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黑马程序员——【Java基础】——网络编程

时间:2014-10-05 02:03:17      阅读:176      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

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一、网络模型概述

  网络模型示意图:

bubuko.com,布布扣

  说明:

  (1)数据的传输:在用户端,应用层的数据,经过层层封包,最后到物理层,通过网络发送到网络的另一端,再从物理层到应用层进行层层解包。

  (2)常用层的协议,包括:应用层的FTP和HTTP协议等;传输层的UDP和TCP等;网际层的IP等。

  (3)对于开发者来讲,一般处于传输层和网际层。对于用户,通常停留在应用层。

二、网络通讯要素

  网络通讯要素,包括:IP地址、端口号 以及 传输协议。

  (一)IP地址

  1、IP地址概述

  (1)它是网络设备标识;

  (2)可用主机名表示;

  (3)localhost:回路网络接口的标准主机名;

  (4)本机回环地址:127.0.0.1。

  2、IP地址对象——InetAddress

  (1)IP地址:在java中对应的是InetAddress类,存在于java.net包中。

  (2)InetAddress类:无构造函数。

  (3)可通过getLocalHost()方法获取InetAddress对象,此方法是静态的,返回本类对象。InetAddress ip = InetAddress.getLocalHost();

  (4)InetAddress常用方法:

   ① static InetAddress getByName(String host):获取指定主机的IP和主机名。

   ② String getHostAddress():返回IP地址字符串文本形式,以IP地址为主。

   ③ String getHostName():返回IP地址主机名。

   ④ static InetAddress[] getAllByName(String host):在给定主机名的情况下,根据系统上配置的名称服务返回IP地址所组成的数组,返回ip地址不唯一。

  (5)如何获取其他主机的IP地址对象:

   ① 功能:返回InetAddress对象

   ② 对于任意主机,需要指定传入主机名的参数

  注意:如果IP地址和对应的主机名,这种映射关系没有在网络上,就不会解析成功,返回的还是指定的IP。

  (6)示例代码:

  //     1、获取本地主机地址对象

  InetAddress ip = InetAddress.getLocalHost();

  System.out.println(ip.getHostAddress() + ip.getHostName());

  //     2、获取其他主机的ip地址对象

  ip = InetAddress.getByName(“ip地址或者DNS”);

  System.out.println(ip.getHostAddress);

  //     3、获取百度域名的ip地址群

  InetAddress[] ips = InetAddress.getAllByName(“www.baidu.com”);

  for( InetAddress ip : ips ){

         System.out.println(ip.getHostAddress())

  }

  (二)端口号

  1、用于标识进程的逻辑地址,不用进程的标识。

  2、有效端口:0 ~65535,其中0~ 1024是系统使用或保留的端口。

  (三)传输协议

  传输协议:即通信规则,常见的有UDP协议、TCP协议。

  1、UDP协议:是面向无连接,明确了对方的端口,无论在不在网上,只管传输,不在就会丢失数据。只求速度,应用于网络视频会议和聊天等应用程序中。其特点有:

  (1)将数据和源、目的封装成包,不需要建立链接;

  (2)每个数据包的大小限制在64K之内;

  (3)因无连接,是不可靠的协议;

  (4)不需建立连接,速度快;

  2、TCP协议:是面向连接的,必须连接成功才能传输数据,应用于下载等程序上。其特点是:

  (1)建立连接,形成传输数据通道;

  (2)在连接中进行大数据量传输;

  (3)通过三次握手完成连接,是可靠的协议;

  (4)必须建立连接,效率会低一些;

三、网络传输协议

  (一)Socket:Socket是为网络服务提供的一种机制。

  1、通信两端都要有Socket;

  2、网络通信,其实就是Socket间的通信;

  3、数据在两个Socket间通过IO传输;

  (二)UDP传输

  1、概述

  UDP传输是通过DatagramSocket类来实现的,此类表示用来发送和接收数据包的套接字,存在java.net包中。

  2、常用方法:

  ① DatagramSocket():创建 UDPSocket发送服务对象,不指定端口号。

  ② DatagramSocket(int port):创建 UDPSocket发送服务对象,指定端口号。

  ③ void send(DatagramPacket p):发送数据报包。

  ④ void receive(DatagramPacket p):接收数据报包。

  3、创建UDP发送端、UDP接收端步骤:

  (1)UDP发送端

   ① 建立UDP的Socket服务。

   ② 将要发送的数据封装到数据包中。

   ③ 用UDP的socket服务将数据包发送出去。

   ④ 关闭Socket服务。

  (2)UDP接收端

   ① 建立UDP Socket服务,因为要接收数据,必须要明确一个端口号。

   ② 定义一个数据包,用来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Socket服务。

  (3)注意事项:

  (1)发送端与接收端是两个独立的运行程序。

  (2)在发送端,要在数据包对象中明确目的地IP及端口。

  (3)在接收端,要指定监听的端口。

  4、UDP发送端、UDP接收端代码示例

 1 //(1)UDP发送端代码:
 2 import java.net.*;
 3 class UDPSend{
 4     public static void main(String[] args)throws Exception{
 5         //1、创建UDP服务,使用DatagramSocket对象。
 6         DatagramSocket ds = new DatagramSocket(8888);
 7         //2、将要发送的数据封装到数据包中,用到DatagramPacket(byte[] buf, int length, InetAddress address, int port)
 8         byte[] buf = "udp shi shen ma".getBytes();
 9         DatagramPacket dp = new DatagramPacket(buf,buf.length,InetAddress.getByName("127.0.0.1"),10000);  
10         //3、通过Socket服务,将已有的数据包发送出去。通过send方法
11         ds.send(dp);
12         //4、关闭资源
13         ds.close();
14     }
15 }
16 //(2)UDP接收端代码:
17 class UDPReceive{
18     public static void main(String[] args)throws Exception{
19         //一直处于接收状态
20         while(true)
21         {
22             //    1. 创建udp Socket服务,建立端点
23             DatagramSocket ds = new DatagramSocket(10000);
24             //    2. 定义数据包。用于存储数据
25             byte[] buf = new byte[1024];
26             DatagramPacket dp = new DatagramPacket(buf,buf.length);
27             //    3. 通过Socket服务的receive方法将接收到的数据存入数据包中
28             ds.receive(dp);//阻塞式方法
29             //    4. 通过数据包的方法获取其中的数据
30             String ip = dp.getAddress().getHostName();
31             String text = new String(dp.getData(),0,dp.getLength());
32             int port = dp.getPort();
33             System.out.println(ip+"::"+text+"::"+port);
34             //    5. 关闭资源
35             ds.close();
36         }
37     }
38 }

  5、练习题:

  (1)用键盘录入的方式,来发送数据。

  (2)编写一个聊天程序,有收数据的部分和发数据的部分。

  (三)TCP传输

  1、概述

  TCP传输分为“客户端”和“服务端”。客户端对应的对象是Socket,服务端对应的对象是ServerSocket。

  2、常用方法:

  (1)客户端Socket

  构造函数:

  ① Socket():创建未连接套接字。

  ② Socket(InetAddress address , tin port):创建连接到IP指定端口的套接字。

  ③ Socket( String host , int port ):创建流套接字并将其连接到指定主机上的指定端口号。

  特有方法:

  ① getInputStream():返回此套接字的输入流。

  ② getOutputStream():返回此套接字的输出流。

  ③ void shutdownInput():此套接字的输入流至于“流的末尾”。

  ④ void shutdownOutput():禁用此套接字的输出流。

  (2)服务端ServerSocket

  ① 构造函数:ServerSocket(int port):创建绑定到特定端口的服务器套接字。

  ② 特有方法:Socket accept():监听并接受到此套接字的连接,是阻塞式方法。

  3、创建TCP客户端、TCP服务端步骤:

  TCP是面向连接的,在建立Socket服务时,需要有服务端存在并连接成功,形成通路,再通过连接好的通路进行数据传输。

  (1)TCP客户端创建步骤

   ① 创建Socket服务,明确要连接的主机端口。

   ② 为了发送数据,应获取Socket中的输出流。如果要接收服务端的反馈信息,还需要获取Socket的输入流。

   ③ 通过输出流的write()方法,将要发送的数据写入到流中。

   ④ 关闭Socket流资源。

  (2)TCP服务端创建步骤

   ① 建立服务端的Socket服务,并监听一个端口。通过ServerSocet带端口参数的构造函数完成。

   ② 获取连接过来的客户端对象,通过ServerSocket的阻塞式方法accept()接收客户端对象。

   ③ 客户端如果发过来数据,则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读取发过来的数据,并输出到指定目的地。

   ④ 关闭资源。(关闭客户端,一般不关服务端)

