JAVA网络编程入门

软件结构

  1. C/S结构

  2. B/S结构



无论哪一种结构，都离不开网络的支持。网络编程，就是在网络的条件下实现机器间的通信的过程

网络通信协议

网络通信协议：通信双方必须同时遵守才能完成数据交换









UDP:无连接性，数据被限制在64kb，适用于丢包问题不太大的情况，效率高



TCP：面向连接，可靠无差错，三次握手

网络编程三要素：协议，IP地址和端口号

  1. ip地址



    查看本机Ip地址：控制台输入ipconfig

    查看是否可以和某一台计算机进行网络交换：ping ip地址

  2. 端口号



用协议+IP地址+端口号可以唯一的表示网络中的进程并进行进程间的通信了

软件在启动时可以和操作系统要指定的端口号，或者由操作系统分配随机的端口号

端口号由两个字节组成，范围为0-65535

TCP通信程序

TCP通信可以实现两台计算机之间的数据交互，通信的两端要严格区分客户端和服务器端



客户端和服务器端进行一个数据交流，一共需要4个IO流对象：





? Socket s1=server.accept();//获取客户端的流对象



java.net

套接字(Socket)：包含了ip地址和端口号的网络单位（可以借此识别设备和进程）

  1. 客户端



这里使用Socket的输入流来读，输出流来写，不要混了

  1. 服务器端



服务器端必须明确知道是哪个客户端请求的服务器，所以要使用accept方法

一个TCP通信的小例子：

TCPServer.java

  1. import java.io.IOException;
  2. import java.io.OutputStream;
  3. import java.net.ServerSocket;
  4. import java.net.Socket;
  6. import org.omg.CORBA.portable.InputStream;
  8. /*
  9. *@author JiaDing
  10. *服务器端
  11. */
  12. public class TCPServer {
  13. 	public static void main(String[]args)throws IOException{
  14. 		//创建使用特定端口的对象
  15. 		ServerSocket server=new ServerSocket(8888);
  16. 		Socket socket=server.accept();
  17. 		java.io.InputStream is=socket.getInputStream();
  18. 		byte[]bytes=new byte[1024];
  19. 		int len=is.read(bytes);
  20. 		System.out.println(new String(bytes,0,len));//利用字符数组创建字符串
  21. 		OutputStream os=socket.getOutputStream();
  22. 		os.write("收到谢谢".getBytes());//要将字符串转换为字符数组才行
  23. 		socket.close();//销毁socket对象
  24. 		server.close();//销毁server对象
  25. ;	}
  26. }

TCPClient.java

  1. import java.io.IOException;
  2. import java.io.InputStream;
  3. import java.io.OutputStream;
  4. import java.net.Socket;
  6. /*
  7. *@author JiaDing
  8. *TCP通信的客户端
  9. *使用host（服务器主机的名称/IP地址）和port（端口号）的构造方法
  10. *getOutputStream 返回套接字的输出流，使用其write方法给服务器发送数据
  11. *getInputStream 返回套接字的输入流，使用其read方法读取服务器回写数据
  12. *close关闭套接字
  13. */
  15. public class TCPClient {
  16. 	public static void main (String[] args) throws IOException {
  17. 		Socket socket=new Socket("127.0.0.1",8888);
  18. 		OutputStream os=socket.getOutputStream();
  19. 		os.write("你好服务器".getBytes());
  20. 		InputStream is=socket.getInputStream();
  21. 		byte[]bytes=new byte[1024];
  22. 		int len=is.read(bytes);
  23. 		System.out.println(new String(bytes,0,len));
  24. 		socket.close();
  25. 	}
  27. }

