1 通信協(xié)議

通信的協(xié)議還是比較復(fù)雜的， java.net 包中包含的類和接口，它們提供低層次的通信細(xì)節(jié)。我們可以直接使用這些類和接口，來專注于網(wǎng)絡(luò)程序開發(fā)，而不用考慮通信的細(xì)節(jié)。
java.net 包中提供了兩種常見的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的支持：tcp和udp

TCP：傳輸控制協(xié)議 (Transmission Control Protocol)。TCP協(xié)議是面向連接的通信協(xié)議，即傳輸數(shù)據(jù)之前，在發(fā)送端和接收端建立邏輯連接，然后再傳輸數(shù)據(jù)，它提供了兩臺計算機(jī)之間可靠無差錯的數(shù)據(jù)傳輸。

三次握手：TCP協(xié)議中，在發(fā)送數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備階段，客戶端與服務(wù)器之間的三次交互，以保證連接的可靠。
第一次握手，客戶端向服務(wù)器端發(fā)出連接請求，等待服務(wù)器確認(rèn)。
第二次握手，服務(wù)器端向客戶端回送一個響應(yīng)，通知客戶端收到了連接請求。
第三次握手，客戶端再次向服務(wù)器端發(fā)送確認(rèn)信息，確認(rèn)連接。整個交互過程如下圖所示。

UDP：用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議(User Datagram Protocol)。UDP協(xié)議是一個面向無連接的協(xié)議。傳輸數(shù)據(jù)時，不需要建立連接，不管對方端服務(wù)是否啟動，直接將數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)源和目的地都封裝在數(shù)據(jù)包中，直接發(fā)送。每個數(shù)據(jù)包的大小限制在64k以內(nèi)。它是不可靠協(xié)議，因為無連接，所以傳輸速度快，但是容易丟失數(shù)據(jù)。日常應(yīng)用中,例如視頻會議、QQ聊天等。耗資小效率高，容易丟數(shù)據(jù)

2 網(wǎng)絡(luò)編程三要素

協(xié)議：計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信必須遵守的規(guī)則。

IP地址：指互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議地址（Internet Protocol Address），俗稱IP。IP地址用來給一個網(wǎng)絡(luò)中的計算機(jī)設(shè)備做唯一的編號。假如我們把“個人電腦”比作“一臺電話”的話，那么“IP地址”就相當(dāng)于“電話號碼”。

IP地址分類

• IPv4：是一個32位的二進(jìn)制數(shù)，通常被分為4個字節(jié)，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之間的十進(jìn)制整數(shù)，那么最多可以表示42億個。
• IPv6：由于互聯(lián)網(wǎng)的蓬勃發(fā)展，IP地址的需求量愈來愈大，但是網(wǎng)絡(luò)地址資源有限，使得IP的分配越發(fā)緊張。有資料顯示，全球IPv4地址在2011年2月分配完畢。為了擴(kuò)大地址空間，擬通過IPv6重新定義地址空間，采用128位地址長度，每16個字節(jié)一組，分成8組十六進(jìn)制數(shù)，表示成ABCD:EF01:2345:6789:ABCD:EF01:2345:6789 ，號稱可以為全世界的每一粒沙子編上一個網(wǎng)址，這樣就解決了網(wǎng)絡(luò)地址資源數(shù)量不夠的問題。

常用命令
查看本機(jī)IP地址，在控制臺輸入：ipconfig
檢查網(wǎng)絡(luò)是否連通，在控制臺輸入：ping ip地址
特殊的IP地址：本機(jī)IP地址： 127.0.0.1 、localhost 。

端口號
網(wǎng)絡(luò)的通信，本質(zhì)上是兩個進(jìn)程（應(yīng)用程序）的通信。每臺計算機(jī)都有很多的進(jìn)程，那么在網(wǎng)絡(luò)通信時，如何區(qū)分這些進(jìn)程呢？如果說IP地址可以唯一標(biāo)識網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備，那么端口號就可以唯一標(biāo)識設(shè)備中的進(jìn)程（應(yīng)用程序）了。

