Java教程
java进阶——day10-1 网络编程
本文主要是介绍java进阶——day10-1 网络编程，对大家解决编程问题具有一定的参考价值，需要的程序猿们随着小编来一起学习吧！
网络编程入门
1、软件结构
C/S架构：Client/Server结构，是指客户端和服务器结构。常见程序有QQ、微信、迅雷等软件
B/S架构：Browser/Server结构，是指浏览器和服务器结构，常见浏览器有火狐、谷歌等。
两种架构各具优势，但是无论哪种架构都离不开网络的支持。网络编程，就是在一定的协议下，实现两台计算机通信的程序。
2、网络通信协议
网络通信协议：通信协议是计算机必须遵守的规则，只有遵守这些规则，计算机才能进行通信。协议中对数据的传输速率、传输格式、传输步骤等做了统一的对待，通信双方必须同时遵守，最终完成协议交换。
TCP/IP协议：传输控制协议/因特网互联协议，是因特网最基本、最广泛的协议，它定义了计算机如何连接因特网，以及数据如何在他们之间传输的标准，并采用了4层的分层模型。
3、协议分类
java.net包中，提供了两种常见的网络协议支持：
TCP：
传输控制协议。TCP是面向连接的通信协议，即传输数据前，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。
TCP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，客户端向服务器发出连接请求，等待服务器确认
第二次握手，服务器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发送确认信息，确认连接。
完成三次握手，连接建立后，客户端和服务器就可以开始进行数据传输了。由于这种面向连接的特性，TCP协议可以保证传输数据的安全性。所以应用广泛，例如下载文件，浏览网页等，可靠效率不是很高
UDP：
用户数据报协议。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，不管对方服务端是否启动，直接将数据、数据源和目的地都封装在数据包中，直接发送。
每个数据包大小限制在64kb内。他是不可靠的协议，因为无连接，传输速度快，但是容易丢包。日常常用，视频会议、QQ聊天等。
4、网络编程三要素
1、协议
计算机网络通信必须遵守的规则
2、IP
互联网协议地址：俗称IP。
常用命令：ipconfig、ping
特殊IP：127.0.01、localhost
3、端口号
用两个字节表示的整数，取值范围(0~65535)，其中0~1023之间的端口号用于一些知名的网络服务和应用，所以我们不能修改
普通的应用程序，需要使用1024以上的端口号，如果端口被占用，会导致当前程序启动失败。
常用的端口号：
1.80端口 网络端口
2.数据库： mysql 3306端口 ， oracle 1521端口
3.Tomcat服务器：8080
TCP通信程序
1、概述
TCP通信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(Client)和服务端(Server)
服务器端必须明确两件事：
1、多个客户端和服务器进行交互，服务器必须明确是和哪个客户端进行的交互
在服务器端，有一个方法accept，获取到请求的客户端对象
2、多个客户端和服务器进行交互，就需要使用多个IO流对象
服务器没有IO流。服务器可以获取请求的客户端对象Socket,使每个客户端Socket中提供的IO流和客户端进行交互
服务器使用客户端的字节输入流读取客户端发送的数据
服务器使用客户端的字节输出流给客户端回写数据
简单记：服务器使用客户端的流和客户端交互
2、Socket类
ServerSocket 类：这个类实现了服务器套接字（包含了ip地址和端口号的网络单位），该对象等待通过网络的请求。
构造方法
public Socket(String host,int port)：创建套接字对象并将其连接到指定主机端口号，如果指定的host为null，则相当于指定地址为回送地址(127.0.0.1)
Socket client = new Socket("127.0.0.1",6666);
成员方法
public InputStream getInputStream()：返回此套接字输入流
public OutputStram getOutputStream()：返回此套接字输出流
public void close()：关闭此套接字
public void shutdownOutput()：进制此套接字的输入流
例如：
package day13;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
public class TCPServer {
public static void main(String[] args) throws IOException {
//1、创建服务器ServerSocket对象和系统要指定的端口号
ServerSocket server = new ServerSocket(8888);
System.out.println("服务器已启动");
//2、使用ServerSocket对象中的方法accpet，获取请求客户端对象Socket
Socket socket = server.accept();
//4、使用Socket对象中的方法getInputStram(),获取网络字节输入流InputStram对象
InputStream is = socket.getInputStream();
//5、使用网络字节输入流InputStram对象中的方法read,读取服务器回写的数据
byte[] bytes = new byte[1024];
int len = is.read(bytes);
System.out.println(new String(bytes,0,len));
//6、使用网络字节输出流OutputStram对象中的方法 write，给服务器发送数据
OutputStream os = socket.getOutputStream();
os.write("收到，谢谢".getBytes());
//7、释放资源(Socket ServerSocket)
socket.close();
server.close();
}
}
Socket
注意：
1、客户端和服务器进行交互，必须使用Socket中提供的网络流，不能使用自己创建的对象
2、当我们创建客户端对象Socket的时候，就会去请求服务器并进行三次握手
3、如果服务器没启动，那么会抛出异常ConnectException
3、ServerSocket
ServcerSocket()类：这个类实现了服务器套接字，该对象等待通过的网络请求
构造方法
public ServerSocket(int port)：使用该构造方法在创建ServerScoket对象时，将其绑定到一个指定端口，参数port就是端口
ServerScoket server = new ServerSocket(6666);
