java学习（18）-- 网络编程

系统管理员 2022-06-15 09:15 212阅读 0赞

**java学习（18）**

> **这篇来写关于网络编程的内容。**

1.网络编程&&Udp

> 1.1网络通信介绍
> 
> （1）tcp/ip协议
> 
> （2）udp/ip协议
> 
>   
> 
> 
> 1.2Socket通信
> 
> 网络编程三要素：
> 
> （1）ip:一个计算的标示（找到这个计算机）
> 
> （2）端口：应用程序都会对应一个端口，用来进行通信，有效端口：0~65535，其中0~1024系统使用或保留端口（360查看端口）。
> 
> （3）协议：总共有2种协议：TCP、UDP
> 
>   
> 
> 
> 1.3三要素详解：
> 
> （1）特殊的IP地址:
> 
> 127.0.0.1本地回环地址用来做一些本地测试

> pingIP地址：用来检测本机是否可以和指定的IP地址的计算机可以进行正常通讯
> 
> ![Center][]  
> 
> 
> ipconfig：用来查看IP地址
> 
> xxx.xxx.xxx.255 ：广播地址
> 
>   
> 
> 
> （2）端口号
> 
> 物理端口：物理设备对应的端口、网卡口
> 
> 逻辑端口：用来标示我们的计算机上的进程 , 端口号的有效范围应该是 0-65535，其中0-1024被系统占用或者保留
> 
>   
> 
> 
> （3）协议:
> 
> UDP协议：
> 
> A.把数据打成一个数据包 , 不需要建立连接
> 
> B.数据包的大小有限制不能超过64k
> 
> C.因为无连接,所以属于不可靠协议(可能丢失数据)
> 
> D.因为无连接 ,所以效率高
> 
> TCP协议：
> 
> A.需要建立连接,形成连接通道
> 
> B.数据可以使用连接通道直接进行传输,无大小限制
> 
> C.因为有链接,所以属于可靠协议
> 
> D.因为有链接,所以效率低
> 
>   
> 
> 
> 1.4InetAddress:IP地址的描述类
> 
> A:InetAddress类的概述
> 
> 为了方便我们对IP地址的获取和操作，java提供了一个类InetAddress 供我们使用此类表示互联网协议 (IP) 地址。 
> 
> B:InetAddress类的常见功能
> 
> public static InetAddress getByName(String host)（ host: 可以是主机名,也可以是IP地址的字符串表现形式）
> 
> public String getHostAddress()返回 IP 地址字符串（以文本表现形式）。
> 
> public String getHostName()获取此 IP 地址的主机名。 
> 
> 示例：
> 
>     public static void main(String[] args) throws Exception {
>     		InetAddress address = InetAddress.getByName("10.100.9.174");
>     		System.out.println(address.getHostAddress());
>     		System.out.println(address.getHostName());
>     	}
> 
> ![Center 1][]  
>   
> 
> 
> 1.5socket编程（套接字编程，网络编程）
> 
> Socket套接字：网络上具有唯一标识的IP地址和端口号组合在一起才能构成唯一能识别的标识符套接字。
> 
>   
> 
> 
> Socket原理机制：
> 
> （1）通信的两端都有Socket。
> 
> （2）网络通信其实就是Socket间的通信。
> 
> （3）数据在两个Socket间通过IO传输。
> 
>   
> 
> 
> 1.6UDP协议
> 
> 特点：
> 
> （1）把数据打包
> 
> （2）不需要建立连接，也称为面向无连接协议
> 
> （3）数据需打包，数据大小有限制64k
> 
> （4）无需建立连接，所以不可靠
> 
> （5）速度快
> 
>   
> 
> 
> UDP通信步骤：
> 
> 发送端步骤：
> 
> UDP发送数据的步骤:
> 
> A:创建UDP发送数据端Socket对象
> 
> B:创建数据包,并给出数据,把数据打包
> 
> C:通过Socket对象发送数据包 
> 
> D:释放资源
> 
> 示例：
> 
>     public static void main(String[] args) throws Exception {
>     		
>     		//1.创建发送端Socket对象
>     		DatagramSocket ds = new DatagramSocket();
>     		
>     		String str = "hello,world";
>     		byte[] buf = str.getBytes();
>     		int length = buf.length;
>     		InetAddress address = InetAddress.getByName("127.0.0.1");
>     		int port = 6666;
