第二十一章总结。。
计算机网络实现了堕胎计算机间的互联，使得它们彼此之间能够进行数据交流。网络应用程序就是再已连接的不同计算机上运行的程序，这些程序借助于网络协议，相互之间可以交换数据，编写网络应用程序前，首先必须明确网络协议TCP/IP协议是网络应用程序的首选
网络程序设计基础：
网络程序设计编写始于其他计算机进行通信的程序，java已经将网络程序所需要而定元素封装成不同的类，用户只要床啊金这些类的对象，使用相应的方法即使不举报相关的网络知识，也是可以编写除高质量的网络通信程序的，
Internet 提供了大量有用的信息，很少有人能在接触过Internet后拒绝它的诱惑。计算机网络实现了多台计算机间的互联，使得它们彼此之间能够进行数据交流。网络应用程序就是在已连接的不同计算机上运行的程序，这些程序借助于网络协议，相互之间可以交换数据。编写网络应用程序前，首先必须明确所要使用的网络协议。
21.1网络程序设计基础
网络程序设计编写的是与其他计算机进行通信的程序。Java已经将网络程序所需要的元素封装或不同的类，用户只要创建这些类的对象，使用相应的方法，即使不具备有关的网络知识，也可以编写出高质量的网络通信程序。
1.1局域网与互联网
为了实现两台计算机的通信，必须用一个网络线路连接两台计算机。
1.2网络协议
网络协议规定了计算机之间连接的物理、机械(网线与网卡的连接规定)、电气(有效的电平范围)等特征，计算机之间的相互寻址规则，数据发送冲突的解决方式，长数据如何分段传送与接收等内容。就像不同的国家有不同的法律一样，目前网络协议也有多种。下面简单地介绍几个常用的网络协议。
（1）IP 协议
IP 是Internet Protocol的简称，是一种网络协议。Internet网络采用的协议是TCP/IP协议，其全称是Transmission Control Protocol/Internet Protocol。Internet依靠TCP/IP协议，在全球范围内实现了不同硬件结构、不同操作系统、不同网络系统间的互联。在Internet网络上存在着数以亿计的主机，每台主机都用网络为其分配的Internet地址代表自己，这个地址就是IP地址。
（2）TCP与UDP 协议
在TCP/IP协议栈中，有两个高级协议是网络应用程序编写者应该了解的，即传输控制协议(Transmission Control Protocol,TCP)与用户数据报协议(User Datagram Protocol,UDP)。
TCP协议是一种以固接连线为基础的协议，它提供两台计算机间可靠的数据传送。TCP可以保证数据从一端送至连接的另一端时，能够确实送达，而且抵达的数据的排列顺序和送出时的顺序相同。因此，TCP协议适合可靠性要求比较高的场合。就像拨打电话，必须先拨号给对方，等两端确定连接后，相互才能听到对方说话，也知道对方回应的是什么。
HTTP、FTP 和 Telnet等都需要使用可靠的通信频道。例如，HTTP从某个URL读取数据时，如果收到的数据顺序与发送时不相同，可能就会出现一个混乱的HTML文件或是一些无效的信息。
UDP是无连接通信协议，不保证数据的可靠传输，但能够向若干个目标发送数据，或接收来自若干个源的数据。UDP以独立发送数据包的方式进行。这种方式就像邮递员送信给收信人，可以寄出很多信给同一个人，且每一封信都是相对独立的，各封信送达的顺序并不重要，收信人接收信件的顺序也不能保证与寄出信件的顺序相同。
UDP协议适合于一些对数据准确性要求不高，但对传输速度和时效性要求非常高的网站，如网络聊天室、在线影片等。这是由于TCP协议在认证上存在额外耗费，可能使传输速度减慢，而UDP协议即使有一小部分数据包遗失或传送顺序有所不同，也不会严重危害该项通信。
注意
一些防火墙和路由器会设置成不允许UDP数据包传输，因此若遇到UDP连接方面的问题，应先确定所在网络是否允许UDP协议。
1.3 端口与套接字
一般而言，一台计算机只有单一的连到网络的物理连接(PhysicalConnection)，所有的数据都通过此连接对内、对外送达特定的计算机，这就是端口。网络程序设计中的端口(port)并非真实的物理存在，而是一个假想的连接装置。端口被规定为一个在0~65535的整数。HTTP服务一般使用80端口， FTP服务使用21端口。假如一台计算机提供了HTTP、FTP等多种服务，那么客户机会通过不同的端口来确定连接到服务器的哪项服务上，如图21.3所示。
通常，0~1023 的端口数用于一些知名的网络服务和应用,用户的普通网络应用程序应该使用1024以上的端口数，以避免端口号与另一个应用或系统服务所用端口冲突。