端口號：用兩個字節(jié)表示的整數(shù)，它的取值范圍是0~65535。其中，0~1023之間的端口號用于一些知名的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)和應(yīng)用，普通的應(yīng)用程序需要使用1024以上的端口號。如果端口號被另外一個服務(wù)或應(yīng)用所占用，會導(dǎo)致當(dāng)前程序啟動失敗。

利用協(xié)議+ IP地址+ 端口號 三元組合，就可以標(biāo)識網(wǎng)絡(luò)中的進(jìn)程了，那么進(jìn)程間的通信就可以利用這個標(biāo)識與其它進(jìn)程進(jìn)行交互。

常用端口號：

• 80端口 網(wǎng)絡(luò)端口
• 數(shù)據(jù)庫端口 mysql：3306 oracle：1521
• tomcat端口：8080

3 TCP通信程序

TCP通信能實現(xiàn)兩臺計算機(jī)之間的數(shù)據(jù)交互，通信的兩端要嚴(yán)格區(qū)分客戶端和服務(wù)端

通信步驟

服務(wù)器端先啟動

客戶端請求服務(wù)器端

客戶端服務(wù)端經(jīng)過三次握手建立邏輯連接

連接中包含一個IO對象，使用IO流對象進(jìn)行通信，IO流對象是字節(jié)流對象。

服務(wù)端要做的事：

服務(wù)端需要知道自己在和哪個客戶端交互，通過accept方法獲取到請求的客戶端對象

多個客戶端和服務(wù)端交互需要使用多個IO流對象。服務(wù)端沒有IO流，它可以獲取到請求的客戶端對象socket使用每個客戶端的socket中提供的IO流和客戶端進(jìn)行交互。使用輸入流讀數(shù)據(jù)，使用輸出流發(fā)數(shù)據(jù)。

3.1 TCP客戶端代碼實現(xiàn)

構(gòu)造方法：Socket(String host, int port)

成員方法：

• OutputStream getOutputStream()：返回輸出流
• InputStream getInputStream()：返回輸入流
• void close()：關(guān)閉套接字

實現(xiàn)步驟：

創(chuàng)建客戶端對象Socket，綁定服務(wù)器IP地址和端口號

使用socket對象的getOutputStream()獲取網(wǎng)絡(luò)字節(jié)輸出流對象

使用字節(jié)輸出流的write方法發(fā)送數(shù)據(jù)

使用socket對象的getInputStream()獲取網(wǎng)絡(luò)字節(jié)輸入流對象

使用字節(jié)輸入流的read方法讀取數(shù)據(jù)

釋放資源

public class TCPClient {public static void main(String[] args) throws IOException {Socket socket = new Socket("127.0.0.1",8888);OutputStream os = socket.getOutputStream();os.write("客戶端：你好服務(wù)器".getBytes());InputStream is = socket.getInputStream();byte[] bytes = new byte[1024];int len = is.read(bytes);System.out.println(new String(bytes,0,len));socket.close();} }

3.2 TCP服務(wù)端代碼實現(xiàn)

構(gòu)造方法：Socket(int port)：創(chuàng)建綁定到特定端口的服務(wù)器套接字

成員方法：

• Socket accept()：偵聽并接收到此套接字連接
  實現(xiàn)步驟：

創(chuàng)建客戶端對象Socket，綁定服務(wù)器IP地址和端口號

使用socket對象的getOutputStream()獲取網(wǎng)絡(luò)字節(jié)輸出流對象

使用字節(jié)輸出流的write方法發(fā)送數(shù)據(jù)

使用socket對象的getInputStream()獲取網(wǎng)絡(luò)字節(jié)輸入流對象

使用字節(jié)輸入流的read方法讀取數(shù)據(jù)

釋放資源

public class TCPServer {public static void main(String[] args) throws IOException {ServerSocket server = new ServerSocket(8888);Socket socket = server.accept();InputStream is = socket.getInputStream();byte[] bytes= new byte[1024];int len = is.read(bytes);System.out.println(new String(bytes, 0, len));OutputStream os = socket.getOutputStream();os.write("服務(wù)端：收到謝謝".getBytes());socket.close();server.close();} }