>     		
>     		//2.创建数据包
>     		DatagramPacket dp = new DatagramPacket(buf,length,address,port);
>     		
>     		//3.发送数据
>     		ds.send(dp);
>     		
>     		//4.释放资源
>     		ds.close();
>     	}
> 
> 接收端步骤：
> 
> UDP协议接收数据步骤：
> 
> A:创建UDP接收数据端Socket对象
> 
> B:创建一个接收数据的数据包
> 
> C:接收数据,数据在数据包中
> 
> D:解析数据包，并把数据显示在控制台
> 
> E:释放资源
> 
> 示例：
> 
>     public static void main(String[] args) throws Exception {
>     		//1.创建接收端socket对象
>     		DatagramSocket ds = new DatagramSocket(6666);
>     		
>     		//2.创建数据包
>     		byte[] buf = new byte[1024];
>     		int length = buf.length;
>     		DatagramPacket dp = new DatagramPacket(buf, length);
>     		
>     		//3.接受数据
>     		ds.receive(dp);
>     		byte[] data = dp.getData();
>     		int len = dp.getLength();
>     		System.out.println(new String(data, 0, len));
>     		
>     		//4.释放资源
>     		ds.close();
>     	}
> 
> 运行：
> 
> ![Center 2][]  
>   
> 
> 
> 1.7案例：键盘录入数据实现数据的动态发送
> 
> 发送端：
> 
>     public class UdpClient {
>     
>     	public static void main(String[] args) throws Exception {
>     		
>     		//创建发送端socket对象
>     		DatagramSocket ds = new DatagramSocket();
>     		
>     		InetAddress address = InetAddress.getByName("127.0.0.1");
>     		int port = 7777;
>     		
>     		Scanner sc = new Scanner(System.in);
>     		String line;
>     		System.out.println("请输入聊天内容：");
>     		while((line = sc.nextLine())!=null){
>     			System.out.println("请输入聊天内容：");
>     			byte[] buf = line.getBytes();
>     			int length = buf.length;
>     			DatagramPacket dp = new DatagramPacket(buf, length, address, port);
>     			
>     			//发送信息
>     			ds.send(dp);
>     		}
>     		
>     		//释放资源
>     		ds.close();
>     	}
>     }
> 
> 接收端：
> 
>     public class UdpServer {
>     
>     	public static void main(String[] args) throws Exception {
>     		//创建接收端socket对象
>     		DatagramSocket ds = new DatagramSocket(7777);
>     	
>     		while(true){
>     			byte[] buf = new byte[1024];
>     			int length = buf.length;
>     			DatagramPacket dp = new DatagramPacket(buf, length);
>     			ds.receive(dp);
>     			byte[] data = dp.getData();
>     			int len = dp.getLength();
>     			System.out.println("客户端："+new String(data,0,len));
>     		}
>     		
>     	}
>     }
> 
> 运行：
> 
> ![Center 3][]![Center 4][]  
>   
>