  4、TCP客户端和服务端代码示例

 1 /* 需求:客户端给服务端发送数据,服务端收到后,给客户端反馈信息。 */
 2 import java.net.*;
 3 import java.io.*;
 4 //(1)客户端代码示例
 5 class  TcpClient{
 6     public static void main(String[] args) throws Exception{
 7         //1、创建客户端的Socket服务。指定目的主机和端口
 8         Socket s = new Socket("127.0.0.1",10000);
 9         //2、获取Socket流中输出流,发送数据
10         OutputStream out = s.getOutputStream();
11         out.write("你好!".getBytes());
12         //3、获取Socket流中的输入流,用来接收服务端的反馈信息并打印
13         InputStream in = s.getInputStream();
14         byte[] buf = new byte[1024];
15         int len = in.read(buf);//读取反馈的数据
16         //输出接收的数据
17         System.out.println(new String(buf,0,len));
18         s.close();//关闭资源
19     }
20 }
21 //(2)服务端代码示例
22 class TcpServer{
23     public static void main(String[] args)throws Exception{
24         //1、创建服务端的Socket服务,并监听一个端口
25         ServerSocket ss = new ServerSocket(10000);
26         //2、通过accept方法获取连接过来的客户端对象。
27         Socket s = ss.accept();
28         //获取客户端ip
29         String ip = s.getInetAddress().getHostName();
30         System.out.println(ip+"connected....");
31         //3、获取对应客户端对象的读取流读取发过来的数据,并打印
32         InputStream in = s.getInputStream();
33         byte[] buf = new byte[1024];
34         int len = in.read(buf);
35         System.out.println(new String(buf,0,len));  
36         //4、调用对应的客户端的输出流写入返回数据
37         OutputStream out = s.getOutputStream();
38         out.write("哥们,收到!".getBytes());  
39         //关闭资源
40         s.close();
41         ss.close();//可选操作
42     }
43 }

  5、练习题:

  (1)需求: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。

  (2)需求:向服务器上传一个文件,服务返回一条“上传成功”的信息。

  (四)应用示例

  需求:通过利用TCP传输,实现并发上传图片

  1 import java.io.*;
  2 import java.net.*; 
  3 //客户端
  4 class  PicClient {
  5     public static void main(String[] args) throws Exception{
  6         //对传入的值进行判断
  7         if (args.length!=1) {
  8             System.out.println("请指定一个图片文件!");
  9             return; 
 10         }
 11         File file = new File(args[0]);
 12         //对文件路径进行判断
 13         if (!(file.exists()&&file.isFile())){
 14             System.out.println("你上传的文件有问题,非文件或者不存在!");
 15             return;
 16         }
 17         //判断是否是图片文件
 18         if (!file.getName().endsWith(".jpg")){
 19             System.out.println("图片格式错误,请重新选择!");
 20             return;
 21         }  
 22         //对文件大小进行判断
 23         if (file.length()>1024*1024*5){
 24             System.out.println("你上传的文件过大,居心叵测!");
 25             return;
 26         }
 27         //创建服务
 28         Socket s = new Socket("localhost",10000);
 29         //读取图片数据
 30         FileInputStream fis = new FileInputStream(file);
 31         //用Socket服务输出流写入数据
 32         OutputStream out = s.getOutputStream();
 33         BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(s.getInputStream()));
 34         byte[] buf = new byte[1024];
 35         int len = 0;
 36         while ((len = fis.read(buf))! = -1){
 37             out.write(buf,0,len);
 38         }
 39         //结束标记,表示文件数据已经上传完了
 40         s.shutdownOutput();
 41         String info=in.readLine();//读取返回信息
 42         System.out.println(info);
 43         fis.close();//关流
 44         s.close();
 45     }
 46 }
 47 
 48 //服务端
 49 class PicServer{
 50     public static void main(String[] args)throws Exception{
 51         //创建服务,监听端口
 52         ServerSocket ss = new ServerSocket(10000);
 53         while (true){
 54             //获取客户端对象
 55             Socket s = ss.accept();
 56             //客户端执行线程
 57             new Thread(new PicThread(s)).start();
 58         }
 59         //ss.close();
 60     }
 61 }
 62 
 63 //利用多线程实现并发上传
 64 class PicThread implements Runnable{
 65     private Socket s;
 66     PicThread(Socket s){
 67         this.s = s;
 68     }
 69     public void run(){
 70         int count = 1;
 71         //获取客户端ip
 72         String ip = s.getInetAddress().getHostAddress();
 73         try{
 74             System.out.println(ip+"  connected.....");
 75             //通过客户端的读取流读取数据
 76             InputStream in = s.getInputStream();
 77             //文件保存路径
 78             File dir = new File("C:\\Users\\asus\\Desktop");
 79             //文件名
 80             File file = new File(dir,ip+".jpg");
 81             //判断文件是否存在
 82             while(file.exists()){
 83                 file = new File(dir,ip+"("+(count++)+").jpg");
 84             }
 85             //将数据写入到指定文件中
 86             FileOutputStream fos = new FileOutputStream(file);
 87             byte[] buf = new byte[1024];
 88             int len = 0;
 89             while ((len = in.read(buf))! = -1){
 90                 fos.write(buf,0,len);
 91             }
 92             //将收到图片数据的信息返回给客户端
 93             OutputStream out = s.getOutputStream();
 94             out.write("上传成功!".getBytes());
 95             fos.close();//关流
 96             s.close();
 97         }catch (Exception e){
 98             throw new RuntimeException(ip+"图片上传失败");
 99         }
100     }
101 }

