黑马程序员Java基础网络编程

 　　Java 为网络编成提供了java.net 包。Java支持TCP/UDP 及其上层的网络编程。、

一、网络程序设计基础

　　1、TCP和UDP

　　TCP（Transmission Control Protocol，传输控制协议）是面向连接的传输层协议。即应用进程在使用TCP协议之前，必须建立TCP连接，在传输完毕后，释放已经建立的连接。利用TCP协议进行

通信的两个应用进程：

　　1、是服务器进程。

　　2、客户端进程。

　　UDP（User Datagram Protocol，用户数据报协议）是面向无连接的传输层协议，即应用进程在使用UDP协议之前，不必先建立连接。

　　2、端口和套接字

　　端口也称为协议端口。端口用一个整数型标识符来表示，即端口号。端口号跟协议相关，TCP/IP传输层的两个协议TCP和UDP是完全独立的两个软件模块，因此各自的端口号保留给预定义的服务，

他的范围是0~655535。

　　端口好拼接到IP 地址即构成套接字（Socket）。 在客户/服务器通信模式中，客户端需要主动创建与服务器连接的Socket，服务器进程接收到了客户端的连接请求时，也会创建与客户连接的Socket。Socket可看做是通信连接两端的收发器，服务器进程与客户进程都通过Socket来收发数据。在一个Socket 对象中同时包含了远程服务器的IP地址和端口信息，以及本地客户的IP 地址和端口信息。从Sokcet对象中还可以获得输入输出流，分别用于接收从服务器端发来的数据，以及向服务器发送数据。

二、UDP网络编程

　　在Java中，java.net.DatagramSocket 负责接收和发送UDP 数据报 ，而java.net.DatagramPacket 表示UDP数据报。

　　每个DatagramSocket 与一个数据报套接字绑定，每个DatagramSocket 可以把UDP数据报发送给任意一个远程DatagramSocket，也可以接收来自任意一个远程DatagramSocket 的数据报，

在UDP 数据报中包含了目的信息，DatagramSocket 可以根据该信息把数据发送到目的地。

　　DatagramSocket 类常用的方法：

　　> void send(DatagramPacket p ) throws IOException ：发送一个UDP 数据报。

　　> void receive(DatagramPacket p ) throws IOException : 接收一个UDP 数据报。

　　> void connect(InetAddress addr, int post) ：将该UDPSocket 变成一个连接型的UDPSocket 。

　　> void disconnect( ) ：将该UDPSocket 变成一个非连接型的UDPSocket 。

　　> void close() ：关闭该UDPSocket 。

 　　DatagramPacket 类的对象代表了一个UDP 数据报包，通过UDP 发送数据时，

　　　　1、根据发送的数据生成一个DatagramPacket 对象。

　　　　2、通过DatagramSocket 对象的send() 方法发送这个对象。

　　接收数据包时：

　　　　1、根据要接收数据的缓冲区生成一个DatagramPacket 对象。

　　　　2、通过DatagramSocket 对象的receive() 方法接收这个对象的内容。

 　　所以，DatagramPacket 类的构造方法分为两类：

　　　　1、创建DatagramPacket 对象用来发送数据报，如：

　　　　　　DatagramPacket(byte[] buf, int length , InetAddress addr , int post) ，

　　　　2、用于接收数据包构造方法，如：

　　　　　　DatagramPacket(byte[] buf, int length) ;

 　　DatagramPacket 类的常用方法：

　　　　> byte[] getData() : 返回DatagramPacket对象中包含的数据。

　　　　> int getLength() : 返回发送/接收数据的长度。

　　练习：通过UDP传输方式，客户程序向接收程序发送小写字符串，服务器程序接收到后，并将其转换成大写返回给客户程序。

　　思路：
          服务程序 ：
          1、建立UDPSocket服务，并监听一个端口。
          2、创建接收数据报对象。
          3、接收到数据报，并将数据类容转换成大写。
          4、将转换完的内容发送给客户程序。
          5、关闭资源。

public class UDPServer {
    public static void main(String[] args) throws  Exception {
//        定义服务端Socket ， 端口号为 10001
        DatagramSocket ds = new DatagramSocket(10001) ;
        while(true) {
//            创建接收数据包
            byte[] buf = new byte[1024] ; 
            DatagramPacket r_dp = new DatagramPacket(buf,buf.length) ; 
            ds.receive(r_dp) ;
//            取出发送端的IP地址和端口，
            InetAddress  addr = r_dp.getAddress() ; 
            int post = r_dp.getPort() ; 
//            客户端发送的数据：
            String str = new String(buf,0,r_dp.getLength()) ;
            System.out.println("IP:"+addr+",post:"+post
                    +":"+ str);
            
//            将转换的完的内容发送个客户程序
            buf = str.toUpperCase().getBytes();
            DatagramPacket s_dp = new DatagramPacket(buf
                    , buf.length, addr , post) ;
            ds.send(s_dp) ;
        } 
    }
}

