初识网络编程

标签: 小练习  java  多线程  对象  网络编程

网络编程

1.网络编程三要素:IP,端口,协议。

* 举例说明:如果你要找一个你的同学说话,
* 1.先找到你的同学(ip值)
* 2.对着同学的耳朵说话(端口),
* 3.遵守什么协议

2.三要素详解: 
(1)IP:一个计算机的标识(找到这个计算机); 
特殊的IP地址: 
127.0.0.1 :本地回环地址,用来做一些本地测试。 
ping IP地址:用来检测本机是否可以和指定的IP地址计算机进行正常通讯。 
ipconfig:用来查看IP地址。 
xxx.xxx.xxx.255:广播地址。

(2)端口:应用程序都会对应一个端口,用来进行通信。 
物理端口:物理设备对应的端口。 
逻辑端口:用来标记我们计算机上的进程,有效端口:0~65535,其中0~1024被系统使用或保留端口。

(3)协议:两种协议(TCP和UDP)。 
UDP: 
把数据打包成一个数据包,不需要建立连接; 
数据包的大小有限制,不能超过64k; 
因为无连接,所以属于不可靠协议; 
因为无连接,所以效率高。 
TCP: 
需要建立连接,形成连接通道; 
数据可以使用连接通道直接进行传输,无大小限制; 
因为有连接,所以属于可靠协议; 
因为有连接,所以效率低。

InetAddress

InetAddress:IP地址的描述类 ,目的是为了方便我们对IP地址的获取和操作
此类表示互联网协议 (IP) 地址。 
InetAddress类的常见功能 
public static InetAddress getByName(String host)( host: 可以是主机名,也可以是IP地址的字符串表现形式) 
public String getHostAddress()返回 IP 地址字符串(以文本表现形式)。 
public String getHostName()获取此 IP 地址的主机名。 

注意:InetAddress中没有构造方法所以我们在创建InetAddress的对象的时候,可以利用一些成员方法的返回值类型是InetAddress,

Socket编程(套接字编程,网络编程)

1.Socket套接字:网络上具有唯一标识的IP地址和端口号组合在一起才能构成唯一能识别的标识符套接字。

2.Socket编程图解(利用吴奇隆和刘诗诗在QQ上聊天作为案例来了解): 

3.Socket原理机制: 
通信的两端都有Socket; 
网络通信其实就是Socket间的通信; 
数据在两个Socket间通过IO流传输。

UDP协议

1.UDP协议特点: 
(1)把数据打包成一个数据包,不需要建立连接; 
(2)数据包的大小有限制,不能超过64k; 
(3)因为无连接,所以属于不可靠协议; 
(4)因为无连接,所以效率高。

2.UDP通信步骤: 

发送端步骤:
	 * UDP发送数据的步骤:
	 * A:创建UDP发送数据端Socket对象
	 * B:创建数据包,并给出数据,把数据打包
	 * C:通过Socket对象发送数据包 
	 * D:释放资源
					 
接收端步骤:
	 * UDP协议接收数据步骤:
	 * A:创建UDP接收数据端Socket对象
	 * B:创建一个接收数据的数据包
	 * C:接收数据,数据在数据包中
	 * D:解析数据包,并把数据显示在控制台
	 * E:释放资源

3.UDP协议发送和接受数据图解


案例演示:

1. 键盘录入数据实现数据的动态发送

//客户端
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetAddress;
import java.util.Scanner;

public class UdpClient {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //1.创建发送端的socket对象
        DatagramSocket ds = new DatagramSocket();

        InetAddress address = InetAddress.getByName("127.0.0.1");
        int port = 9999;

        //2.创建键盘录入对象
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        String line;
        while ((line=sc.nextLine())!=null) {
            //键盘录入的数据line
            byte[] buf = line.getBytes();
            int length = buf.length;
            DatagramPacket dp = new DatagramPacket(buf, length, address, port);
            //发送数据包
            ds.send(dp);
        }

        //释放资源
        ds.close();

    }

}


//服务端
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;

public class UdpServer {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //创建接收端的socket对象
        DatagramSocket ds = new DatagramSocket(9999);

