Java 网络编程(一)

网络通讯要素

1. IP地址(InetAddress)
2. 端口号
3. 传输协议

图示：

TDP/IP模型

以OSI 7层模型讲解数据的传输

InetAddress  

InetAddress类主要表示IP地址。

示例代码：

import java.net.InetAddress;
import java.net.UnknownHostException;

public class IPDemo {

    public static void main(String[] args) throws UnknownHostException {
        /*
        //获得本地IP地址
        InetAddress i = InetAddress.getLocalHost();
        System.out.println(i.toString());
        System.out.println("address:"+i.getHostAddress());
        System.out.println("name:"+i.getHostName());
        */
        /*
         * 获取任意主机地址
         */
        InetAddress ia = InetAddress.getByName("www.baidu.com");//以主机名称为主需要解析
        System.out.println("address:"+ia.getHostAddress());//百度不止一个主机
        System.out.println("name:"+ia.getHostName());
    }

}

UDP程序设计

需求：通过UDP传输方式，将一段文字数据发送出去。

定义udp的发送端。

思路：

1. 建立UDPSocket服务。
2. 提供数据并将数据封装到数据报包中。
3. 通过socket服务的发送功能，将数据报包发出去。
4. 关闭资源。

导包(如果用Eclipse，就不用麻烦了啦！！！)：

import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetAddress;

代码：

class UdpSend {

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //1、建立UDPSocket服务，通过DatagramSocket对象
        DatagramSocket ds = new DatagramSocket();

        //2、确定数据，并封装成数据报包
        byte[] buf = "udp ge men lai le ".getBytes();
        DatagramPacket dp = new DatagramPacket(buf, buf.length,
                InetAddress.getByName("10.48.62.209"), 10000);
        //3、通过socket服务将已有的数据报包发送出去，通过send()方法
        ds.send(dp);

        //4、关闭资源
        ds.close();
    }

}

需求：定义一个应用程序，用于接收udp协议传输的数据并处理的。

定义udp的接收端。

思路：

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一个数字标识。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()方法将接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。

代码：

class UdpRece {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //1、创建udp socket，建立端点。
        DatagramSocket ds = new DatagramSocket(10000);//系统给分配数字标识
        while(true) {
            /*
             * 第一次运行是可以输出的，但是循环第二次时，发现两个程序用的是同一个端口号，
             * 所以会出现java.net.BindException:Address already in use port bind
             * 所以不要这样写。
             */
            //DatagramSocket ds = new DatagramSocket(10000);

            //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()方法将收到的数据存入到数据包中
            ds.receive(dp);//阻塞式方法。没有数据会一直等待

            //4、通过数据包中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();
    }
}

练习1：从键盘不断录入，并打印在控制台上。

代码：

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetAddress;

public class UdpSend2 {

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        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("10.48.62.209"), 10001);
            ds.send(dp);
        }
        ds.close();
    }

}
class UdpRece2 {

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        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, buf.length);
            System.out.println(ip+"::"+data);
        }
    }

}

练习2：编写一个聊天程序。

分析：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。

代码：

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetAddress;
import java.net.SocketException;

class Send implements Runnable {
    private DatagramSocket ds;
    Send(DatagramSocket ds) {
        this.ds = ds;
    }

    @Override
    public void run() {
        try {
            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("10.48.62.209"), 10002);
                ds.send(dp);
            }
        } catch (IOException e) {
            throw new RuntimeException("发送端失败");
        }

    }

}
class Rece implements Runnable {
    private DatagramSocket ds;
    Rece(DatagramSocket ds) {
        this.ds = ds;
    }

    @Override
    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());
                System.out.println(ip+":"+data);
            }
        } catch (IOException e) {
            throw new RuntimeException("接收端失败");
        }
    }
}
public class ChatDemo {

    public static void main(String[] args) throws SocketException {
        DatagramSocket sendSocket = new DatagramSocket();
        DatagramSocket receSocket = new DatagramSocket(10002);

        new Thread(new Send(sendSocket)).start();
        new Thread(new Rece(receSocket)).start();
    }