TCP通信往往是按字节处理而不是字符处理，因为不是所有类型都是字符

127.0.0.1是什么地址？*

127.0.0.1/8整个都是环回地址，用来测试本机的TCP/IP协议栈，发往这段A类地址数据包不会出网卡，网络设备不会对其做路由。

实例：文件上传



Client.java

  1. import java.io.FileInputStream;
  2. import java.io.IOException;
  3. import java.io.InputStream;
  4. import java.net.Socket;
  6. /*
  7. *@author JiaDing
  8. *文件上传案例的客户端
  9. */
  10. public class Client {
  11. 	public static void main(String[]args)throws IOException {
  12. 		FileInputStream fis=new FileInputStream("E:\\out.txt");
  13. 		Socket socket=new Socket("127.0.0.1",8888);
  14. 		java.io.OutputStream os=socket.getOutputStream();
  15. 		byte[] re=new byte[1024];//准备了1kb的大小
  16. 		int len=0;
  17. 		while((len=fis.read(re))!=-1) {//这里一定要给len=fis.read(re)加一个括号，否则两个等号无法区分优先级
  18. 			os.write(re,0,len);
  19. 		}
  20. 		/*
  21. 		 * 注意！这里有一个很重要的问题！
  22. 		 * 由于我们的判断条件是len!=-1,所以我们无法将文件的结束标记上传过去，这样服务器会一直处于等待状态，造成阻塞
  23. 		 * 而对应的，由于服务器阻塞，所以无法执行回显，is.read()也就无法读入数据，同样陷入阻塞
  24. 		 * 解决办法就是在客户端利用套接字的方法人工结束输出流
  25. 		 */
  26. 		socket.shutdownOutput();
  27. 		InputStream is=socket.getInputStream();
  28. 		while((len=is.read(re))!=-1) {//这里一定要给len=fis.read(re)加一个括号，否则两个等号无法区分优先级
  29. 			System.out.println(new String(re,0,len));
  30. 		}
  31. 		fis.close();
  32. 		socket.close();
  33. 		}
  35. }

Server.java

  1. import java.io.File;
  2. import java.io.FileOutputStream;
  3. import java.io.IOException;
  4. import java.io.InputStream;
  5. import java.io.OutputStream;
  6. import java.net.ServerSocket;
  7. import java.net.Socket;
  9. /*
  10. *@author JiaDing
  11. *文件上传案例的服务器端
  12. */
  13. public class Server {
  14. 	public static void main(String[]args) throws IOException{
  15. 		ServerSocket ss=new ServerSocket(8888);
  16. 		Socket socket=ss.accept();
  17. 		File file=new File("E:\\update");
  18. 		if(!file.exists())
  19. 			file.mkdir();
  20. 		byte[] by=new byte[1024];
  21. 		InputStream is=socket.getInputStream();
  22. 		FileOutputStream out=new FileOutputStream("E:\\update\\t1.txt");
  23. 		int len=0;
  24. 		while(len!=-1) {
  25. 			out.write(by, 0, len);
  26. 			len=is.read(by);
  27. 		}
  28. 		OutputStream os=socket.getOutputStream();
  29. 		os.write("Update is finished!".getBytes());
  30. 		socket.close();
  31. 		out.close();
  32. 		ss.close();
  34. 	}
  35. }

优化：

  1. 名称写死了：自定义服务器端命名规则，防止同名文件被覆盖
  1. //自定义文件名规则：域名+毫秒值+随机数
  2. 		//毫秒值广泛应用在服务器端文件名保存上
  3. 		String name="jd"+System.currentTimeMillis()+new Random().nextInt(999999)+".txt";
  4. 		FileOutputStream out=new FileOutputStream("E:\\update\\"+name);
  1. 服务器上传后就停止:让服务器一直处于监听状态：使用死循环，服务器不关闭

B\S服务器的模拟

服务器代码-返回请求版:

  1. import java.io.IOException;
  2. import java.io.InputStream;
  3. import java.net.ServerSocket;
  4. import java.net.Socket;
  6. /*
  7. *@author JiaDing
  8. *BS版本的TCP服务器
  9. */
  10. public class Server {
  11. 	public static void main(String[]args)throws IOException{
  12. 		ServerSocket server=new ServerSocket(8080);
  13. 		Socket socket=server.accept();
  14. 		InputStream is=socket.getInputStream();
  15. 		byte[]by=new byte[1024];
  16. 		int len=0;
  17. 		while((len=is.read(by))!=-1) {
  18. 			System.out.println(new String(by,0,len));
  19. 		}
  20. 	}
  22. }

访问时要指明文件夹名\要访问的资源名，如果端口不是80还要在IP后面加上端口号

服务器端结果（其实就是客户端的请求信息）：

GET /src/Test1.html HTTP/1.1

Host: 127.0.0.1:8080

Connection: keep-alive

DNT: 1

Upgrade-Insecure-Requests: 1

User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; WOW64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/77.0.3865.75 Safari/537.36

Sec-Fetch-Mode: navigate

Sec-Fetch-User: ?1

Accept: text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,image/webp,image/apng,/;q=0.8,application/signed-exchange;v=b3