3.3 練習(xí)1-文件上傳

原理：客戶端讀取本地的文件，把文件上傳到服務(wù)器，服務(wù)器把上傳的文件保存到服務(wù)器的硬盤上。

步驟

客戶端使用本地的字節(jié)輸入流，讀取要上傳的文件

客戶端使用網(wǎng)絡(luò)字節(jié)輸出流，把讀取到的文件上傳到服務(wù)器

服務(wù)器使用網(wǎng)絡(luò)字節(jié)輸入流，讀取客戶端上傳的文件

服務(wù)端使用本地的字節(jié)輸出流，把讀取到的文件保存到服務(wù)器的硬盤上

服務(wù)器使用網(wǎng)絡(luò)字節(jié)輸出流，給客戶端回寫一個上傳成功

客戶端使用網(wǎng)絡(luò)字節(jié)輸入流，讀取客戶端回寫的消息

本地硬盤讀寫用本地字節(jié)流，CS間通信用網(wǎng)絡(luò)字節(jié)流

客戶端實現(xiàn)

創(chuàng)建本地fis對象讀取本地文件

創(chuàng)建socket對象獲取網(wǎng)絡(luò)os對象

使用網(wǎng)絡(luò)os對象上傳文件到服務(wù)器

使用socket對象獲取網(wǎng)絡(luò)is對象

使用網(wǎng)絡(luò)is對象讀取服務(wù)器回寫的數(shù)據(jù)

釋放資源

//數(shù)據(jù)源："a.txt" //目的地服務(wù)器"D:\\upload\\" public class TCPClient {public static void main(String[] args) throws IOException {FileInputStream fis = new FileInputStream("a.txt");Socket socket = new Socket("127.0.0.1",8888);OutputStream os = socket.getOutputStream();int len = 0;byte[] bytes = new byte[1024];while((len = fis.read(bytes)) != -1){os.write(bytes,0,len);}//上傳完文件給服務(wù)器寫一個結(jié)束標(biāo)記socket.shutdownOutput();InputStream is = socket.getInputStream();while ((len = is.read(bytes)) != -1){System.out.println(new String(bytes,0,len));}fis.close();//從本地讀取文件 輸出到服務(wù)器socket.close();} }

服務(wù)端實現(xiàn)

創(chuàng)建服務(wù)器ServerSocket對象，使用accpet方法獲取Socket對象

使用Socket對象的getInputStream獲取網(wǎng)絡(luò)字節(jié)輸入流對象

判斷上傳的文件夾是否存在，不存在則創(chuàng)建

創(chuàng)建一個本地的字節(jié)輸出流fos ，綁定輸出目的地

用網(wǎng)絡(luò)is對象讀取客戶端上傳的文件

使用本地字節(jié)fos把文件寫道服務(wù)器的硬盤上

獲取網(wǎng)絡(luò)os對象，使用os對象的write給客戶端發(fā)送上傳成功的消息

釋放資源

注意上傳阻塞問題
fis.read 讀取本地文件 結(jié)束標(biāo)記是讀取到-1
while循環(huán)不會讀取-1 也不會寫給服務(wù)器
read讀不到-1 進(jìn)入死循環(huán)
解決方法：上傳結(jié)束后，寫一個結(jié)束標(biāo)記。使用socket.shutdown()

public class TCPServer {public static void main(String[] args) throws IOException {ServerSocket server = new ServerSocket(8888);Socket socket = server.accept();InputStream is = socket.getInputStream();File file = new File("E:\\upload");if(!file.exists()){file.mkdir();}FileOutputStream fos = new FileOutputStream(file+"\\a.txt");byte[] bytes= new byte[1024];int len = 0;while((len = is.read(bytes))!= -1){fos.write(bytes,0,len);}OutputStream os = socket.getOutputStream();os.write("服務(wù)端：文件上傳成功".getBytes());socket.close();server.close();} }