}

图示：

TCP程序设计

演示tcp传输。

1. tcp分客户端和服务端。
2. 客户端对应的对象是Socket， 服务端对应的对象是ServerSocket。

需求：给服务端发送给一个文本数据。

分析：定义客户端。通过查阅socket对象，发现在该对象建立时，就可以去连接指定主机。因为tcp是面向连接的，所以在建立socket服务时，就要有服务端存在，并连接成功，形成通路后，在该通道进行数据的传输。

思路：

1. 创建Socket服务，并指定要连接的主机和端口。

导包：

import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;

代码：

class TcpClient {

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //1、创建客户端的socket服务，指定目的主机和端口。
        Socket s = new Socket("10.48.62.209", 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 gemen lai le ".getBytes());

        s.close();
    }

}

需求：定义端点接收数据并打印在控制台上。

定义服务端。

思路：

1. 建立服务端的socket服务，通过ServerSocket()建立，并监听一个端口。
2. 获取连接过来的客户端对象。通过ServerSocket的accept()方法。没有连接就会等，所以这个方法是阻塞式的。
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）

代码：

class TcpServer {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //建立服务端的socket服务，并监听一个端口
        ServerSocket ss = new ServerSocket(10003);

        //通过accpet()方法获取连接过来的客户端对象
        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();//只对外服务一次，服务结束关闭服务器，不过不现实。
    }
}

演示tcp的传输的客户端和服务端的互访。

需求：客户端给服务端发送数据，服务端收到后，给客户反馈信息。

代码：

客户端：

1. 建立socket服务，指定要连接的主机和端口。
2. 获取scoket流中的输出流，将数据写到该流中，通过网络发送给服务端。
3. 获取socket流中的输入流，将服务端反馈的数据获取到，并打印。
4. 关闭客户端资源。

class TcpClient2 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        Socket s = new Socket("10.48.62.209", 10004);
        OutputStream out = s.getOutputStream();
        out.write("服务端，你好".getBytes());
        InputStream in = s.getInputStream();
        byte[] buf = new byte[1024];
        int len = in.read(buf);
        System.out.println(new String(buf, 0, len));
        s.close();
    }
}

服务端

class TcpServer2 {

    public static void main(String[] args) throws IOException, InterruptedException {
        ServerSocket ss = new ServerSocket(10004);
        Socket s = ss.accept();

        String ip = s.getInetAddress().getHostAddress();
        System.out.println(ip+".........connected");

        InputStream in = s.getInputStream();
        byte[] buf = new byte[1024];
        int len = in.read(buf);
        System.out.println(new String(buf, 0, len));

        OutputStream out = s.getOutputStream();

        Thread.sleep(10000);
        out.write("哥们收到，你也好".getBytes());

        s.close();
        ss.close();
    }

}

图示客户端/服务端通讯原理：

练习1，建立一个文本转换服务器。客户端给服务端发送文本，服务端会将文本转换成大写再返回给客户端。而且客户端可以不断的进行文本转换，当客户端输入over时，转换结束。

分析：

客户端：

既然是操作设备上的数据，那么就可以使用io技术，并按照io的操作规律来思考。

源：键盘录入。

目的：网络设备，网络输出流。

而且操作的是文本数据，可以选择字符流。

都是文本数据，可以使用字符流进行操作，同时提高效率，加入缓冲。

步骤：

1. 建立服务。
2. 获取键盘录入。
3. 将数据发送给服务端。
4. 获取服务端返回的大写数据。
5. 结束，关资源。

class TransClient {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        Socket s = new Socket("10.48.62.209", 10005);

        /*
         * 定义读取键盘数据的流对象
         */
        BufferedReader bufr = new BufferedReader(
                new InputStreamReader(System.in));
        /*
         * 定义目的，将数据写入到socket输出流，发给服务端
         */
        //BufferedWriter bufOut = new BufferedWriter(
                //new OutputStreamWriter(s.getOutputStream()));