网络程序中的套接字(Socket)用于将应用程序与端口连接起来。套接字是一个假想的连接装置，就像插座一样可连接电器与电线，如图21.4所示。Java将套接字抽象化为类，程序设计者只需创建Socket类对象，即可使用套接字。
21.2 TCP程序
TCP 网络程序设计是指利用Socket类编写通信程序。利用TCP协议进行通信的两个应用程序是有主次之分的，一个称为服务器程序，另一个称为客户机程序，两者的功能和编写方法大不一样。
2.1 InetAddress类
jae包中的InetAddress类是与IP地址相关的类，利用该类可以获取IP地址、主机地址等信息。
import java.net.InetAddress;
import java.rmi.UnknownHostException;
public class Address {
public static void main(String[] args) throws UnknownHostException {
InetAddress l = null;
InetAddress ip = l;
try {
ip = InetAddress.getLocalHost();
} catch (java.net.UnknownHostException e) {
e.printStackTrace();
}
String localname = ip.getHostName();
String localip = ip.getHostAddress();
System.out.println("本机名: " + localname);
System.out.println("本机IP地址: "+ localip);
}
}
2.2 ServerSocket 类
java.net包中的ServerSocket类用于表示服务器套接字，其主要功能是等待来自网络上的“请求”。
它可通过指定的端口来等待连接的套接字。服务器套接字一次可以与一个套接字连接。如果多台客户机同时提出连接请求，服务器套接字会将请求连接的客户机存入列队中，然后从中取出一个套字。与服务器新建的套接字连接起来。若请求连接数大于最大容纳数，则多出的连接请求被拒绝。默认大小是50。
2.3TCP通信
TCP通信方式呢 主要的通讯方式是一对一的通讯方式，也有着优点和缺点 它的优点对比于UDP来说就是更可靠 因为它的通讯方式是需要先发送消息 看看客户端是否能够接收到消息 如果没有回复消息的话 服务端 就不会发出文件 等待客户端回复消息，这个握手模式的话 就会非常可靠 以下代码进行讲解：
21.3UDP程序
用户数据报协议(UDP)是网络信息传输的另一种形式。基于UDP的通信和基于TCP的通信不同，基于UDP的信息传递更快，但不提供可靠性保证。使用UDP传递数据时，用户无法知道数据能否正确地到达主机，也不能确定到达目的地的顺序是否和发送的顺序相同。虽然UDP是一种不可靠的协议，但如果需要较快地传输信息，并能容忍小的错误，可以考虑使用UDP。
基于 UDP通信的基本模式如下:
☑将数据打包(称为数据包)，然后将数据包发往目的地。
☑接收别人发来的数据包，然后查看数据包。
发送数据包的步骤如下:
(1)使用DatagramSocket()创建一个数据包套接字。
(2)使用DatagramPacket(byte[] buf, int offset, int length, InetAddress address, int port)创建要发的数据包。
(3)使用DatagramSocket类的send()方法发送数据包。
接收数据包的步骤如下:
(1)使用DatagramSocket(int port)创建数据包套接字，绑定到指定的端口。
(2)使用DatagramPacket(byte[] buf, int length)创建字节数组来接收数据包。
(3)使用DatagramPacket类的receive(方法接收UDP包。
注意
DatagramSocket类的receive()方法接收数据时，如果还没有可以接收的数据，在正常情况下 receive()方法将阻害，一直等到网络上有数据传来，receive()方法接收该数据并返回。如果网络上没有数据发送过来，receive()方法也没有阻塞，肯定是程序有问题，大多数情况下是因为使用了一个被其他程序占用的端口号。
3.1 DatagramPacket类
javanet 包的 DatagramPacket类用来表示数据包。DatagramPacket类的构造方法如下:☑DatagramPacke1(byte]buf, int length).
