4.1 创建字节数组
    byte[] b = new byte[1024];
    // 4.2 据读取到字节数组中.
    int len = is.read(b)；
    // 4.3 解析数组,打印字符串信息
    String msg = new String(b, 0, len);
    System.out.println(msg);
    // =================回写数据=======================
    // 5. 通过 socket 获取输出流
     OutputStream out = server.getOutputStream();
    // 6. 回写数据
     out.write("我很好,谢谢你".getBytes());
    // 7.关闭资源.
    out.close();
    is.close();
    server.close();

**客户端实现：**

System.out.println("客户端 发送数据");
    // 1.创建 Socket ( ip , port ) , 确定连接到哪里.
    Socket client = new Socket("localhost", 6666);
    // 2.通过Scoket,获取输出流对象 
    OutputStream os = client.getOutputStream();
    // 3.写出数据.
    os.write("你好么? tcp ,我来了".getBytes());
    // ==============解析回写=========================
    // 4. 通过Scoket,获取 输入流对象
    InputStream in = client.getInputStream();
    // 5. 读取数据数据
    byte[] b = new byte[100];
    int len = in.read(b);
    System.out.println(new String(b, 0, len));
    // 6. 关闭资源 .
    in.close();
    os.close();
    client.close();

# 文件上传案例 #

## 文件上传分析 ##

1.  【客户端】输入流，从硬盘读取文件数据到程序中。
2.  【客户端】输出流，写出文件数据到服务端。
3.  【服务端】输入流，读取文件数据到服务端程序。
4.  【服务端】输出流，写出文件数据到服务器硬盘中。

## 基本实现 ##

**服务端实现：**

System.out.println("服务器 启动.....  ");
    // 1. 创建服务端ServerSocket
    ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(6666);
        // 2. 建立连接 
    Socket accept = serverSocket.accept();
    // 3. 创建流对象
    // 3.1 获取输入流,读取文件数据
    BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(accept.getInputStream());
    // 3.2 创建输出流,保存到本地 .
    BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("copy.jpg"));
    // 4. 读写数据
    byte[] b = new byte[1024 * 8];
    int len;
    while ((len = bis.read(b)) != -1) {
        bos.write(b, 0, len);
    }
    //5. 关闭 资源
    bos.close();
    bis.close();
    accept.close();
    System.out.println("文件上传已保存");

**客户端实现：**

// 1.创建流对象
    // 1.1 创建输入流,读取本地文件  
    BufferedInputStream bis  = new BufferedInputStream(new FileInputStream("test.jpg"));
    // 1.2 创建输出流,写到服务端 
    Socket socket = new Socket("localhost", 6666);
    BufferedOutputStream   bos   = new BufferedOutputStream(socket.getOutputStream());
    
    //2.写出数据. 
    byte[] b  = new byte[1024 * 8 ];
    int len ; 
    while (( len  = bis.read(b))!=-1) {
        bos.write(b, 0, len);
        bos.flush();
    }
    System.out.println("文件发送完毕");
    // 3.释放资源
    
    bos.close(); 
    socket.close();
    bis.close(); 
        System.out.println("文件上传完毕 ");

## 文件上传优化分析 ##

1.  **文件名称写死的问题**
    
        服务端，保存文件的名称如果写死，那么最终导致服务器硬盘，只会保留一个文件，建议使用系统时间优化，保证文件名称唯一，代码如下：
        
         FileOutputStream fis = new FileOutputStream(System.currentTimeMillis()+".jpg") // 文件名称
         BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(fis);
2.  **循环接收的问题**
    
        服务端，指保存一个文件就关闭了，之后的用户无法再上传，这是不符合实际的，使用循环改进，可以不断的接收不同用户的文件，代码如下：
        
        
         // 每次接收新的连接,创建一个Socket
         while（true）{
             Socket accept = serverSocket.accept();
             ......
         }
3.  **效率问题**
    
        服务端，在接收大文件时，可能耗费几秒钟的时间，此时不能接收其他用户上传，所以，使用多线程技术优化，代码如下：
        
        
         while（true）{
             Socket accept = serverSocket.accept();
             // accept 交给子线程处理.
             new Thread(() -> {
                 ......
                 InputStream bis = accept.getInputStream();
                 ......
             }).start();
         }

## 优化实现 ##

System.out.println("服务器 启动.....  ");
    // 1. 创建服务端ServerSocket
    ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(6666);
    // 2. 循环接收,建立连接
    while (true) {
        Socket accept = serverSocket.accept();
        /* 
        3. socket对象交给子线程处理,进行读写操作
           Runnable接口中,只有一个run方法,使用lambda表达式简化格式
        */
        new Thread(() -> {
            try (
                //3.1 获取输入流对象
                BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(accept.getInputStream());
                //3.2 创建输出流对象, 保存到本地 .
                FileOutputStream fis = new FileOutputStream(System.currentTimeMillis() + ".jpg");
                BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(fis);) {
                // 3.3 读写数据
                byte[] b = new byte[1024 * 8];
                int len;
                while ((len = bis.read(b)) != -1) {
                  bos.write(b, 0, len);
                }
                //4. 关闭 资源
                bos.close();
                bis.close();
                accept.close();
                System.out.println("文件上传已保存");
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }).start();
    }

## 信息回写分析 ##

前四步与基本文件上传一致.

