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@liayun 2016-07-01T19:07:41.000000Z 字数 13085 阅读 1663

Java 网络编程(一)

java基础

网络通讯要素

TCP/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，互联网协议 (IP) 地址。
此类主要的方法如下：

UDP和TCP

UDP和TCP的区别

Socket

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。即定义UDP的发送端。
解：
步骤：

  1. 建立UDP Socket服务(即建立端点)。
  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。

    • 建立UDP Socket服务，通过DatagramSocket对象。

      1. DatagramSocket ds = new DatagramSocket();

    • 确定数据，并封装成数据报包。

      1. byte[] buf = "udp ge men lai le".getBytes();
      2. DatagramPacket dp = new DatagramPacket(buf, buf.length, InetAddress.getByName("10.48.16.235"), 10000);

    • 通过socket服务将已有的数据报包发送出去，通过send()方法。

      1. ds.send(dp);

    • 关闭资源。

      1. 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。即定义UDP的接收端。
解：
步骤：

  1. 定义UDP Socket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. 定义一个数据报包，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报包中。
  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。

    • 创建UDP Socket服务，建立端点，监听一个端口。

      1. DatagramSocket ds = new DatagramSocket(10000); // 默认系统给分配数字标识

    • 定义数据报包，用于存储数据。

      1. byte[] buf = new byte[1024];
      2. DatagramPacket dp = new DatagramPacket(buf, buf.length);

    • 通过服务的receive()方法将收到的数据存入到数据报包中。

      1. ds.receive(dp); // 阻塞式方法。没有数据会一直等待

    • 通过数据报包中的方法获取其中的数据。

      1. String ip = dp.getAddress().getHostAddress();
      2. String data = new String(dp.getData(), 0, dp.getLength());
      3. int port = dp.getPort();
      4. System.out.println(ip+"::"+data+"::"+port);

    • 关闭资源。

      1. ds.close();

    因为服务器一天24小时都要对外提供服务，所以都不会关闭，所以以上代码亦可写到一个循环中。如：

    1. class UdpRece {
    2.     public static void main(String[] args) throws Exception {
    3.         // 1.创建udp socket服务，建立端点，监听一个端口
    4.         DatagramSocket ds = new DatagramSocket(10000); // 默认系统给分配数字标识
    5.         while(true) {
    6.             // 2.定义数据包，用于存储数据
    7.             byte[] buf = new byte[1024];
    8.             DatagramPacket dp = new DatagramPacket(buf, buf.length);
    9.             // 3.通过服务的receive()方法将收到的数据存入到数据包中
    10.             ds.receive(dp); // 阻塞式方法。没有数据会一直等待
    11.             // 4.通过数据包中的方法获取其中的数据。
    12.             String ip = dp.getAddress().getHostAddress();
    13.             String data = new String(dp.getData(), 0, dp.getLength());
    14.             int port = dp.getPort();
    15.             System.out.println(ip+"::"+data+"::"+port);
    16.         }
    17.     }
    18. }

    注意：DatagramSocket ds = new DatagramSocket(10000);不可在循环中，否则报异常——端口已经被使用。
    图示UDP传输过程：

练习1：发送端从键盘不断录入，将数据发送给接收端；接收端接收到数据，并打印在控制台上。
解：

  1. import java.net.*;
  2. import java.io.*;
  4. class UdpSend {
  5.     public static void main(String[] args) throws Exception {
  6.         DatagramSocket ds = new DatagramSocket();
  7.         BufferedReader bufr = 
  8.             new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
  9.         String line = null;
  10.         while((line=bufr.readLine()) != null) {
  11.             if("886".equals(line))
  12.                 break;
  13.             byte[] buf = line.getBytes();
  14.             DatagramPacket dp = 
  15.                 new DatagramPacket(buf, buf.length, InetAddress.getByName("10.48.16.255"), 10001);
  16.             ds.send(dp);
  17.         }
  18.         ds.close();
  19.     }
  20. }
  22. class UdpRece {
  23.     public static void main(String[] args) throws Exception {
  24.         DatagramSocket ds = new DatagramSocket(10001);
  25.         while(true) {
  26.             byte[] buf = new byte[1024];
  27.             DatagramPacket dp = new DatagramPacket(buf, buf.length);
  28.             ds.receive(dp);
  29.             String ip = dp.getAddress().getHostAddress();
  30.             String data = new String(dp.getData(), 0, dp.getLength());
  31.             System.out.println(ip+":"+data);
  32.         }
  33.     }
  34. }