2.TCP协

> 2.1TCP协议
> 
> 特点：
> 
> 1.需要建立通道
> 
> 2.传送大量数据无限制
> 
> 3.面向连接
> 
> 4.可靠
> 
> 5.速度慢
> 
>   
> 
> 
> TCp协议书写步骤：
> 
> 发送端：
> 
> TCP协议发送数据步骤：
> 
> A:创建TCP协议发送端Socket对象
> 
> 指定服务器IP及端口
> 
> B:获取输出流,并写数据
> 
> C:释放资源
> 
> 示例：
> 
>     public static void main(String[] args) throws Exception {
>     		//创建socket对象
>     		Socket socket = new Socket("127.0.0.1",20000);
>     		
>     		//获取输出流
>     		BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(socket.getOutputStream()));
>     		
>     		//获取键盘输入
>     		System.out.println("请输入聊天内容：");
>     		Scanner sc = new Scanner(System.in);
>     		String line = sc.nextLine();
>     		
>     		//写到流中
>     		bw.write(line);
>     		bw.flush();
>     		
>     		//释放资源
>     		socket.close();
>     		
>     	}
> 
> 注意：TCP协议是不能直接运行客户端的，必须先运行服务器。因为他是一种可靠的协议。直接运行客户端会报错：
> 
> ![Center 5][]  
> 
> 
> 接收端：
> 
> TCP协议接收数据步骤：
> 
> A:创建TCP协议接收端Socket对象
> 
> B:监听客户端连接
> 
> C:获取输入流,并读取数据,显示在控制台
> 
> D:释放资源
> 
> 示例：
> 
>     public static void main(String[] args) throws Exception {
>     		//创建socket对象
>     		ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(20000);
>     		
>     		//监听
>     		Socket socket = serverSocket.accept();
>     		
>     		//获取通道输入流
>     		BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
>     		
>     		//读数据
>     		String line = br.readLine();
>     		
>     		System.out.println("客户端："+line);
>     		
>     		//释放资源
>     		socket.close();
>     		
>     	}
> 
>   
> 
> 
> 2.2案例：客户端键盘录入数据,服务器端接收数据在控制台输出
> 
> 上述Tcp代码运行即可：
> 
> ![Center 6][]![Center 7][]  
> 
> 
>   
> 
> 
> 2.3案例：上传文本文件
> 
> 客户端:
> 
> a: 读取文本文件中的数据
> 
> b: 发送到服务器端
> 
> 服务器:
> 
> a: 读取流通道中的数据
> 
> b: 把数据写入到文本文件中
> 
> 分析：基于Tcp协议的文本文件上传
> 
> 发送端：
> 
>     public class TcpClient {
>     
>     	public static void main(String[] args) throws Exception {
>     		//创建socket对象
>     		Socket socket = new Socket("127.0.0.1",20000);
>     		
>     		//封装流
>     		BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("a.txt"));
>     		String readLine;
>     		
>     		//获取输出流
>     		BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(socket.getOutputStream()));
>     		
>     		while(( readLine = br.readLine())!=null){	
>     			//写到流中
>     			bw.write(readLine);
>     			bw.newLine();
>     			bw.flush();		
>     		}
>     		
>     		//释放资源
>     		socket.close();
>     		
>     	}
>     }
> 
> 接收端：
> 
>     public class TcpServer {
>     
>     	public static void main(String[] args) throws Exception {
>     		//创建socket对象
>     		ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(20000);
>     		
>     		//监听
>     		Socket socket = serverSocket.accept();
>     		String line;
>     		
>     		//获取通道输入流
>     		BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
>     		//写到文件 b.txt 中
>     		BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter("b.txt"));
>     		while((line = br.readLine())!=null){
>     			bw.write(line);
>     			bw.newLine();
>     			bw.flush();
>     		}
>     		
>     		//释放资源
>     		socket.close();
>     	}
>     }
> 
>   
> 
> 
> 2.4 基于多线程实现文本文件的上传
> 
> 分析：对于上述代码，由于接收端把写入文件写死了，只能有一个发送端上传文件，并且每次都会把文件内容覆盖掉，因此，利用多线程改进，可以支持多个发送端上传文件，并且可以使用UUID类每次生成一个随机文件名，避免内容覆盖
> 
> 改进：
> 
> 发送端代码不用调整，改进接收端代码，以及添加一个线程类和利用UUID类来产生文件名字的类：
> 
> 接收端：
> 
>     public class TcpServer {
>     
>     	public static void main(String[] args) throws Exception {
>     		//创建socket对象
>     		ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(20000);
>     		
>     		while(true){
>     			//监听
>     			Socket socket = serverSocket.accept();
>     			new Thread(new ServerThread(socket)).start();
>     		}
>     	}
>     }
> 
> 线程类：
> 
>     public class ServerThread implements  Runnable{
>     
>     	Socket socket;
>     	public ServerThread(Socket socket){
>     		this.socket = socket;
>     	}
>     	
>     	@Override
>     	public void run() {
>     		try {
>     			String line;
>     			//获取通道输入流
>     			BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
>     			
>     			BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter(UUIDUtils.getFiledName()));
>     			while((line = br.readLine())!=null){
>     				bw.write(line);
>     				bw.newLine();
>     				bw.flush();
>     			}
>     		} catch (IOException e) {
>     			// TODO Auto-generated catch block
>     			e.printStackTrace();
>     		}	
>     	}
>     
>     	
>     }
> 
> 产生文件名类：
> 
>     public class UUIDUtils {
>     
>     	public static String getFiledName(){
>     		String fileName = UUID.randomUUID().toString();
>     		fileName = fileName.replace("-", "")+".txt";
>     		return fileName;
>     	}
>     }
> 
> 这样，每次复制得到的文件名不同：
> 
> ![Center 8][]  
> 
> 
>   
> 
> 
> 2.5软件当中基本都是udp和tcp混用

[Center]: /images/20220615/5a316a80a9b44377bf702e306643b7c9.png
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[Center 4]: /images/20220615/e0282b19f960449395065dd148e6606a.png
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[Center 7]: /images/20220615/7f984e7432004c3e9e70636e87995645.png
[Center 8]: /images/20220615/ab7a56cfd40e446da82eeecbcdd376ec.png