　　　  客户程序：          

　　　　1、建立UDPSocket服务，并监听一个端口。          

　　　　2、提供数据。并将数据封装到数据包。

　　　　3、通过Socket服务的发送功能，将数据包发出去。          

　　　　4、接收服务端发送的数据。          

　　　　5、关闭资源。

public class UDPClient {
    public static void main(String[] args) throws  Exception {
        DatagramSocket ds = new DatagramSocket() ;
        
        BufferedReader bufr =
            new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in)) ;
        
        String line = null ; 
        InetAddress address = InetAddress.getByName("127.0.0.1") ;
        byte[] buf = new byte[1024] ;
        while ((line = bufr.readLine()) != null) {
            if ("exit".equals(line))
                break ;
            
            buf = line.getBytes() ; 
            DatagramPacket s_dp = 
                new DatagramPacket(buf, buf.length, address ,10001) ; 
            ds.send(s_dp) ;
            
//            接收数据包
            DatagramPacket r_dp = new DatagramPacket(buf, buf.length) ;
            ds.receive(r_dp) ;
            System.out.println(new String(buf,0,r_dp.getLength()));
        }
        ds.close() ;
    }
}

　　总结：对于网络编程知识，首先要有清晰的功能流程思路，这样编写起来会非常上手。

 　

三、TCP网络编程

 　  Java 的基于套接字编程分为服务端编程和客户端编程：

　　服务器编程：

　　1、调用ServerSocket(int port) 创建一个服务器套接字，并绑定到指定端口上。

　　2、调用accept()，监听连接请求，如果客户端请求连接，并接收连接，返回客户端套接字Scoket。

　　3、调用Socket 类的getOutputStream 和getInputStream 获取网络输出和输入流，开始网络数据的发送和接收。

　　4、关闭通信套接字。

　　客户端编程：

　　1、调用Socket()创建一个流套接字，并请求连接到服务器。

　　2、调用Socket 类的getOutputStream 和getInputStream 获取网络输出和输入流，开始网络数据的发送和接收。

　　3、关闭通信套接字。

　　练习：模拟一个文件上传的C/S 程序。即可以多个用户同时向客户端上传mp3格式文件。

　　分析：在多个客户端同时连接服务器，并对服务器进行上传文件操作时，则需要使用多线程，否则会出现局限性：当一个客户端连接服务器时，其他客户端则不能连接上。

  　 问：如何定义线程？

　　明确每个客户端要在服务端执行的代码，将该代码存入run方法中。如：

　　服务器：

　　1、创建服务器Socket 。

　　2、接收客户端连接。

　　3、接收客户端上传的文件。

　　4、接收完成，返回信息。

　　5、关闭资源。

 　 上面5个步骤中，3、4则是客户端要在服务端执行的代码，我们则将该代码存入run()方法中。

　　服务端代码：

import java.io.*; 
import java.net.*;
public class TCPServer{
    public static void main(String[] args) throws Exception {
//        创建服务器socket 
        ServerSocket server = new ServerSocket(10000) ; 
        while(true) {
//            接收客户端连接
            Socket client = server.accept() ; 
//            有客户端连接，便创建线程
            new Thread(new TCPFileToServer(client)).start() ;
        }
    }
}
class TCPFileToServer implements Runnable{
    private Socket client ;
    TCPFileToServer(Socket client){
        this.client = client ;
    }
    public void run(){
        int count = 1 ;
        try{
//            定义存储文件的名字。
            String ip = client.getInetAddress().getHostAddress() ;
            File file = new File("f:\\"+ip+"("+(count++)+")"+".mp3") ;
            
            while(file.exists())
                file = new File("f:\\"+ip+"("+(count++)+")"+".mp3") ;
//            收取文件
//            文件输出流：
            BufferedWriter bufw = 
                new BufferedWriter(
                        new OutputStreamWriter(
                                new FileOutputStream(file))) ; 
//            网络输入流：
            BufferedReader bufr = 
                new BufferedReader(
                        new InputStreamReader(client.getInputStream()));
            String line = null ; 
            while ((line = bufr.readLine())!= null) {
                bufw.write(line) ;
            }
//            网络输出流：
            PrintWriter out = new PrintWriter (client.getOutputStream(),true) ;
            out.println("上传成功！") ;
//            关闭资源。
            bufw.close();
            client.close() ; 
        }    
        catch(Exception e){
            new RuntimeException("上传失败。") ;
        }
    }
}

　　客户端代码如：

import java.net.*;
import java.io.*; 
public class TCPFileClient {
    public static void main(String[] args) throws Exception{
//        创建客户端Socket
        Socket client = new Socket(InetAddress.getByName("127.0.0.1"),10000) ;
        if (args.length != 1)
            return ;
//        输出要上传文件的地址
        File file = new File(args[0]) ; 
        