四、URL&URLConnection

  (一)概述

  1、URI:表示一个统一资源标识符 (URI) 引用。

  2、URL:代表一个统一资源定位符,它是指向互联网“资源”的指针。

  3、URN:统一资源名称。

  (二)常用方法

  (1)构造函数:

  URL(String protocol,String host,int port,String file):根据指定 protocol、host、port号和 file 创建 URL对象。

  (2)InputStream openStream() :打开到此 URL 的连接并返回一个用于从该连接读入的 InputStream。

  (3)String getProtocol():获取协议名称。

  (4)String getHost():获取主机名。

  (5)int getPort():获取端口号。

  (6)String getFile():获取URL文件名。

  (7)String getPath():获取此URL的路径部分。

  (8)String getQuery():获取此URL的查询部,客户端传输的特定信息。

  (三)URLConnection

  (1)URLConnection openConnection():用URL调用此方法,返回一个 URLConnection 对象,它表示到 URL 所引用的远程对象的连接。

  (2)InputStream getInputStream():获取输入流

  (3)OutputStream getOutputStream():获取输出流

  注:openStream的底层是通过openConnection()实现的。url.openStream()的可以用以下代码来代替实现:

1 URL url = new URL(“str_rul”);//str_url是表示“ip地址+端口+路径文件+参数”的字符串。
2 URLConcetion conn = url.openConnection();
3 InputStream in = conn.getInputStream();

  (四)URL应用示例

 1 import java.io.IOException;
 2 import java.io.InputStream;
 3 import java.net.URL;
 4 import java.net.URLConnection;
 5 public class URLDemo {
 6     public static void main(String[] args) throws IOException {
 7         String str_url = "http://127.0.0.1:8080/myweb/1.html";    
 8         URL url = new URL(str_url);    
 9          System.out.println("getProtocol:"+url.getProtocol());
10          System.out.println("getHost:"+url.getHost());
11          System.out.println("getPort:"+url.getPort());
12          System.out.println("getFile:"+url.getFile());
13          System.out.println("getPath:"+url.getPath());
14          System.out.println("getQuery:"+url.getQuery());
15          InputStream in = url.openStream();
16         //获取url对象的Url连接器对象。将连接封装成了对象:java中内置的可以解析的具体协议的对象+socket.
17         URLConnection conn = url.openConnection();
18          String value = conn.getHeaderField("Content-Type");
19           System.out.println(value);
20          System.out.println(conn);
21         InputStream in = conn.getInputStream();
22         byte[] buf = new byte[1024];
23         int len = in.read(buf);
24         String text = new String(buf,0,len);
25         System.out.println(text);
26         in.close();
27     }
28 }

五、常见网路结构

  (一)C/S结构(client/server

  1、特点:

    该结构的软件,客户端和服务端都需要编写。

    可发成本较高,维护较为麻烦。

  2、好处:

    客户端在本地可以分担一部分运算。

  (二)B/S结构(browser/server

  1、特点:

    该结构的软件,只开发服务器端,不开发客户端,因为客户端直接由浏览器取代。

    开发成本相对低,维护更为简单。

  2、缺点:

    所有运算都要在服务端完成。 

黑马程序员——【Java基础】——网络编程

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原文地址:http://www.cnblogs.com/jianxingjianyuan2014/p/4006597.html

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