Java精选笔记_网络编程

网络编程

概述

    现在的网络编程基本上都是基于请求/响应方式的，也就是一个设备发送请求数据给另外一个，然后接收另一个设备的反馈。

    在网络编程中，发起连接程序，也就是发送第一次请求的程序，被称作客户端(Client)，等待其他程序连接的程序被称作服务器(Server)。

网络通信协议

    连接和通信的规则被称为网络通信协议，它对数据的传输格式、传输速率、传输步骤等做了统一规定，通信双方必须同时遵守才能完成数据交换。

IP地址和端口号

    IP地址:InetAddress
        网络中设备的标识
        不易记忆，可用主机名
        本地回环地址：127.0.0.1  主机名：localhost
    端口号
        用于标识进程的逻辑地址，不同进程的标识。逻辑地址，区分不同的服务
        有效端口：0~65535，其中0~1024系统使用或保留端口。
        备注：不是所谓的物理端口！

InetAddress

    InetAddress：构造方法私有，不能直接创建对象。

    InetAddress getByName(String host): 在给定主机名的情况下确定主机的ip地址。

    InetAddress getLocalHost()：返回本地主机。

    InetAddress[] getAllByName(String host);

    ip.getHostAddress()

    ip.getHostName()

Eg：
package com.li.net;
import java.net.InetAddress;

public class Demo1 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        InetAddress i = InetAddress.getLocalHost();
        System.out.println(i);
        i = InetAddress.getByName("www.baidu.com");
        System.out.println(i);
        System.out.println(i.getHostAddress());
        System.out.println(i.getHostName());
    }
}
输出：
XP-201706252326/10.6.147.2
www.baidu.com/61.135.169.105
61.135.169.105
www.baidu.com

UDP与TCP协议

    TCP/IP协议(Transmission Control Protocal/Internet Protoal传输控制协议/英特网互联协议)，它是一个包括TCP协议和IP协议。
UDP（User Datagram Protocol）用户数据报协议
ICMP（Internet Control Message Protocol）协议和其它一些协议的协议组

区别

类似于图像、声音等对可靠性要求没有那么高的业务可以用UDP，他们不需要准确存储对准确性无要求但要求速度快。
类似于文本、程序、文件等要求可靠的数据最好就用TCP，但会牺牲一些速度。 
对系统资源的要求：TCP较多，UDP少。 
程序结构：UDP程序结构较简单，TCP复杂。 
流模式与数据报模式：TCP保证数据正确性，UDP可能丢包； TCP保证数据顺序，UDP不保证

用途

    TCP是面向连接的，有比较高的可靠性，一些要求比较高的服务一般使用这个协议，如FTP、Telnet、SMTP、HTTP、POP3等，而 UDP是面向无连接的，使用这个协议的常见服务有DNS、SNMP、QQ等。

    UDP是一种面向无连接的通信协议，该协议使得数据传输的速度得到大幅度的提高。视频聊天语音聊天基本都是用UDP协议。 

总结

UDP:

    1、将数据源和目的地封装到数据包中，不需要建立连接

    2、每个数据包的大小限制在64k以内

    3、因无连接，是不可靠协议

    4、不需要建立连接，速度快

例子：聊天、对讲机就是UDP的，面向无连接（不管在不在，知不知道，只管发送，求速度），丢数据也不管。速度快。数据被分成包

TCP:

    1、建立连接，形成传输数据的通道

    2、在连接中进行大量数据的传输

    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

例子：电话通话，必须连接，对方同意才可以发送数据（不然就等待），不能丢失数据。

UDP通信

DatagramPacket

DatagramPacket类的实例对象就相当于一个集装箱，用于封装UDP通信中发送或者接收的数据。

通过这个对象中的方法，就可以获取到数据包中的各种信息。
    byte[] getData()

    int getLength()

    int getPort()

    setData(byte[]

    setPort()

DatagramSocket

DatagramSocket类的作用就类似于码头，使用这个类的实例对象就可以发送和接收DatagramPacket数据包，封装了udp传输协议的socket对象。
具备发送和接受功能，在进行udp传输时，需要明确一个是发送端，一个是接收端。

    receive(DatagramPacket)

    send(DatagramPacket)

UDP网络编程

udp的发送端

    ①：建立udp的socket服务，创建对象时如果没有明确端口，系统会自动分配一个未被使用的端口。

    ②：明确要发送的具体数据。

    ③：将数据封装成了数据包。

    ④：用socket服务的send方法将数据包发送出去。

    ⑤：关闭资源。

发送端（客户端）
import java.net.*;
class  UdpSend {
     public static void main(String[] args)throws Exception {
           // 1，建立udp的socket服务。
           DatagramSocket ds = new DatagramSocket(8888);//指定发送端口，这个可以不指定，系统会随机分配。
            // 2，明确要发送的具体数据。
            String text = "udp传输演示 哥们来了";
            byte[] buf = text.getBytes();
             // 3，将数据封装成了数据包。
             DatagramPacket dp = new DatagramPacket(buf,buf.length,InetAddress.getByName("10.1.31.127"),10000);
             // 4，用socket服务的send方法将数据包发送出去。
             ds.send(dp);
             // 5，关闭资源。
             ds.close();
     }
}


