Java 笔记之网络编程入门
网络编程入门
网络编程概述
计算机网络：是将地理位置不同的具有独立功能的多台计算机及其外部设备，通过通信线路连接起来，在网络操作系统，网络管理软件及网络通信协议管理和协调下，实现资源共享和信息传递的计算机系统。
网络编程：在网络通信协议下，实现网络互连的不同计算机上运行的程序间可以进行数据交换。
网络编程的三要素
1.IP地址：要想让网络中的计算机能够相互通信，必须为每台计算机指定一个标识号，通过这个标识号来指定要接受数据的计算机和识别发送的计算机，而IP地址就是这个标识号。也就是设备的标识。
2.端口:网络的通信本质上是两个应用程序的通信。每台计算机都有很多应用程序，那么网络在通信时，如何区分这些应用程序呢？如果说IP地址可以唯一标识网络中的设备，那么端口号就可以唯一标识设备中的应用程序，也就是应用程序的标识。
3.协议：通过计算机网络可以使多台计算机实现连接，位于同一网络的计算机在进行连接和通信时需要遵守一定的规则，这些连接和通信规则被称为网络通信协议，他对数据的传输格式、传输速率、传输步骤等做了统一的规定，通信双方必须同时遵守才能完成数据交换。常见的协议有UDP协议和TCP协议。
IP地址：
常用命令：
1.ipconfig:查看本机的IP地址
2.ping IP地址：检查网络是否连通
特殊地址：
127.0.0.1 ：是回送地址，可以代替本机地址，一般用来测试使用
InetAddress的使用
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
InetAddress：此类表示Internet协议（IP）地址
| 方法名 | 说明 |
| static InetAddress getByName(String host) | 确定主机名称的IP地址。主机名称可以是机器名称也可以是IP地址。 |
| String getHostName() | 获取此IP地址的主机名 |
| String getHostAddress() | 获取文本显示中的IP地址字符串 |
package com.it;
import java.net.InetAddress;
import java.net.UnknownHostException;
import java.util.SortedMap;
public class InetAddressDemo {
public static void main(String[] args) throws UnknownHostException {
InetAddress address = InetAddress.getByName("192.168.1.7");//这里也可以是主机名
String name = address.getHostName();
String ip = address.getHostAddress();
System.out.println("主机名:"+name);
System.out.println("IP地址："+ip);
}
}
端口
端口：设备上应用程序的唯一标识
协议
协议：计算机网络中，连接和通信的规则被称为网络通信协议
UDP通信程序
UDP通信原理
UDP协议是一种不可靠的网络协议，它在通信两端各建立一个Socket对象，但是这两个Socket只是发送和接收数据的对象，因此对于基于UDP协议的通信双方而言，没有所谓的客户端与服务器的概念
Java提供了DatagramSocket类作为基于UDP协议的Socket
UDP发送数据
步骤：
1.创建发送端的Socket对象(DatagramSocket)
DatagramSocket() //构造数据报套接字并将其绑定到本地主机的任何端口
2.创建数据，并把数据打包
DatagramPacket(byte[] buf,int length,InetAddress address,int port) //构造一个数据报，发送长度为length的数据报到指定主机上的指定端口号
3.调用DatagramSocket对象的方法发送数据
void send(DatagramPacket p) //从此套接字发送数据包
4.关闭发送端
void close() //关闭数据报套接字
UDP接收数据
步骤：
1.创建接收端的Socket对象(DategramSocket)
DatagramSocket(int port)
2.创建一个数据包用于接收数据
DatagramPacket(byte[] buf,int length)
3.调用DatagramSocket对象的方法接收数据
void receive(DatagramPacker dp)
4.解析数据包，并把数据在控制台上显示
byte[] getData()
int getLength()
5.关闭接收端
void close()
//ReceiveDemo.java
package com.itUDP;
import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.SocketException;
public class ReceiveDemo1 {
public static void main(String[] args) throws IOException {
//创建接收端的Socket对象(DategramSocket)
DatagramSocket ds = new DatagramSocket(2000);
//创建一个数据包用于接收数据
byte[] bys = new byte[1024];
DatagramPacket dp = new DatagramPacket(bys,bys.length);
//调用DatagramSocket对象的方法接收数据
ds.receive(dp);
//解析数据包，并把数据在控制台上显示
byte[] data = dp.getData();
String datas = new String(data);
System.out.println("数据是:"+datas);
//关闭接收端
ds.close();
}
}
//SendDemo.java
package com.itUDP;
import java.io.IOException;
import java.net.*;
public class SendDemo1 {
public static void main(String[] args) throws IOException {
//创建发送端的Socket对象(DatagramSocket)
DatagramSocket ds = new DatagramSocket();
//创建数据，并把数据打包
byte[] bys = "你好，UDP！".getBytes();
int length = bys.length;
InetAddress address = InetAddress.getByName("192.168.1.7");
int port = 2000;
DatagramPacket dp = new DatagramPacket(bys,length,address,port);
//调用DatagramSocket对象的方法发送数据
ds.send(dp);
//关闭发送端
ds.close();
}
}
UDP 通信程序练习
按照下面要求实现程序：
UDP发送数据：数据来自于键盘输入，直到输入的数据是886，发送数据结束。
UDP接收数据：因为接收端不知道接收数据什么时候停止发送，故采用死循环接收。
//ReceiveDemo.java
package com.itUDP;
import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.SocketException;
public class ReceiveDemo2 {
public static void main(String[] args) throws IOException {
DatagramSocket ds = new DatagramSocket(2001);
while(true){
byte[] bys = new byte[1024];
DatagramPacket dp = new DatagramPacket(bys, bys.length);
ds.receive(dp);
byte[] data = dp.getData();
String s = new String(data,0,dp.getLength());
System.out.println("数据是："+s);
}
//ds.close();
}
//SendDemo.java
package com.itUDP;
import java.io.*;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetAddress;
import java.net.SocketException;
public class SendDemo2 {
public static void main(String[] args) throws IOException {
//构造数据报套接字并将其绑定到本地主机的任何端口
DatagramSocket ds = new DatagramSocket();
BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
String line;
while((line = br.readLine())!=null){
if("886".equals(line)){