成员方法
public Socket accpect()：侦听并接收连接，返回一个新的Socket对象，用于和客户端实现通信。该方法回一致阻塞直到建立连接。
例如：
package day13;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
public class TCPServer {
public static void main(String[] args) throws IOException {
//1、创建服务器ServerSocket对象和系统要指定的端口号
ServerSocket server = new ServerSocket(8888);
System.out.println("服务器已启动");
//2、使用ServerSocket对象中的方法accpet，获取请求客户端对象Socket
Socket socket = server.accept();
//4、使用Socket对象中的方法getInputStram(),获取网络字节输入流InputStram对象
InputStream is = socket.getInputStream();
//5、使用网络字节输入流InputStram对象中的方法read,读取服务器回写的数据
byte[] bytes = new byte[1024];
int len = is.read(bytes);
System.out.println(new String(bytes,0,len));
//6、使用网络字节输出流OutputStram对象中的方法 write，给服务器发送数据
OutputStream os = socket.getOutputStream();
os.write("收到，谢谢".getBytes());
//7、释放资源(Socket ServerSocket)
socket.close();
server.close();
}
}
ServerSocket
4、简单的TCP网络程序
综合案例
1、客户端向服务器发送数据
package day13;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
public class TCPServer {
public static void main(String[] args) throws IOException {
//1、创建服务器ServerSocket对象和系统要指定的端口号
ServerSocket server = new ServerSocket(8888);
System.out.println("服务器已启动");
//2、使用ServerSocket对象中的方法accpet，获取请求客户端对象Socket
Socket socket = server.accept();
//4、使用Socket对象中的方法getInputStram(),获取网络字节输入流InputStram对象
InputStream is = socket.getInputStream();
//5、使用网络字节输入流InputStram对象中的方法read,读取服务器回写的数据
byte[] bytes = new byte[1024];
int len = is.read(bytes);
System.out.println(new String(bytes,0,len));
//6、使用网络字节输出流OutputStram对象中的方法 write，给服务器发送数据
OutputStream os = socket.getOutputStream();
os.write("收到，谢谢".getBytes());
//7、释放资源(Socket ServerSocket)
socket.close();
server.close();
}
}
Server
package day13;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.Socket;
public class TCPClient {
public static void main(String[] args) throws IOException {
//1、创建一个客户端对象Socket,构造方法绑定服务器IP地址和端口号
Socket Client = new Socket("127.0.0.1",8888);
//2、使用Socket对象中的方法getOutputStream，获取网络字节输出流OutputStream对象
OutputStream os = Client.getOutputStream();
//3、使用网络字节输出流OutputStram对象中的方法 write，给服务器发送数据
os.write("你好服务器".getBytes());
//4、使用Socket对象中的方法getInputStram(),获取网络字节输入流InputStram对象
InputStream is = Client.getInputStream();
//5、使用网络字节输入流InputStram对象中的方法read,读取服务器回写的数据
byte[] bytes = new byte[1024];
int len = is.read(bytes);
System.out.println(new String(bytes,0,len));
//6、释放资源Socket
Client.close();
}
}
Client
2、客户端向服务器上传文件
package day13;
import java.io.*;
import java.net.Socket;
public class demo01UpFileClient {
public static void main(String[] args) throws IOException {
//1、创建
FileInputStream fis = new FileInputStream("C:\\Users\\YIAN\\Desktop\\2.jpg");
//2、创建客户端Socket对象，构造方法绑定ip和端口
Socket socket = new Socket("127.0.0.1",8888);
//3、使用Socket中的方法getOutputStram，获取网络字节输出流OutputStram对象
OutputStream os = socket.getOutputStream();
//4、使用本地字节输入流FileInputStram对象中的read方法 读取数据
int len = 0;
byte[] bytes = new byte[1024];
while ((len=fis.read(bytes))!=-1){
//5、使用网络字节输出流OutputStram对象中的方法，把读取的文件上传服务器
os.write(bytes,0,len);
}
//重点：禁用此套接字输出流，不禁用 输入流会进入阻塞状态
socket.shutdownOutput();
