一、网络编程入门
1.1 软件结构
C/S结构 :全称为Client/Server结构,是指客户端和服务器结构。常见程序有QQ、迅雷等软件。
B/S结构 :全称为Browser/Server结构,是指浏览器和服务器结构。常见浏览器有谷歌、火狐等。
1.2 网络通信协议
TCP/IP协议: 传输控制协议/因特网互联协议( Transmission Control Protocol/Internet Protocol),是
Internet最基本、最广泛的协议。它定义了计算机如何连入因特网,以及数据如何在它们之间传输的标准。它
的内部包含一系列的用于处理数据通信的协议,并采用了4层的分层模型,每一层都呼叫它的下一层所提供的
协议来完成自己的需求。
1.3 协议分类
通信的协议还是比较复杂的, java.net 包中包含的类和接口,它们提供低层次的通信细节。我们可以直接使用这
些类和接口,来专注于网络程序开发,而不用考虑通信的细节。
java.net 包中提供了两种常见的网络协议的支持:
TCP:传输控制协议 (Transmission Control Protocol)。TCP协议是面向连接的通信协议,即传输数据之前,
在发送端和接收端建立逻辑连接,然后再传输数据,它提供了两台计算机之间可靠无差错的数据传输。
三次握手:TCP协议中,在发送数据的准备阶段,客户端与服务器之间的三次交互,以保证连接的可
靠。
——第一次握手,客户端向服务器端发出连接请求,等待服务器确认。
——第二次握手,服务器端向客户端回送一个响应,通知客户端收到了连接请求。
——第三次握手,客户端再次向服务器端发送确认信息,确认连接。
UDP:用户数据报协议(User Datagram Protocol)。UDP协议是一个面向无连接的协议。传输数据时,不需
要建立连接,不管对方端服务是否启动,直接将数据、数据源和目的地都封装在数据包中,直接发送。每个
数据包的大小限制在64k以内。它是不可靠协议,因为无连接,所以传输速度快,但是容易丢失数据。日常应
用中,例如视频会议、QQ聊天等。
1.4 网络编程三要素
协议:计算机网络通信必须遵守的规则。
IP地址:IP地址:指互联网协议地址(Internet Protocol Address),俗称IP。IP地址用来给一个网络中的计算机设备做唯一的编号。假如我们把“个人电脑”比作“一台电话”的话,那么“IP地址”就相当于“电话号码”。
——IP地址分类
IPv4:是一个32位的二进制数,通常被分为4个字节,表示成 a.b.c.d 的形式,例如 192.168.65.100 。其
中a、b、c、d都是0~255之间的十进制整数,那么最多可以表示42亿个。
IPv6:由于互联网的蓬勃发展,IP地址的需求量愈来愈大,但是网络地址资源有限,使得IP的分配越发紧张。
有资料显示,全球IPv4地址在2011年2月分配完毕。
为了扩大地址空间,拟通过IPv6重新定义地址空间,采用128位地址长度,每16个字节一组,分成8组十六进
制数,表示成 ABCD:EF01:2345:6789:ABCD:EF01:2345:6789 ,号称可以为全世界的每一粒沙子编上一个网
址,这样就解决了网络地址资源数量不够的问题。
——特殊的IP地址
本机IP地址: 127.0.0.1 、 localhost 。
端口号
网络的通信,本质上是两个进程(应用程序)的通信。每台计算机都有很多的进程,那么在网络通信时,如何区分这些进程呢?
如果说IP地址可以唯一标识网络中的设备,那么端口号就可以唯一标识设备中的进程(应用程序)了。
端口号:用两个字节表示的整数,它的取值范围是065535。其中,01023之间的端口号用于一些知名的网
络服务和应用,普通的应用程序需要使用1024以上的端口号。如果端口号被另外一个服务或应用所占用,会
导致当前程序启动失败。
利用 协议 + IP地址 + 端口号 三元组合,就可以标识网络中的进程了,那么进程间的通信就可以利用这个标识与其它进程进行交互。
二、TCP 通信程序
2.1 概述
TCP通信能实现两台计算机之间的数据交互,通信的两端,要严格区分为客户端(Client)与服务端(Server)。
两端通信时步骤:
- 服务端程序,需要事先启动,等待客户端的连接。
- 客户端主动连接服务器端,连接成功才能通信。服务端不可以主动连接客户端。
在Java中,提供了两个类用于实现TCP通信程序: - 客户端: java.net.Socket 类表示。创建 Socket 对象,向服务端发出连接请求,服务端响应请求,两者建
立连接开始通信。 - 服务端: java.net.ServerSocket 类表示。创建 ServerSocket 对象,相当于开启一个服务,并等待客户端
的连接。
2.2 Socket类
Socket client = new Socket(“127.0.0.1”, 6666);
成员方法
public InputStream getInputStream() : 返回此套接字的输入流。
-如果此Scoket具有相关联的通道,则生成的InputStream 的所有操作也关联该通道。
-关闭生成的InputStream也将关闭相关的Socket。
public OutputStream getOutputStream() : 返回此套接字的输出流。
-如果此Scoket具有相关联的通道,则生成的OutputStream 的所有操作也关联该通道。
-关闭生成的OutputStream也将关闭相关的Socket。
public void close() :关闭此套接字。
-一旦一个socket被关闭,它不可再使用。
-关闭此socket也将关闭相关的InputStream和OutputStream 。
public void shutdownOutput() : 禁用此套接字的输出流。
-任何先前写出的数据将被发送,随后终止输出流。
2.3 ServerSocket
创建:ServerSocket server = new ServerSocket(6666);
public Socket accept() :侦听并接受连接,返回一个新的Socket对象,用于和客户端实现通信。该方法
会一直阻塞直到建立连接。
2.4 简单的TCP网络程序
TCP通信分析图解 - 【服务端】启动,创建ServerSocket对象,等待连接。
Socket client = new Socket(“127.0.0.1”, 6666);
ServerSocket server = new ServerSocket(6666); - 【客户端】启动,创建Socket对象,请求连接。
- 【服务端】接收连接,调用accept方法,并返回一个Socket对象。
- 【客户端】Socket对象,获取OutputStream,向服务端写出数据。
- 【服务端】Scoket对象,获取InputStream,读取客户端发送的数据。
- 【服务端】Socket对象,获取OutputStream,向客户端回写数据。
- 【客户端】Scoket对象,获取InputStream,解析回写数据。
- 【客户端】释放资源,断开连接。
三、综合案例
3.1 文件上传案例
客户端:
package day11.DemoXXXX;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.Socket;