练习2：编写一个聊天程序。
解：
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。

TCP程序设计

演示TCP传输

需求：给服务端发送给一个文本数据。即定义客户端。
解：
分析：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。
步骤：

  1. 创建Socket服务，并指定要连接的主机和端口。
  2. 获取Socket流中的输出流，发送数据。

  3. 关闭资源。

    • 创建客户端的Socket服务，指定目的主机和端口。

      1. Socket s = new Socket("10.48.16.235", 10003);

    • 为了发送数据，应该获取socket流中的输出流。

      1. OutputStream out = s.getOutputStream();
      2. out.write("tcp ge men lai le".getBytes());

    • 关闭资源。

      1. s.close();

需求：定义端点接收数据并打印在控制台上。即定义服务端。
步骤：

  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）

    • 建立服务端的Socket服务，并监听一个端口。

      1. ServerSocket ss = new ServerSocket(10003);

    • 通过accpet()方法获取连接过来的客户端对象。

      1. Socket s = ss.accept();

    • 获取客户端的ip地址。

      1. String ip = s.getInetAddress().getHostAddress();
      2. 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。

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

    • 关闭客户端。

      1. s.close();

    • 关闭服务端。只对外服务一次，服务结束即关闭服务器，不过不现实。

      1. ss.close();

    图示TCP传输过程：

演示TCP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。
解：
定义客户端。
步骤：

  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。
  1. class TcpClient {
  2.     public static void main(String[] args) throws Exception {
  3.         Socket s = new Socket("10.48.16.235", 10004);
  4.         OutputStream out = s.getOutputStream();
  5.         out.write("服务端，你好".getBytes());
  6.         InputStream in = s.getInputStream();
  7.         byte[] buf = new byte[1024];
  8.         int len = in.read(buf);
  9.         System.out.println(new String(buf, 0, len));
  10.         s.close();
  11.     }
  12. }

定义服务端。

  1. class TcpServer {
  2.     public static void main(String[] args) throws Exception {
  3.         ServerSocket ss = new ServerSocket(10004);
  4.         Socket s = ss.accept();
  6.         String ip = s.getInetAddress().getHostAddress();
  7.         System.out.println(ip+".....connected");
  9.         InputStream in = s.getInputStream();
  10.         byte[] buf = new byte[1024];
  11.         int len = in.read(buf);
  12.         System.out.println(new String(buf, 0, len));
  14.         OutputStream out = s.getOutputStream();
  16.         Thread.sleep(10000); // 延迟10s后反馈信息给客户端
  17.         out.write("哥们收到，你也好".getBytes());
  18.         s.close();
  19.         ss.close();
  20.     }
  21. }

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。
解：
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。

    • 创建客户端的Socket服务，指定目的主机和端口。

      1. Socket s = new Socket("10.48.16.235", 10005);

    • 定义读取键盘数据的流对象。

      1. 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。

      1. BufferedWriter bufOut =  new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(s.getOutputStream()));

    • 定义一个Socket读取流，读取服务端返回的大写信息。

      1. BufferedReader bufIn = new BufferedReader(new InputStreamReader(s.getInputStream()));
      3. String line = null;
      4. while((line=bufr.readLine()) != null) {
      5.     if("over".equals(line))
      6.         break;  
      7.     bufOut.write(line);
      8.     bufOut.newLine(); // 则必须要加换行符，以及刷新。不然要出大问题啊！！！
      9.     bufOut.flush(); // 要刷新缓冲区
      10.     String str = bufIn.readLine();
      11.     System.out.println("server:"+str);
      12. }

    • 关闭资源。尤其注意s.close();，其意思就是在Socket流中加了一个-1，相当于给流中加入一个结束标记，即-1。服务端从Socket流中读到-1后，循环结束。

      1. bufr.close();
      2. s.close();

服务端：
源：Socket读取流。
目的：Socket输出流。
都是文本，装饰。

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？
答：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。
还有另一种解决方案，代码如下：

练习2：将客户端的文本文件存到服务端中。
解：
此题最关键的点是：由于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。

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