//6、使用Socket中的方法getInputStream获取网络字节输入流
InputStream is = socket.getInputStream();
while ((len=is.read(bytes))!=-1){
//7、使用网络网络字节输入流对象中的read方法读取服务器回写数据
System.out.println(new String(bytes,0,len));
}
//8、关闭资源
fis.close();
socket.close();
}
}
Client
package day13;
import java.io.*;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
public class demo01UpFileServer {
public static void main(String[] args) throws IOException {
//1、创建服务器对象，向系统要指定端口号
ServerSocket server = new ServerSocket(8888);
//2、通过ServerSocket对象中的方法 accept，获取请求的客户端Socket对象
Socket client = server.accept();
//3、使用Socket对象的 getInputStram方法 获取网络字节输入流
InputStream is = client.getInputStream();
//4、创建保存的路径
File file = new File("C:\\Users\\YIAN\\Desktop\\File\\upload\\upload\\");
//判断路径是否存在 不存在则创建指定文件
if(!file.exists()){
file.mkdirs();
}
//5、创建本地字节输出流，构造方法绑定输出的目的地
FileOutputStream fos = new FileOutputStream(file+"\\upload.jpg");
//6、使用网络字节输入流中的read方法，读取客户端上传的文件
int len = 0;
byte[] bytes = new byte[1024];
while ((len=is.read(bytes))!=-1){
//7、使用本地字节输入流中的write方法，将读取的文件 存储到指定地址
fos.write(bytes,0,len);
}
//8、使用网络输出流对象，给客户端回写“上传成功”
client.getOutputStream().write("上传成功".getBytes());
//9、释放资源
fos.close();
client.close();
server.close();
}
}
Server
注意：上述客户端不加ShutdownOutput()，服务器和客户端会一直运行，不加会造成IS中的read()阻塞
3、文件上传优化分析
1、文件名写死问题
服务端保存文件时，名称写死，那么服务器始终只会保存最新存储的文件，所以建议使用系统时间优化，保证文件名的唯一性
package day13;
import java.io.*;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
import java.util.Calendar;
import java.util.Date;
public class demo01UpFileServer {
public static void main(String[] args) throws IOException {
//1、创建服务器对象，向系统要指定端口号
ServerSocket server = new ServerSocket(8888);
//2、通过ServerSocket对象中的方法 accept，获取请求的客户端Socket对象
Socket client = server.accept();
//3、使用Socket对象的 getInputStram方法 获取网络字节输入流
InputStream is = client.getInputStream();
//4、创建保存的路径
File file = new File("C:\\Users\\YIAN\\Desktop\\File\\upload\\upload\\");
//判断路径是否存在 不存在则创建指定文件
if(!file.exists()){
file.mkdirs();
}
//5、创建本地字节输出流，构造方法绑定输出的目的地
//时间优化文件唯一性
FileOutputStream fos = new FileOutputStream(file+"\\"+System.currentTimeMillis()+"upload.jpg");
//6、使用网络字节输入流中的read方法，读取客户端上传的文件
int len = 0;
byte[] bytes = new byte[1024];
while ((len=is.read(bytes))!=-1){
//7、使用本地字节输入流中的write方法，将读取的文件 存储到指定地址
fos.write(bytes,0,len);
}
//8、使用网络输出流对象，给客户端回写“上传成功”
client.getOutputStream().write("上传成功".getBytes());
//9、释放资源
fos.close();
client.close();
server.close();
}
}
Server(优化：文件名唯一性)
package day13;
import java.io.*;
import java.net.Socket;
public class demo01UpFileClient {
public static void main(String[] args) throws IOException {
//1、创建
FileInputStream fis = new FileInputStream("C:\\Users\\YIAN\\Desktop\\2.jpg");
//2、创建客户端Socket对象，构造方法绑定ip和端口
Socket socket = new Socket("127.0.0.1",8888);
//3、使用Socket中的方法getOutputStram，获取网络字节输出流OutputStram对象
OutputStream os = socket.getOutputStream();
//4、使用本地字节输入流FileInputStram对象中的read方法 读取数据
int len = 0;
byte[] bytes = new byte[1024];
while ((len=fis.read(bytes))!=-1){
//5、使用网络字节输出流OutputStram对象中的方法，把读取的文件上传服务器
os.write(bytes,0,len);
}
//重点：禁用此套接字输出流，不禁用 输入流会进入阻塞状态
socket.shutdownOutput();