DatagramPackel(byse[] buf,int length,InetAddress address, int port).
第一种构造方法在创建DatagramPacket对象时，指定了数据包的内存空间和大小。第二种构造方法不仅指定了数据包的内存空间和大小，还指定了数据包的目标地址和端口。在发送数据时，必须指定接收方的Socket地址和端口号，因此使用第二种构造方法可创建发送数据的DatagramPacket对象。
3.2 DatagramSocket 类
java.net 包中的DatagramSocket类用于表示发送和接收数据包的套接字。该类的构造方法如下:☑DatagramSocket()。
☑DatagramSocket(int port)。
DatagramSocket(int port, InetAddress addr)。
第一种构造方法创建DatagramSocket对象，构造数据报套接字，并将其绑定到本地主机任何可用的端口上。第二种构造方法创建DatagramSocket对象，创建数据报套接字，并将其绑定到本地主机的指定端口上。第三种构造方法创建DatagramSocket对象，创建数据报套接字，并将其绑定到指定的端口和指定的本地地址上。第三种构造函数适用于有多块网卡和多个IP地址的情况。
最主要的是TCP和UDP两个部分 他们两主要的区别就是一个是一对一通信 一个是一对多通信 当然两者都有各自的优势和劣势，接下来先讲解 TCP部分
TCP程序
TCP程序的通信方式呢 是一对一的 步骤是 先要打开服务器然后客户端连接服务器 先是尝试客户端是否能够接收到信息 如果可以接收到信息的话 这时服务器将会把文件传输给客户端，这样的话 能够保证客户端可以接收到信息 ，劣势呢就是每次都是要这样子 所以效率对比起UDP来说慢下了好多 以下代码将会进行讲解
客户端代码：
package tcp;
import java.io.*;
import java.net.Socket;
import java.util.Scanner;
/**
* Socket客户端
**/
public class SocketClient {
public static void main(String[] args) {
Socket s = null;
try {
// 与ip为127.0.0.1、端口为12345的服务端建立连接
s = new Socket("127.0.0.1", 12345);
// 创建输入流接收服务端发送的消息（字节流）
InputStream is = s.getInputStream();
// 将服务端返回的字节流转化为字符流
InputStreamReader isr = new InputStreamReader(is);
// 创建字符流读取缓冲区，方便每行读取
BufferedReader br = new BufferedReader(isr);
// 创建输出流返回消息
OutputStream os = s.getOutputStream();
// 创建输出流缓冲
PrintWriter pw = new PrintWriter(os);
// 创建发送消息的线程
Runnable rOut = () -> {
boolean flag = true;
while (flag) {
try {
// 接收控制台输入
Scanner scan = new Scanner(System.in);
String msg = scan.nextLine();
// 将输入写入缓冲
pw.println(msg);
// 将缓冲内的数据推送至服务端并清空缓冲区
pw.flush();
} catch (Exception e) {
flag = false;
e.printStackTrace();
}
}
};
// 创建接收消息的线程
Runnable rIn = () -> {
boolean flag = true;
while (flag) {
try {
// 逐行读取服务端返回的消息并打印
String str = br.readLine();
System.out.println("服务端的消息：" + str);
} catch (IOException e) {
flag = false;
e.printStackTrace();
}
}
};
// 启动两个线程
Thread tOut = new Thread(rOut);
Thread tIn = new Thread(rIn);
tOut.start();
tIn.start();
}catch (IOException e) {
try {
// 释放资源
s.close();
} catch (Exception exception) {
exception.printStackTrace();
}
e.printStackTrace();
}
}
}
服务端代码：
package tcp;
import java.io.*;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
import java.util.Scanner;
/**
* Socket服务端
**/
public class SocketServer {
public static void main(String[] args) {
ServerSocket ss = null;
Socket s = null;
try {
// 创建监听端口为12345的Socket服务端
ss = new ServerSocket(12345);
System.out.println("服务端Socket服务已建立，等待客户端连接...");
// 通过ss.accept()开始持续监听12345端口，当有连接时获取收到的包装成Socket的客户端对象
s = ss.accept();