break;
}
byte[] bys = line.getBytes();
DatagramPacket dp = new DatagramPacket(bys,bys.length, InetAddress.getByName("192.168.1.7"),2001);
ds.send(dp);
}
ds.close();
}
}
}
TCP通信程序
TCP通信原理：
TCP发送数据：
步骤：
1.创建客户端的Socket对象（Socket）
Socket(String host,int port)
2.获取输出流，写数据
OutputStream getOutputStream()
3.释放资源
void close()
TCP接收数据
步骤：
1.创建服务器端的Socket对象(ServerSocket)
ServerSocket(int port)
2.监听客户端连接，返回一个Socket对象
Socket accept()
3.获取输入流，读数据，并把数据显示在控制台
InputStream getInputStream()
4.释放资源
void close()
TCP通信程序练习
练习一：
客户端发送数据，接收服务器反馈
服务器接收数据，给出反馈
//ServerDemo.java
package com.itTCP;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
public class ServerDemo {
public static void main(String[] args) throws IOException {
//创建服务器端的Socket对象(ServerSocket)
ServerSocket ss = new ServerSocket(10010);
//侦听要连接的套接字，并接受他
Socket s = ss.accept();
//获取输入流，读数据，并把数据显示在控制台
InputStream is = s.getInputStream();
byte[] bys = new byte[1024];
int len = is.read(bys);
String data = new String(bys,0,len);
System.out.println("服务器："+data);
//给出反馈
OutputStream os = s.getOutputStream();
os.write("数据已收到!".getBytes());
//释放资源
s.close();
ss.close();
}
}
//ClientDemo.java
package com.itTCP;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.Socket;
public class ClientDemo1 {
public static void main(String[] args) throws IOException {
//创建客户端的Socket对象（Socket）
Socket s = new Socket("192.168.1.7",10010);
//获取输出流，写数据
OutputStream os =s.getOutputStream();
os.write("hello,tcp".getBytes());
//接收服务器的反馈
byte[] bys = new byte[1024];
InputStream is = s.getInputStream();
int len = is.read(bys);
String str = new String(bys,0,len);
System.out.println("客户端"+str);
//释放资源
s.close();
}
}
练习2：
客户端：数据来自键盘的输入，直到输入的数据是886，发送数据结束
服务端：接收的数据在控制台输出
ServerDemo2.java
package com.itTCP;
import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
public class ServerDemo2 {
public static void main(String[] args) throws IOException {
//接收的数据在控制台输出
ServerSocket ss = new ServerSocket(10010);
Socket s = ss.accept();
BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(s.getInputStream()));
String line;
while((line=br.readLine())!=null){
System.out.println(line);
}
ss.close();
}
}
//ClientDemo2.java
package com.itTCP;
import java.io.*;
import java.net.Socket;
public class ClientDemo2 {
public static void main(String[] args) throws IOException {
//数据来自键盘的输入，直到输入的数据是886，发送数据结束
Socket s = new Socket("192.168.1.7",10010);
BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(s.getOutputStream()));
String line;
while((line= br.readLine())!=null){
if("886".equals(line)){
break;
}
//获取输出流对象
// OutputStream os = s.getOutputStream();
// os.write(line.getBytes());
bw.write(line);
bw.newLine();
bw.flush();
}
//释放资源
s.close();
}
}
练习三：
客户端：数据来自键盘的输入，直到输入的数据是886，发送数据结束
服务端：接收到的数据写入文本文件
//ServerDemo3.java
package com.itTCP;
import java.io.*;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
public class ServerDemo3 {
public static void main(String[] args) throws IOException {
//接收到的数据写入文本文件
ServerSocket ss = new ServerSocket(10010);
Socket s = ss.accept();
BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(s.getInputStream()));
BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter("F://tcp.txt"));
String line;
while((line=br.readLine())!=null){
bw.write(line);
bw.newLine();
bw.flush();
}
bw.close();
ss.close();
}
}
//ClientDemo.java
package com.itTCP;
import java.io.*;
import java.net.Socket;
public class ClientDemo3 {
public static void main(String[] args) throws IOException {
//数据来自键盘的输入，直到输入的数据是886，发送数据结束
Socket s = new Socket("192.168.1.7",10010);
BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(s.getOutputStream()));
String line;
while((line= br.readLine())!=null){
if("886".equals(line)){
break;
}
//获取输出流对象
// OutputStream os = s.getOutputStream();
// os.write(line.getBytes());
bw.write(line);
bw.newLine();
bw.flush();
}
//释放资源
s.close();
}
}
练习四：
客户端：数据来自文本文件
服务端：接收到的数据写入文本文件
//ServerDemo4.java
package com.itTCP;
import java.io.*;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
public class ServerDemo4 {
public static void main(String[] args) throws IOException {
//接收到的数据写入文本文件
ServerSocket ss = new ServerSocket(10010);
Socket s = ss.accept();
BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(s.getInputStream()));
BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter("F://tcpwrite.txt"));
String line;
while((line=br.readLine())!=null){
bw.write(line);
bw.newLine();
bw.flush();
}
bw.close();
ss.close();
}
}
//ClientDemo.java
package com.itTCP;
import java.io.*;
import java.net.Socket;
public class ClientDemo4 {
public static void main(String[] args) throws IOException {
//数据来自文本文件
Socket s = new Socket("192.168.1.7",10010);
BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("F:\\tcp.txt"));
BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(s.getOutputStream()) );
String line;
while((line=br.readLine())!=null){
bw.write(line);
bw.newLine();
bw.flush();
}
br.close();
s.close();
}
}
练习五：
客户端：数据来自文本文件，接收反馈
服务端：接收到的数据写入文本文件，给出反馈
//ServerDemo5.java
package com.itTCP;
import java.io.*;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
public class ServerDemo5 {
public static void main(String[] args) throws IOException {
//接收到的数据写入文本文件
ServerSocket ss = new ServerSocket(10010);
Socket s = ss.accept();
BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(s.getInputStream()));
BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter("F://tcpwrite.txt"));
String line;
while((line=br.readLine())!=null){
bw.write(line);
bw.newLine();
bw.flush();
}
//给出反馈
BufferedWriter bwServer = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(s.getOutputStream()));
bwServer.write("文件上传成功");
bwServer.newLine();
bwServer.flush();
bw.close();
ss.close();
}
}
//ClientDemo.java
package com.itTCP;
import java.io.*;
import java.net.Socket;
public class ClientDemo5 {
public static void main(String[] args) throws IOException {
//数据来自文本文件
Socket s = new Socket("192.168.1.7",10010);
BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("F:\\tcp.txt"));
BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(s.getOutputStream()) );
String line;
while((line=br.readLine())!=null){
bw.write(line);
bw.newLine();
bw.flush();
}
s.shutdownOutput();
BufferedReader brClient = new BufferedReader(new InputStreamReader(s.getInputStream()));
String lline = brClient.readLine();
System.out.println("服务器反馈的数据是："+lline);
br.close();
s.close();
}
}
出现的问题：程序一直等待
原因：读数据的方式是阻塞式的
解决办法：自定义结束标记，使用shutdownOutput()方法（推荐）
练习六：
客户端：数据来自文本文件，接收反馈
服务端：接收到的数据写入文本文件，给出反馈，代码用线程进行封装，为每一个客户端开启一个线程
ServerThread.java
package com.itTCP;
import java.io.*;
import java.net.Socket;
public class ServerThread implements Runnable {
//接收到的数据写入文本文件，给出反馈，代码用线程进行封装，为每一个客户端开启一个线程
private Socket s;
public ServerThread(Socket s){
this.s = s;
}
@Override
public void run() {
try {
BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(s.getInputStream()));
int count = 0;
File file = new File("F:\\tcp["+count+"].txt");
while(file.exists()){
count++;
file = new File("F:\\tcp["+count+"].txt");
}
BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter(file));
String line;
while((line=br.readLine())!=null){
bw.write(line);
bw.newLine();
bw.flush();
}
//给出反馈
BufferedWriter bwServer = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(s.getOutputStream()));
bwServer.write("文件上传成功");
bwServer.newLine();
bwServer.flush();
s.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
//ServerDemo6.java
package com.itTCP;
import java.io.IOException;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
public class ServerDemo6 {
public static void main(String[] args) throws IOException {
ServerSocket ss = new ServerSocket(10010);
while(true){
Socket s = ss.accept();
new Thread(new ServerThread(s)).start();
}
}
}
//ClientDemo6.java
package com.itTCP;
import java.io.*;
import java.net.Socket;
public class ClientDemo6 {
public static void main(String[] args) throws IOException {
//数据来自文本文件
Socket s = new Socket("192.168.1.7",10010);
BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("F:\\tcp.txt"));
BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(s.getOutputStream()) );
String line;
while((line=br.readLine())!=null){
bw.write(line);
bw.newLine();
bw.flush();
}
s.shutdownOutput();
BufferedReader brClient = new BufferedReader(new InputStreamReader(s.getInputStream()));
String lline = brClient.readLine();
System.out.println("服务器反馈的数据是："+lline);
br.close();
s.close();
}
}