//6、使用Socket中的方法getInputStream获取网络字节输入流
InputStream is = socket.getInputStream();
while ((len=is.read(bytes))!=-1){
//7、使用网络网络字节输入流对象中的read方法读取服务器回写数据
System.out.println(new String(bytes,0,len));
}
//8、关闭资源
fis.close();
socket.close();
}
}
Client
2、循环接收问题
服务端，只保存一个文件就关闭了，之后用户无法上传数据(不符合实际),使用循环改进，可以让服务器不断接收不同用户的文件
package day13;
import java.io.*;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
import java.util.Calendar;
import java.util.Date;
public class demo01UpFileServer {
public static void main(String[] args) throws IOException {
//1、创建服务器对象，向系统要指定端口号
ServerSocket server = new ServerSocket(8888);
System.out.println("服务器已启动...");
//优化服务器只能上传一次的问题
while (true) {
//2、通过ServerSocket对象中的方法 accept，获取请求的客户端Socket对象
Socket client = server.accept();
//3、使用Socket对象的 getInputStram方法 获取网络字节输入流
InputStream is = client.getInputStream();
//4、创建保存的路径
File file = new File("C:\\Users\\YIAN\\Desktop\\File\\upload\\upload\\");
//判断路径是否存在 不存在则创建指定文件
if (!file.exists()) {
file.mkdirs();
}
//5、创建本地字节输出流，构造方法绑定输出的目的地
//时间优化文件唯一性
long time = System.currentTimeMillis();
FileOutputStream fos = new FileOutputStream(file + "\\" + System.currentTimeMillis() + ".jpg");
//6、使用网络字节输入流中的read方法，读取客户端上传的文件
int len = 0;
byte[] bytes = new byte[1024];
while ((len = is.read(bytes)) != -1) {
//7、使用本地字节输入流中的write方法，将读取的文件 存储到指定地址
fos.write(bytes, 0, len);
}
//8、使用网络输出流对象，给客户端回写“上传成功”
client.getOutputStream().write("上传成功".getBytes());
System.out.println(time+".jpg文件已成功保存");
//9、释放资源
fos.close();
client.close();
}
}
}
Server(优化:服务器只能上传一次问题)
package day13;
import java.io.*;
import java.net.Socket;
public class demo01UpFileClient {
public static void main(String[] args) throws IOException {
//1、创建
FileInputStream fis = new FileInputStream("C:\\Users\\YIAN\\Desktop\\2.jpg");
//2、创建客户端Socket对象，构造方法绑定ip和端口
Socket socket = new Socket("127.0.0.1",8888);
//3、使用Socket中的方法getOutputStram，获取网络字节输出流OutputStram对象
OutputStream os = socket.getOutputStream();
//4、使用本地字节输入流FileInputStram对象中的read方法 读取数据
int len = 0;
byte[] bytes = new byte[1024];
while ((len=fis.read(bytes))!=-1){
//5、使用网络字节输出流OutputStram对象中的方法，把读取的文件上传服务器
os.write(bytes,0,len);
}
//重点：禁用此套接字输出流，不禁用 输入流会进入阻塞状态
socket.shutdownOutput();
//6、使用Socket中的方法getInputStream获取网络字节输入流
InputStream is = socket.getInputStream();
while ((len=is.read(bytes))!=-1){
//7、使用网络网络字节输入流对象中的read方法读取服务器回写数据
System.out.println(new String(bytes,0,len));
}
//8、关闭资源
fis.close();
socket.close();
}
}
Client
3、效率问题
服务端在接收大文件时，可能耗费几秒或几分钟的时间，此时不能接收其他用户上传的文件，所以可以使用多线程优化代码
package day13;
import java.io.*;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
import java.util.Calendar;
import java.util.Date;
public class demo01UpFileServer {
public static void main(String[] args) throws IOException {
//1、创建服务器对象，向系统要指定端口号
ServerSocket server = new ServerSocket(8888);
System.out.println("服务器已启动...");
//优化服务器只能上传一次的问题
while (true) {
//2、通过ServerSocket对象中的方法 accept，获取请求的客户端Socket对象
Socket client = server.accept();
//优化效率 多线程
new Thread(()->{
try {
//3、使用Socket对象的 getInputStram方法 获取网络字节输入流
InputStream is = client.getInputStream();