// 获取客户端的IP地址和端口号
String ip = s.getInetAddress().getHostAddress();
int port = s.getPort();
System.out.println("服务端与 " + ip + ":" + port + " 已建立连接");
// 创建输入流接收客户端发送的消息（字节流）
InputStream is = s.getInputStream();
// 将客户端发送的字节流转化为字符流
InputStreamReader isr = new InputStreamReader(is);
// 创建字符流读取缓冲区，方便每行读取
BufferedReader br = new BufferedReader(isr);
// 创建输出流返回消息
OutputStream os = s.getOutputStream();
// 创建输出流缓冲
PrintWriter pw = new PrintWriter(os);
// 创建接受信息的线程
Runnable rIn = () -> {
boolean flag = true;
while (flag) {
try {
// 逐行读取客户端发送的消息并打印
String str = br.readLine();
System.out.println("客户端的消息：" + str);
} catch (IOException e) {
flag = false;
e.printStackTrace();
}
}
};
// 创建发送消息的线程
Runnable rOut = () -> {
boolean flag = true;
while (flag) {
try {
// 接收控制台输入
Scanner scan = new Scanner(System.in);
String msg = scan.nextLine();
// 将输入写入缓冲
pw.println(msg);
// 将缓冲内的数据推送至客户端并清空缓冲区
pw.flush();
} catch (Exception e) {
flag = false;
e.printStackTrace();
}
}
};
// 开启两个线程
Thread tIn = new Thread(rIn);
Thread tOut = new Thread(rOut);
tIn.start();
tOut.start();
} catch (IOException e) {
try {
// 释放资源
ss.close();
s.close();
} catch (Exception exception) {
exception.printStackTrace();
}
e.printStackTrace();
}
}
}
UDP程序
UDP程序跟TCP程序不同的地方呢 TCP通信是一对一通信 如果要一下通知好多个人的话 就需要一个一个来通信 所以这时将会需要UDP了 UDP的优势就在于效率高 但是不稳定的地方呢 就是效率高但是不一定每个人都能看到 就像老师在台上讲课 总有一些学生会在台下玩手机 或者带耳机 不一定每一个人都能够接受得到 这就是UDP的不稳定的地方 ，接下来使用代码来讲解：
广播类代码如下：
package udp;
import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.InetAddress;
import java.net.MulticastSocket;
//广播 先运行
public class Notification extends Thread{
String weather = "节目预报：八点有大型晚会，请收听";//发送消息
int port = 9898;//端口号
InetAddress iaddress = null;
MulticastSocket socket = null;//多点广播套接字
Notification(){
try {
iaddress = InetAddress.getByName("224.255.10.0");//地址
socket = new MulticastSocket(port);//实例化多点广播套接字
socket.setTimeToLive(1);//指定发送范围是本地网络
socket.joinGroup(iaddress);//加入广播组
}catch(IOException e){
e.printStackTrace();//输出异常信息
}
}
public void run(){//run方法
while(true) {
DatagramPacket packet = null;//数据包
byte data[]=weather.getBytes();//字符串消息的字节数组
packet = new DatagramPacket(data,data.length,iaddress,port);//将数据打包
System.out.println(weather);//控制台打印消息
try {
socket.send(packet);//发送数据
sleep(3000);//让线程休眠3000毫秒
}catch(IOException e){
e.printStackTrace();
}catch(InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
public static void main(String[]args) {
Notification w =new Notification();
w.start();//启动线程
}
}
接收类代码如下：
package udp;
import java.awt.BorderLayout;
import java.awt.Color;
import java.awt.GridLayout;