1.  【服务端】获取输出流，回写数据。
2.  【客户端】获取输入流，解析回写数据。

## 回写实现 ##

System.out.println("服务器 启动.....  ");
    // 1. 创建服务端ServerSocket
    ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(6666);
    // 2. 循环接收,建立连接
    while (true) {
        Socket accept = serverSocket.accept();
        /*
        3. socket对象交给子线程处理,进行读写操作
           Runnable接口中,只有一个run方法,使用lambda表达式简化格式
        */
        new Thread(() -> {
            try (
                //3.1 获取输入流对象
                BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(accept.getInputStream());
                //3.2 创建输出流对象, 保存到本地 .
                FileOutputStream fis = new FileOutputStream(System.currentTimeMillis() + ".jpg");
                BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(fis);
            ) {
                // 3.3 读写数据
                byte[] b = new byte[1024 * 8];
                int len;
                while ((len = bis.read(b)) != -1) {
                    bos.write(b, 0, len);
                }
    
                // 4.=======信息回写===========================
                System.out.println("back ........");
                OutputStream out = accept.getOutputStream();
                out.write("上传成功".getBytes());
                out.close();
                //================================
    
                //5. 关闭 资源
                bos.close();
                bis.close();
                accept.close();
                System.out.println("文件上传已保存");
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }).start();
    }

**客户端实现：**

// 1.创建流对象
    // 1.1 创建输入流,读取本地文件
    BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream("test.jpg"));
    // 1.2 创建输出流,写到服务端
    Socket socket = new Socket("localhost", 6666);
    BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(socket.getOutputStream());
    
    //2.写出数据.
    byte[] b  = new byte[1024 * 8 ];
    int len ;
    while (( len  = bis.read(b))!=-1) {
        bos.write(b, 0, len);
    }
    // 关闭输出流,通知服务端,写出数据完毕
    socket.shutdownOutput();
    System.out.println("文件发送完毕");
    // 3. =====解析回写============
    InputStream in = socket.getInputStream();
    byte[] back = new byte[20];
    in.read(back);
    System.out.println(new String(back));
    in.close();
    // ============================
    
    // 4.释放资源
    socket.close();
    bis.close();

# 模拟B\\S服务器(扩展知识点) #

> 模拟网站服务器，使用浏览器访问自己编写的服务端程序，查看网页效果。

## 分析 ##

1.  准备页面数据，web文件夹。
    
    复制到Module中
2.  我们模拟服务器端，ServerSocket类监听端口，使用浏览器访问
    
        ServerSocket server = new ServerSocket(8000);
         Socket socket = server.accept();
         InputStream in = socket.getInputStream();
             byte[] bytes = new byte[1024];
         int len = in.read(bytes);
         System.out.println(new String(bytes,0,len));
         socket.close();
         server.close();
3.  服务器程序中字节输入流可以读取到浏览器发来的请求信息
    
    GET/web/index.html HTTP/1.1是浏览器的请求消息。/web/index.html为浏览器想要请求的服务器端的资源,使用字符串切割方式获取到请求的资源。
    
        //转换流,读取浏览器请求第一行
         BufferedReader readWb = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
         String requst = readWb.readLine();
         //取出请求资源的路径
         String[] strArr = requst.split(" ");
         //去掉web前面的/
         String path = strArr[1].substring(1);
         System.out.println(path);

## 案例实现 ##

服务端实现：

System.out.println("服务端  启动 , 等待连接 .... ");
    // 创建ServerSocket 对象
    ServerSocket server = new ServerSocket(8888);
    Socket socket = server.accept();
    // 转换流读取浏览器的请求消息
    BufferedReader readWb = new
    BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
    String requst = readWb.readLine();
    // 取出请求资源的路径
    String[] strArr = requst.split(" ");
    // 去掉web前面的/
    String path = strArr[1].substring(1);
    // 读取客户端请求的资源文件
    FileInputStream fis = new FileInputStream(path);
    byte[] bytes= new byte[1024];
    int len = 0 ;
    // 字节输出流,将文件写会客户端
    OutputStream out = socket.getOutputStream();
    // 写入HTTP协议响应头,固定写法
    out.write("HTTP/1.1 200 OK\r\n".getBytes());
    out.write("Content-Type:text/html\r\n".getBytes());
    // 必须要写入空行,否则浏览器不解析
    out.write("\r\n".getBytes());
    while((len = fis.read(bytes))!=-1){
        out.write(bytes,0,len);
    }
    fis.close();
    out.close();
    readWb.close(); 
    socket.close();
    server.close();

## 访问效果 ##

发现浏览器中出现很多的叉子,说明浏览器没有读取到图片信息导致。

浏览器工作原理是遇到图片会开启一个线程进行单独的访问,因此在服务器端加入线程技术。

public static void main(String[] args) throws IOException {
        ServerSocket server = new ServerSocket(8888);
        while(true){
            Socket socket = server.accept();
            new Thread(new Web(socket)).start();
        }
    }
    static class Web implements Runnable{
        private Socket socket;
    
        public Web(Socket socket){
            this.socket=socket;
        }
    
        public void run() {
            try{
                //转换流,读取浏览器请求第一行
                BufferedReader readWb = new
                        BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
                String requst = readWb.readLine();
                //取出请求资源的路径
                String[] strArr = requst.split(" ");
                System.out.println(Arrays.toString(strArr));
                String path = strArr[1].substring(1);
                System.out.println(path);
    
                FileInputStream fis = new FileInputStream(path);
                System.out.println(fis);
                byte[] bytes= new byte[1024];
                int len = 0 ;
                //向浏览器 回写数据
                OutputStream out = socket.getOutputStream();
                out.write("HTTP/1.1 200 OK\r\n".getBytes());
                out.write("Content-Type:text/html\r\n".getBytes());
                out.write("\r\n".getBytes());
                while((len = fis.read(bytes))!=-1){
                    out.write(bytes,0,len);
                }
                fis.close();
                out.close();
                readWb.close();
                socket.close();
            }catch(Exception ex){
    
            }
        }
    }

转载于:https://www.cnblogs.com/yxmhl/p/10708232.html