//4、创建保存的路径
File file = new File("C:\\Users\\YIAN\\Desktop\\File\\upload\\upload\\");
//判断路径是否存在 不存在则创建指定文件
if (!file.exists()) {
file.mkdirs();
}
//5、创建本地字节输出流，构造方法绑定输出的目的地
//时间优化文件唯一性
long time = System.currentTimeMillis();
FileOutputStream fos = new FileOutputStream(file + "\\" + System.currentTimeMillis() + ".jpg");
//6、使用网络字节输入流中的read方法，读取客户端上传的文件
int len = 0;
byte[] bytes = new byte[1024];
while ((len = is.read(bytes)) != -1) {
//7、使用本地字节输入流中的write方法，将读取的文件 存储到指定地址
fos.write(bytes, 0, len);
}
//8、使用网络输出流对象，给客户端回写“上传成功”
client.getOutputStream().write("上传成功".getBytes());
System.out.println(time+".jpg文件已成功保存");
fos.close();
client.close();
}catch (IOException E){
System.out.println(E);
}
}).start();
}
}
}
Server(优化效率问题)
package day13;
import java.io.*;
import java.net.Socket;
public class demo01UpFileClient {
public static void main(String[] args) throws IOException {
//1、创建
FileInputStream fis = new FileInputStream("C:\\Users\\YIAN\\Desktop\\2.jpg");
//2、创建客户端Socket对象，构造方法绑定ip和端口
Socket socket = new Socket("127.0.0.1",8888);
//3、使用Socket中的方法getOutputStram，获取网络字节输出流OutputStram对象
OutputStream os = socket.getOutputStream();
//4、使用本地字节输入流FileInputStram对象中的read方法 读取数据
int len = 0;
byte[] bytes = new byte[1024];
while ((len=fis.read(bytes))!=-1){
//5、使用网络字节输出流OutputStram对象中的方法，把读取的文件上传服务器
os.write(bytes,0,len);
}
//重点：禁用此套接字输出流，不禁用 输入流会进入阻塞状态
socket.shutdownOutput();
//6、使用Socket中的方法getInputStream获取网络字节输入流
InputStream is = socket.getInputStream();
while ((len=is.read(bytes))!=-1){
//7、使用网络网络字节输入流对象中的read方法读取服务器回写数据
System.out.println(new String(bytes,0,len));
}
//8、关闭资源
fis.close();
socket.close();
}
}
Client
4、信息回写实现优化
package day13.demo;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
public class TCPServer {
public static void main(String[] args) throws IOException {
ServerSocket server = new ServerSocket(8806);
System.out.println("服务器 启动....");
//循环接收
while(true){
//建立连接
Socket client = server.accept();
new Thread(()->{
try {
//使用Socket对象中的方法getInputStram(),获取网络字节输入流InputStram对象
InputStream is = client.getInputStream();
//使用网络字节输入流InputStram对象中的方法read,读取服务器回写的数据
int len = 0;
byte[] bytes = new byte[1024];
while ((len=is.read(bytes))!=-1){
System.out.println(new String (bytes,0,len));
}
//使用网络字节输出流OutputStram对象中的方法 write，给服务器发送数据
OutputStream os = client.getOutputStream();
os.write("您已上线".getBytes());
System.out.println("有新用户上线");
is.close();
os.close();
}catch (IOException e){
System.out.println(e);
}
}).start();
}
}
}
TCPserver
package day13.demo;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.Socket;
public class TCPClient {
public static void main(String[] args) throws IOException {
Socket socket = new Socket("127.0.0.1",8806);
OutputStream os = socket.getOutputStream();
int len = 0;
byte[] bytes = new byte[1024];
os.write("请求上线".getBytes());
socket.shutdownOutput();
InputStream is = socket.getInputStream();
while ((len=is.read(bytes))!=-1){
System.out.println(new String (bytes,0,len));
}
os.close();
is.close();
socket.close();
}
}
Client
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