Sec-Fetch-Site: none

Accept-Encoding: gzip, deflate, br

Accept-Language: zh-CN,zh;q=0.9,en;q=0.8

服务器应该回写应该网页(文件)，我们需要读取文件地址，地址已经包含在了请求第一行

可以使用BufferedReader中的方法readList读取第一行



服务器代码—返回网页版：

  1. import java.io.BufferedReader;
  2. import java.io.FileInputStream;
  3. import java.io.IOException;
  4. import java.io.InputStream;
  5. import java.io.InputStreamReader;
  6. import java.io.OutputStream;
  7. import java.net.ServerSocket;
  8. import java.net.Socket;
  10. /*
  11. *@author JiaDing
  12. *BS版本的TCP服务器
  13. */
  14. public class Server {
  15. 	public static void main(String[]args)throws IOException{
  16. 		ServerSocket server=new ServerSocket(8080);
  17. 		Socket socket=server.accept();
  18. 		InputStream is=socket.getInputStream();
  19. 		/*byte[]by=new byte[1024];
  20. 		int len=0;
  21. 		while((len=is.read(by))!=-1) {
  22. 			System.out.println(new String(by,0,len));
  23. 		}*/
  24. 		//把is网络字节输入流对象转换为字符缓存输入流
  25. 		BufferedReader br=new BufferedReader(new InputStreamReader(is));
  26. 		String line=br.readLine();
  27. 		String htmlpath=line.split(" ")[1].substring(1);//取第一行中间的地址，去掉最前面的、
  28. 		//System.out.println(htmlpath);
  29. 		FileInputStream fis=new FileInputStream(htmlpath);
  30. 		OutputStream os=socket.getOutputStream();
  31. 		//写入HTTP协议响应头，固定写法
  32. 		os.write("HTTP/1.1 200 OK\r\n".getBytes());
  33. 		os.write("Content-Type:text/html\r\n".getBytes());
  34. 		//必须写入空行，否则浏览器不解析
  35. 		os.write("\r\n".getBytes());
  36. 		int len=0;
  37. 		byte[]by=new byte[1024];
  38. 		while((len=fis.read(by))!=-1) {
  39. 			os.write(by,0,len);
  40. 		}
  41. 		fis.close();
  42. 		socket.close();
  43. 		server.close();
  44. 	}
  46. }

  • 为什么服务器要是多线程呢？

    如果不采用多线程，那么服务器只能线型地处理浏览器的请求，浏览器上的资源只能一个一个打开，体验会很差

采样头多线程之后的代码:

  1. import java.io.BufferedReader;
  2. import java.io.FileInputStream;
  3. import java.io.IOException;
  4. import java.io.InputStream;
  5. import java.io.InputStreamReader;
  6. import java.io.OutputStream;
  7. import java.net.ServerSocket;
  8. import java.net.Socket;
  10. /*
  11. *@author JiaDing
  12. *BS版本的TCP服务器
  13. */
  14. public class Server {
  15. 	public static void main(String[]args)throws IOException{
  16. 		ServerSocket server=new ServerSocket(8080);
  17. 		while(true) {
  18. 			Socket socket=server.accept();
  19. 			new Thread(new Runnable() {
  20. 				@Override
  21. 				public void run() {
  22. 					try {
  23. 						InputStream is=socket.getInputStream();
  24. 						//把is网络字节输入流对象转换为字符缓存输入流
  25. 						BufferedReader br=new BufferedReader(new InputStreamReader(is));
  26. 						String line=br.readLine();
  27. 						String htmlpath=line.split(" ")[1].substring(1);//取第一行中间的地址，去掉最前面的、
  28. 						//System.out.println(htmlpath);
  29. 						FileInputStream fis=new FileInputStream(htmlpath);
  30. 						OutputStream os=socket.getOutputStream();
  31. 						//写入HTTP协议响应头，固定写法
  32. 						os.write("HTTP/1.1 200 OK\r\n".getBytes());
  33. 						os.write("Content-Type:text/html\r\n".getBytes());
  34. 						//必须写入空行，否则浏览器不解析
  35. 						os.write("\r\n".getBytes());
  36. 						int len=0;
  37. 						byte[]by=new byte[1024];
  38. 						while((len=fis.read(by))!=-1) {
  39. 							os.write(by,0,len);
  40. 						}
  41. 						fis.close();
  42. 						socket.close();
  43. 					}catch(IOException e) {
  44. 						e.printStackTrace();
  45. 					}
  46. 				}
  47. 			}).start();
  49. 		}
  50. 	}
  52. }

注意这里会报一个错误：java.io.FileNotFoundException: favicon.ico。这是因为浏览器会自动访问网站的图标而我们的网站没有的原因，这个图标必须放在根目录，例如如果访问的地址是“http://127.0.0.1/src/Test1.html”，那么就要放在src文件夹的外面

另外，实验了一下，将服务器的端口改成了80好像并没有什么问题，因为服务器监听的是本机的80端口，而如果我们访问外网的话，应该是访问外网网站服务器的80端口，两者并不冲突。部署在本机上的服务器只能监听到访问本机且本端口的请求。所以，网页中如果有外链，那么打开这个外链的过程和我们的服务器是没有丝毫关系的，我们自建的服务器的好坏不会对其造成影响

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