黑马程序员----java网络编程基础
------Java培训、Android培训、iOS培训、.Net培训、期待与您交流！ -------
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。
//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();
}
}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。
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();
}
}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
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);
}
}
}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。
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();
}
}
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
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();
}
}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）
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();
}
}1.TCP传输文件：
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();
}
}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。
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();
}
}
}2.演示浏览器
客户端：浏览器。
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("客户端你好");
s.close();
ss.close();
}
}更多方法请参见java的API