public class Socket_l {
public static void main(String[] args) throws Exception {
//创建
Socket socket = new Socket("127.0.0.1",8845);
//创建输出给服务器的流
OutputStream os = socket.getOutputStream();
//获取本地文件流
FileInputStream fis = new FileInputStream("D:\\课件\\就业班\\day07-13\\day10\\1.jpg");
//将读取的文件传送到服务器
byte[] bytes = new byte[1024*1024];
int len =0;
while ((len = fis.read(bytes))!=-1){
os.write(bytes,0,len);
os.flush();
}
socket.shutdownOutput();
//获取服务器返回的信息
InputStream is = socket.getInputStream();
byte[] bytes1 = new byte[1024*1024];
int len1= 0;
while ((len1 = is.read(bytes1))!=-1){
System.out.println(bytes1);
}
//关闭客户端
socket.close();
}
}
服务器端:
package day11.DemoXXXX;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
import java.util.Random;
public class SS_P {
public static void main(String[] args) throws Exception {
//创建服务器
ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8845);
while (true){
new Thread(()->{
try {
//获取客户端的方法
Socket accept = serverSocket.accept();
//获取信息,并保存
InputStream is = accept.getInputStream();
String FileName = System.currentTimeMillis()+ new Random().nextInt(99999)+".jpg";
FileOutputStream fos = new FileOutputStream("D:\\课件\\就业班\\day07-13\\day11\\code\\"+FileName);
byte[] bytes = new byte[1024*1024];
int len = 0;
while ((len = is.read(bytes))!=-1){
fos.write(bytes,0,len);
fos.flush();
}
//给服务器传送信息
OutputStream os = accept.getOutputStream();
os.write("谢谢数据已收到".getBytes());
os.flush();
os.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}).start();
//接受客户端传送来的数据和保存数据的输出流并保存
Random rd = new Random();
String FileName = System.currentTimeMillis()+rd.nextInt(99999)+".jpg";
FileOutputStream fos = new FileOutputStream("D:\\课件\\就业班\\day07-13\\day11\\avi\\"+FileName);
Socket accept = serverSocket.accept();
InputStream is = accept.getInputStream();
byte[] bytes = new byte[1024*1024];
int len = 0;
while((len = is.read(bytes))!=-1){
fos.write(bytes,0,len);
}
//给客户端传回数据
OutputStream os = accept.getOutputStream();
os.write("数据已收到。".getBytes());
//释放资源
fos.flush();
fos.close();
}
}
}
四、模拟B/S服务
代码实现:
public class ServerDemo {
public static void main(String[] args) throws IOException {
ServerSocket server = new ServerSocket(8888);
while(true){
Socket socket = server.accept();
new Thread(new Web(socket)).start();
}
}
static class Web implements Runnable{
private Socket socket;
public Web(Socket socket){
this.socket=socket;
}
public void run() {
try{
//转换流,读取浏览器请求第一行
BufferedReader readWb = new
BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
String requst = readWb.readLine();
//取出请求资源的路径
String[] strArr = requst.split(" ");
System.out.println(Arrays.toString(strArr));
String path = strArr[1].substring(1);
System.out.println(path);
FileInputStream fis = new FileInputStream(path);
System.out.println(fis);
byte[] bytes= new byte[1024];
int len = 0 ;
//向浏览器 回写数据
OutputStream out = socket.getOutputStream();
out.write("HTTP/1.1 200 OK\r\n".getBytes());
out.write("Content‐Type:text/html\r\n".getBytes());
out.write("\r\n".getBytes());
while((len = fis.read(bytes))!=‐1){
out.write(bytes,0,len);
}
fis.close();
out.close();
readWb.close();
socket.close();
}catch(Exception ex){
}
}
}
}