        //简写
        PrintWriter out = new PrintWriter(s.getOutputStream(), true);//不需要写刷新代码out.flush();自动刷新。
        /*
         * 定义一个socket读取流，读取服务端返回的大写信息。
         */
        BufferedReader bufIn = new BufferedReader(
                new InputStreamReader(s.getInputStream()));

        String line = null;
        while((line = bufr.readLine()) != null) {
            if("over".equals(line))
                break;
            out.println(line);
            /*
             * 如若像这样定义：
             * BufferedWriter bufOut = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(s.getOutputStream()));
             * 则必须要加换行符，以及刷新。不然要出大问题啊！！！
             */
            //bufOut.write(line);
            //bufOut.newLine();//
            //bufOut.flush();//要刷新缓冲区

            String str = bufIn.readLine();
            System.out.println("server:"+str);
        }
        bufr.close();
        s.close();//socket流中加了一个-1，相当于给流中加入一个结束标记，即-1
    }
}

服务端：

源：socket读取流。

目的：socket输出流。

都是文本，装饰。

class TransServer {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        ServerSocket ss = new ServerSocket(10005);

        Socket s = ss.accept();
        String ip = s.getInetAddress().getHostAddress();
        System.out.println(ip+"..........connected");
        /*
         * 读取socket读取流中的数据
         */
        BufferedReader bufIn = new BufferedReader(
                new InputStreamReader(s.getInputStream()));
        /*
         * 目的：socket输出流。将大写数据写入到socket输出流，并发送给客户端。
         */
        //BufferedWriter bufOut = new BufferedWriter(
                //new OutputStreamWriter(s.getOutputStream()));
        //简写：
        PrintWriter out = new PrintWriter(s.getOutputStream(), true);//不需要写刷新代码out.flush();自动刷新。

        String line = null;
        while((line = bufIn.readLine()) != null) {
            System.out.println(line);//服务端没收到。(加入测试语句，判断有没执行到此处)

            out.println(line);

            /*
             * 如若像这样定义：
             * BufferedWriter bufOut = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(s.getOutputStream()));
             * 则必须要加换行符，以及刷新。不然要出大问题啊！！！
             */
            //bufOut.write(line.toUpperCase());
            //bufOut.newLine();
            //bufOut.flush();
        }
        s.close();
        ss.close();
    }
}

该例子出现的问题：

现象：客户端和服务端都在莫名的等待。

为什么呢？

因为客户端和服务端都有阻塞式的方法(底层调用的都是read())，这些方法没有读到结束标记(换行符\r\n)，那么就一直等，而导致两端都在等待。

练习2：将客户端的文本文件存到服务端中。

代码：

import java.io.BufferedReader;
import java.io.DataInputStream;
import java.io.DataOutputStream;
import java.io.FileReader;
import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.PrintWriter;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;

class TextClient {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        Socket s = new Socket("10.48.62.209", 10006);
        BufferedReader bufr = new BufferedReader(new FileReader("IPDemo.java"));

        PrintWriter out = new PrintWriter(s.getOutputStream(), true);

        /*
         * 第二种方式：
         * 发数据之前，定义一个时间戳
         */
        //DataOutputStream dos = new DataOutputStream(s.getOutputStream());
        //long time = System.currentTimeMillis();
        //out.println(time);
        //dos.writeLong(time);

        String line = null;
        while((line = bufr.readLine()) != null) {
            out.println(line);
        }
        /*
         * 由于在服务端一直在循环读取socket的输出流，
         * 所以客户端发完数据，应该给服务端一个标记，到哪儿结束
         * 即自定义标记
         *
         * 第一种方式：
         */
        //out.println("over");

        //dos.writeLong(time);

        //第三种方式
        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，即-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 IOException {
        ServerSocket ss = new ServerSocket(10006);
        Socket s = ss.accept();
        String ip = s.getInetAddress().getHostAddress();
        System.out.println(ip+"..........connected");
        /*
         * 服务端接收到结束标记
         */
        //DataInputStream dis = new DataInputStream(s.getInputStream());
        //long time = dis.readLong();

        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) {
            /*
             * 服务端接收到标记并判断
             */
            //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();
    }
}