udp的接收端

①：创建udp的socket服务，必须要明确一个端口，作用在于，只有发送到这个端口的数据才是这个接收端可以处理的数据。

②：定义数据包，用于存储接收到数据。

③：通过socket服务的接收方法将收到的数据存储到数据包中。

④：通过数据包的方法获取数据包中的具体数据内容，比如ip、端口、数据等等。

⑤：关闭资源。

接收端（服务器端）

import java.net.*;
class UdpRece {
     public static void main(String[] args) throws Exception {
           // 1，创建udp的socket服务。
           DatagramSocket ds = new DatagramSocket(10000); //必须指定，并且和上面的端口号一样！
           // 2，定义数据包，用于存储接收到数据。先定义字节数组，数据包会把数据存储到字节数组中。
           byte[] buf = new byte[1024];
           DatagramPacket dp = new DatagramPacket(buf,buf.length);
           // 3，通过socket服务的接收方法将收到的数据存储到数据包中。
           ds.receive(dp); //该方法是阻塞式方法。
           // 4，通过数据包的方法获取数据包中的具体数据内容，比如ip，端口，数据等等。
           String ip = dp.getAddress().getHostAddress();
           int port = dp.getPort();
           String text = new String(dp.getData(),0,dp.getLength()); //将字节数组中的有效部分转成字符串。
           System.out.println(ip+":"+port+"--"+text);
           // 5，关闭资源。
           ds.close();
    }

}

UDP案例--聊天程序

通过键盘录入获取要发送的信息。

将发送和接收分别封装到两个线程中。

package com.li.net;
import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetAddress;
//客户端，发送端
class Send implements Runnable {
    private DatagramSocket ds;
    public Send(DatagramSocket ds) {
        super();
        this.ds = ds;
    }
    @Override
    public void run() {
        try {
            BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));//数据源是键盘录入
            String line;
            while ((line = br.readLine()) != null) {
                byte[] buf = line.getBytes();
                DatagramPacket dp = new DatagramPacket(buf, buf.length,InetAddress.getByName("localhost"), 10225);
                ds.send(dp);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
	}
}
// 服务器端，接收端
class Rece implements Runnable {
    private DatagramSocket ds;
    public Rece(DatagramSocket ds) {
        super();
        this.ds = ds;
    }
    @Override
    public void run() {
        try {
            while (true) {
                byte[] buf = new byte[1024];
                DatagramPacket dp = new DatagramPacket(buf, 0, buf.length);
                ds.receive(dp);
                String ip = dp.getAddress().getHostAddress();
                String data = new String(dp.getData(), 0, dp.getLength());
                System.out.println(ip + "     " + data);
            }
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}
public class Demo6 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        DatagramSocket sendDs = new DatagramSocket();
        DatagramSocket receDs = new DatagramSocket(10225);
        new Thread(new Send(sendDs)).start();
        new Thread(new Rece(receDs)).start();
    }
}
输出：
你好
127.0.0.1     你好
你好
127.0.0.1     你好

TCP通信

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，服务器端不可以主动连接客户端，并且服务器端程序需要事先启动，等待客户端的连接。

在JDK中提供了两个类用于实现TCP程序，一个是ServerSocket类，用于表示服务器端，一个是Socket类，用于表示客户端。

ServerSocket

    ServerSocket(端口) - 构造器

    setSoTimeout(int)

    Socket accept()

    close()

Socket

Socket就是为网络服务提供的一种机制。

    Socket(IP地址, 端口) - 构造器

    getInputStream()

    getOutputStream()

    getChannel()

    close()

TCP案例--文件上传

题目：上传文件，多客户端上传，并且保证不会因为文件的名称而重复！
客户端：

package com.li.net;
import java.io.BufferedReader;
import java.io.FileReader;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.PrintWriter;
import java.net.Socket;

public class Demo22 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Socket s = new Socket("localhost", 12036);
        BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("E:/你好.txt"));
        PrintWriter pw = new PrintWriter(s.getOutputStream(),true);
        BufferedReader br2 = new BufferedReader(new InputStreamReader(s.getInputStream()));
        String line;
        while((line = br.readLine()) != null) {
            pw.println(line);
        }
        s.shutdownOutput();
        String str = br2.readLine();
        System.out.println(str);
        s.close();
    }
}

服务器端：

package com.li.net;
import java.io.BufferedReader;
import java.io.File;
import java.io.FileWriter;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.PrintWriter;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;

class MyUpdate implements Runnable {
    private Socket s;
    public MyUpdate(Socket s) {
        super();
        this.s = s;
    }
    @Override
    public void run() {
        String ip = s.getInetAddress().getHostAddress();
        System.out.println(ip+".........connected!");
        int count = 0;
        try {
            BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(s.getInputStream()));
            File file = new File("E:/");
            File f = new File(file,"你好"+count+".txt");
            while(f.exists()) {	//如果写成if，就不可以！
                f = new File(file,"你好"+(++count)+".txt"); 
            }
            PrintWriter pw = new PrintWriter(new FileWriter(f),true);
            PrintWriter pw2 = new PrintWriter(s.getOutputStream(),true);
            String line;
            while((line = br.readLine()) != null) {
                pw.println(line);
            }			
            pw2.println("恭喜您，上传成功！");
            s.close();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}
public class Demo23 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {	
        ServerSocket ss = new ServerSocket(12036);
        while(true) {
            Socket s = ss.accept();
            new Thread(new MyUpdate(s)).start();
        }
    }
}