        //接受来自客户端的数据
        while (true) {
            //创建数据包
            byte[] buf = new byte[1024];
            int length = buf.length;
            DatagramPacket dp = new DatagramPacket(buf, length);

            //接受来自客户端的数据
            ds.receive(dp);

            //解析数据包中的数据
            byte[] data = dp.getData();
            int len = dp.getLength();
            System.out.println(new String(data, 0, len));

        }
    }
}
2. 多线程实现聊天室(相当于是将发送数据端和接收数据端合并)
要实现对个窗口的群聊,我们需要利用线程的方法,让程序的效率更高一些

//主线程
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.SocketException;
public class ChatRoom {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //开启发送线程
        new Thread(new UdpClient(new DatagramSocket())).start();
        //开启接收线程
        new Thread(new UdpServer(new DatagramSocket(1050))).start();
    }

}

//服务端
import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetAddress;
import java.net.UnknownHostException;
import java.util.Scanner;

public class UdpClient implements Runnable{


    private DatagramSocket ds;

    public UdpClient(DatagramSocket ds){
        this.ds=ds;
    }

    @Override
    public void run() {
        try {
            InetAddress address = InetAddress.getByName("192.168.20.255");
            int port = 1050;

            //创建键盘录入对象
            Scanner sc = new Scanner(System.in);
            String line;
            while ((line=sc.nextLine())!=null) {
                byte[] buf = line.getBytes();
                int length = buf.length;
                DatagramPacket dp = new DatagramPacket(buf, length, address, port);
                //发送数据包
                ds.send(dp);
            }
            //释放资源
            ds.close();
        } catch (IOException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }
    }
}



//服务器端
import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetAddress;

public class UdpServer implements Runnable{

    private DatagramSocket ds;
    public UdpServer(DatagramSocket ds){
        this.ds=ds;
    }
    @Override
    public void run() {
        try {
            //创建一个数据包来接收发送端传来的数据
            byte[] buf = new byte[1024];
            int length = buf.length;
            DatagramPacket dp = new DatagramPacket(buf, length);

            //接收数据包
            ds.receive(dp);

            //获取发送人的IP
            String ip = dp.getAddress().getHostAddress();

            //解析数据包
            byte[] data = dp.getData();
            int len = dp.getLength();
            System.out.println(ip+new String(data,0,len));

            //释放资源
            ds.close();
        } catch (IOException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

TCP协议

1.TCP协议特点: 
(1)需要建立通道; 
(2)传送大量数据无限制; 
(3)面向连接; 
(4)可靠; 
(5)效率低。

2.TCP通信步骤

 发送端:
	* TCP协议发送数据步骤:
	* A:创建TCP协议发送端Socket对象
	* 		指定服务器IP及端口
		Socket sk = new Socket("192.168.3.120" , 9527) ;
	* B:获取输出流,并写数据
		OutputStream outputStream = sk.getOutputStream() ;
		outputStream.write("hello,TCP我来了".getBytes()) ;
	* C:释放资源
		sk.close() ;
	* 
	* java.net.ConnectException: Connection refused: connect
	* TCP协议是不能直接运行客户端的,必须先运行服务器。因为他是一种可靠的协议。
	*/
	
			 
接收端:
	* TCP协议接收数据步骤:
	* A:创建TCP协议接收端Socket对象
		ServerSocket ss = new ServerSocket(9527) ;
	* B:监听客户端连接
		Socket sk = ss.accept() ;
	* C:获取输入流,并读取数据,显示在控制台
		// 读取数据
		byte[] bytes = new byte[1024] ;
		int len = inputStream.read(bytes) ;
					
		// public InetAddress getInetAddress()获取IP地址
		InetAddress inetAddress = sk.getInetAddress() ;
		String ip = inetAddress.getHostAddress() ;
					
		// 输出
		System.out.println(ip + "发来数据是: " + new String(bytes , 0 , len));
	* D:释放资源
		sk.close() ;
3.TCP协议发送和接收数据图解

案例演示:

1. 客户端键盘录入数据,服务端将数据写入文件

//客户端
import java.io.BufferedWriter;
import java.io.IOException;
import java.io.OutputStream;
import java.io.OutputStreamWriter;
import java.net.Socket;
import java.net.UnknownHostException;
import java.util.Scanner;

public class TcpClient {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        /**
            需求:客户端键盘录入数据,服务端将数据写入文件
            客户端
            一次写一行
            服务端:
            一次读取一行,将读取到的内容写入文件
         */
        //创建tcp客户端socket对象
        Socket sk = new Socket("127.0.0.1", 10010);
        BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(sk.getOutputStream()));

        //创建键盘录入对象
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        String line;
        while ((line=sc.nextLine())!=null) {
            //往通道中写数据,一次写一行
            bw.write(line);
            bw.newLine();
            bw.flush();
        }

        sk.close();
    }

}


//服务端
import java.io.BufferedReader;
import java.io.BufferedWriter;
import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;

public class TcpServer {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //创建服务器端的socket对象
        ServerSocket ss = new ServerSocket(10010);

        //监听客户端连接
        Socket sk = ss.accept();

        //从sk的通道中读取数据,一次读取一行
        BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(sk.getInputStream()));
        BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter("a.txt"));

        //一次读取一行数据
        String line;
        while ((line=br.readLine())!=null) {
            //line就是已经读取到的数据,我们现在需要将line这个数据写入文件
            bw.write(line);
            bw.newLine();
            bw.flush();
        }

        sk.close();
        bw.close();
        br.close();

    }

}
2. 需求: 上传文本文件 
 客户端: a: 读取文本文件中的数据    b: 发送到服务器端 
服务器: a: 读取流通道中的数据   b: 把数据写入到文本文件中


//利用多线程实现,因为使用同一个文件名会导致内容被覆盖,所以此时调用UUID这个类来产生随机名
//获取类型 4(伪随机生成的)UUID 的静态工厂。 使用加密的强伪随机数生成器生成该 UUID。

//主线程
import java.io.BufferedReader;
import java.io.BufferedWriter;
import java.io.FileReader;
import java.io.IOException;
import java.io.OutputStreamWriter;
import java.net.Socket;
import java.net.UnknownHostException;
public class TcpClient {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //创建socket对象
        Socket sk = new Socket("192.168.20.254", 2000);
        BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(sk.getOutputStream()));

        //读取文本一次读取一行
        BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("InetAddressDemo.java"));
        String line;
        while ((line=br.readLine())!=null) {
            //line就是我读取到的数据,我需要将这个数据写入通道,一次写一行
            bw.write(line);
            bw.newLine();
            bw.flush();
        }

        //释放资源
        br.close();
        bw.close();
        sk.close();

    }

}

//发送线程
import java.io.BufferedReader;
import java.io.BufferedWriter;
import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.net.Socket;

public class ServerThread implements Runnable{
    Socket sk;
    public ServerThread(Socket sk){
        this.sk = sk;
    }
    @Override
    public void run() {
        try {
            //创建BufferedReader一次读取一行数据
            BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(sk.getInputStream()));
            BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter(UUIDUtils.getFileName()));
            String line;
            while ((line=br.readLine())!=null) {
                bw.write(line);
                bw.newLine();
                bw.flush();
                //System.out.println(line);
            }
        } catch (IOException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

//服务线程
import java.io.BufferedReader;
import java.io.BufferedWriter;
import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
public class TcpServer {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //创建服务器端的socket对象
        ServerSocket ss = new ServerSocket(2000);

        while (true) {
            //蒋婷来自于客户端的连接
            Socket sk = ss.accept();
            //启动一个子线程,去执行复制文件的动作
            new Thread(new ServerThread(sk)).start();
        }
    }
}


//创建UUIDUtils类,用于创键随机产生的文件名称
import java.util.UUID;
import org.junit.Test;

public class UUIDUtils {
    @Test
    public static String getFileName(){
        String fileName = UUID.randomUUID().toString();
        fileName = fileName.replaceAll("-", "")+".txt";
        return fileName;
    }

}
提问小结:我们以后倒是使用udp协议还是tcp协议呢? 
以后使用的软件当中基本都是udp和tcp混用的











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