import java.awt.event.ActionEvent;
import java.awt.event.ActionListener;
import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.InetAddress;
import java.net.MulticastSocket;
import javax.swing.JButton;
import javax.swing.JFrame;
import javax.swing.JPanel;
import javax.swing.JTextArea;
import javax.swing.WindowConstants;
//接收 后运行
public class Receive extends JFrame implements Runnable, ActionListener {
int port ;//端口
InetAddress group =null;//广播组地址
MulticastSocket socket = null;//多点广播套接字对象
JButton inceBtn = new JButton("开始接收");
JButton stopBtn = new JButton("停止接收");
JTextArea inceAr = new JTextArea(10,10);//显示接收广播的文本域
JTextArea inced = new JTextArea(10,10);
Thread thread ;
boolean stop = false;//定制接受信息状态
public Receive () {
setTitle("广播数据包");
setDefaultCloseOperation(WindowConstants.EXIT_ON_CLOSE);
thread = new Thread(this);
inceBtn.addActionListener(this);//绑定按钮ince的单击事件
stopBtn.addActionListener(this);//绑定按钮stop的单击事件
inceAr.setForeground(Color.blue);//指定文本域中文字的颜色
JPanel north = new JPanel();
north.add(inceBtn);//将按钮添加到面板north上
north.add(stopBtn);
add(north,BorderLayout.NORTH);//将north放置在窗体的上部
JPanel center = new JPanel();//创建面板对象center
center.setLayout(new GridLayout(1,2));//设置面板布局
center.add(inceAr);//将文本域添加到面板上
center.add(inced);
add(center,BorderLayout.CENTER);//设置面板的布局
validate();//刷新
port =9898;//设置端口号
try {
group = InetAddress.getByName("224.255.10.0");//指定接收地址
socket = new MulticastSocket(port);//绑定多点广播套接字
socket.joinGroup(group);//加入广播组
}catch(IOException e){
e.printStackTrace();//输出异常信息
}
setBounds(100,50,360,380);//设置布局
setVisible(true);//将窗体设置为显示状态
}
public void run() {//run方法
while (!stop) {
byte data[] = new byte[1024];//创建缓存字节数组
DatagramPacket packet = null;
packet = new DatagramPacket(data,data.length,group,port);//待接收的数据包
try {
socket.receive(packet);//接收数据包
//获取数据包中的内容
String message = new String(packet.getData(),0,packet.getLength());
inceAr.setText("正在接收的内容：\n"+message);//将接受内容显示在文本域中
inced.append(message+"\n");//每条信息为一行
}catch(IOException e ) {
e.printStackTrace();//输出异常信息
}
}
}
public void actionPerformed(ActionEvent e) {//单机按钮ince出发时间
if(e.getSource()==inceBtn) {
inceBtn.setBackground(Color.red);//设置按钮颜色
stopBtn.setBackground(Color.yellow);
if(!(thread.isAlive())) {//如线程不处于“新建状态”
thread = new Thread(this);//实例化Thread对象
}
thread.start();//启动线程
stop = false;//开始接受信息
}
if(e.getSource()== stopBtn) {//单机按钮stop出发时间
inceBtn.setBackground(Color.yellow);//设置按钮亚瑟
stopBtn.setBackground(Color.red);
stop = true;//停止接收信息
}
}
public static void main(String[]args) {
Receive rec = new Receive();
rec.setSize(460,200);
}
}