3.4 練習(xí)2-文件上傳優(yōu)化版

自定義文件命名，防止文件同名覆蓋

讓服務(wù)器一直處于監(jiān)聽狀態(tài)，客戶端可以多次上傳

使用多線程可以提高文件上傳效率，上傳一次開啟一個線程

package tcp;import java.io.*; import java.net.ServerSocket; import java.net.Socket; import java.util.Random;public class TCPServer {public static void main(String[] args) throws IOException {ServerSocket server = new ServerSocket(8888);//優(yōu)化2：讓服務(wù)端一直處于監(jiān)聽狀態(tài) 死循環(huán)accept//有一個客戶端上傳就保存一個文件while(true){Socket socket = server.accept();//優(yōu)化3：使用多線程提高效率 run中實現(xiàn)文件文件上傳 有一個客戶端上傳就開啟一個線程new Thread(new Runnable() {@Overridepublic void run() {try{InputStream is = socket.getInputStream();File file = new File("E:\\upload");if(!file.exists()){file.mkdir();}//優(yōu)化1：自定義文件名String filename = "zxc"+System.currentTimeMillis()+new Random().nextInt(9999)+".txt";FileOutputStream fos = new FileOutputStream(file+"\\"+filename);byte[] bytes= new byte[1024];int len = 0;while((len = is.read(bytes))!= -1){fos.write(bytes,0,len);}OutputStream os = socket.getOutputStream();os.write("服務(wù)端：文件上傳成功".getBytes());socket.close();}catch (IOException e){e.printStackTrace();}}}).start();}} }

3.5 BS服務(wù)器實現(xiàn)

使用FileInputStream創(chuàng)建對象的時候遇到了問題，相對路徑訪問不了，這個問題暫時還不知道怎么解決，所以強(qiáng)行把父路徑加上了，訪問絕對路徑就沒問題。

import java.io.*; import java.net.ServerSocket; import java.net.Socket;/*創(chuàng)建BS版本TCP服務(wù)器*/ public class TCPServerThread {public static void main(String[] args) throws IOException {//創(chuàng)建一個服務(wù)器ServerSocket,和系統(tǒng)要指定的端口號ServerSocket server = new ServerSocket(8080);/*瀏覽器解析服務(wù)器回寫的html頁面,頁面中如果有圖片,那么瀏覽器就會單獨的開啟一個線程,讀取服務(wù)器的圖片我們就的讓服務(wù)器一直處于監(jiān)聽狀態(tài),客戶端請求一次,服務(wù)器就回寫一次*/while(true){//使用accept方法獲取到請求的客戶端對象(瀏覽器)Socket socket = server.accept();new Thread(new Runnable() {@Overridepublic void run() {try {//使用Socket對象中的方法getInputStream,獲取到網(wǎng)絡(luò)字節(jié)輸入流InputStream對象InputStream is = socket.getInputStream();//把is網(wǎng)絡(luò)字節(jié)輸入流對象,轉(zhuǎn)換為字符緩沖輸入流BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(is));//把客戶端請求信息的第一行讀取出來 GET /11_Net/web/index.html HTTP/1.1String line = br.readLine();System.out.println(line);//把讀取的信息進(jìn)行切割,只要中間部分 /11_Net/web/index.htmlString[] arr = line.split(" ");//把路徑前邊的/去掉,進(jìn)行截取 11_Net/web/index.htmlString htmlpath = arr[1].substring(1);//使用FileInputStream創(chuàng)建對象的時候遇到了問題//相對路徑訪問不了 不知道怎么解決//所以強(qiáng)行把父路徑加上了//訪問絕對路徑就沒問題File file = new File("").getAbsoluteFile();htmlpath = file.getParent() + "\\" + htmlpath;//創(chuàng)建一個本地字節(jié)輸入流,構(gòu)造方法中綁定要讀取的html路徑FileInputStream fis = new FileInputStream(htmlpath);//使用Socket中的方法getOutputStream獲取網(wǎng)絡(luò)字節(jié)輸出流OutputStream對象OutputStream os = socket.getOutputStream();// 寫入HTTP協(xié)議響應(yīng)頭,固定寫法os.write("HTTP/1.1 200 OK\r\n".getBytes());os.write("Content-Type:text/html\r\n".getBytes());// 必須要寫入空行,否則瀏覽器不解析os.write("\r\n".getBytes());//一讀一寫復(fù)制文件,把服務(wù)讀取的html文件回寫到客戶端int len = 0;byte[] bytes = new byte[1024];while((len = fis.read(bytes))!=-1){os.write(bytes,0,len);}//釋放資源fis.close();socket.close();}catch (IOException e){e.printStackTrace();}}}).start();}//server.close();} }

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的【Java】网络编程的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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