//        网络输出流
        PrintWriter out = 
            new PrintWriter(
                    client.getOutputStream(),true);
//        文件读取流
        BufferedReader bufr = 
            new BufferedReader(
                    new InputStreamReader(
                            new FileInputStream(file))) ;
        String line = null ; 
        while ((line = bufr.readLine())!=null) {
            out.println(line) ;
        }
        client.shutdownOutput() ;
//        网络输入流
        byte[] buf = new  byte[1024] ; 
        InputStream in =  client.getInputStream();
        int len = in.read(buf) ; 
        System.out.println(new String(buf,0,len));
//        关闭资源
        bufr.close() ;
        client.close() ;
    }
}

　　练习2：客户端并发登录：客户端通过键盘录入登录用户名。服务端对这个用户名进行校验。

　　如果该用户存在，在服务端显示xxx，已经登录。

　　并在客户端显示，xxx,欢迎登录。

　　如果该用户不存在，在服务端显示xxx,尝试登录。

　　并在客户端显示，xxx,该用户不存在。（在用户错误的情况下不能连续登录3次以上）

　　思路：

　　客户端：
   　　1、创建Socket 服务，连接服务器。
   　　2、键入用户名，并发送给服务器。
   　　3、收到返回的信息。
   　　4、关闭资源。

import java.io.*;
import java.net.*;
public class LoginClient {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
//        创建客户端Socket
        Socket client = new Socket("127.0.0.1", 10000) ;
        
//        输入用户名端。
        BufferedReader bufr = 
            new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in)) ;
//        网络输出流
        PrintWriter pw = 
            new PrintWriter(client.getOutputStream(),true) ;
//        网络输入流
        BufferedReader br = 
            new BufferedReader(new InputStreamReader(client.getInputStream())) ;
//        键入用户名
        for (int i = 0 ; i < 3 ; i ++) {
            String line = bufr.readLine() ;
            if(line == null) 
                break ; 
            pw.println(line) ;
//            接收信息
            String info = br.readLine() ;
            System.out.println(line+","+info);
            if(info.contains("欢迎"))
                break ;
        }
    }
}

　　服务器：
  　　思路：
  　　1、建立服务器Socket.
 　　 2、接收客户端连接。
  　　3、创建客户端线程。
   　　　　3.1、判断用户名是否合法。
   　　　　3.2、判断用户是否存在。
  　　4、关闭资源。

import java.net.*; 
import java.io.*;
public class LoginServer {
    public static void main(String[] args) throws  Exception {
        ServerSocket server = new ServerSocket(10000) ; 
        while (true) {
            Socket client = server.accept() ; 
            new Thread(new ClientThread(client)).start() ;
        } 
    }
}

class ClientThread implements Runnable {
    private Socket  client ;
    public ClientThread(Socket client) {
        this.client = client ; 
    }
    public void run() {
        try {
            for (int i = 0 ; i < 3 ; i ++) { 
//                文件输入流：读取用户信息
                BufferedReader bufr = 
                    new BufferedReader(new FileReader("F:\\user.txt")) ; 
//                    网络输入流

                BufferedReader br = 
                new BufferedReader(new InputStreamReader(client.getInputStream())) ;
//                网络输出流
                PrintWriter pw = 
                new PrintWriter(client.getOutputStream(),true) ;
                String name = br.readLine() ;
                if (name == null)
                    break ;
                String line = null ;
                boolean flag = false ;
                while ((line = bufr.readLine()) != null) {
                    if ( line.equals(name) ) {
                        flag = true ;
                        break ;
                    }
                }
                if (flag) {
                    System.out.println(name + ",已经登录");
                    pw.println("欢迎登录.") ;
                }
                else {
                    System.out.println(name + ",尝试登录。");
                    pw.println("用户不存在.") ;
                }
            } 
            client.close() ;
        }
        catch(Exception e) {
            
        }
    }
}

　　

四、URL

　　URL（Uniform Resurse Locator ，统一资源定位器），用来表示从英特网上得到资源位置和访问位置这些资源的方法。协议名：//资源名。

　　如：http://www.cnblogs.com/jbelial/

　　其中：协议名是http 协议，主机名是www.cnblogs.com，端口默认80，文件路径名是/jbelial/。

　　1、URL类

　　URL 类代表了一个同一资源定位符，它是指向互联网资源的指针。

　　URL 类的构造方法如下：

　　> URL(String spec ) ：由一个表示URL 地址的字符串构造一个URL对象。

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

　　常用方法：

　　> InputStream openStream() ：打开一个连接到该URL 的InputStream 的对象，通过对象，可以URL 中读取Web 页面内容。

　　> URLConnection openConnection() ：创建并返回一个 URLConnection 对象，它表示到URL所引用的远程对象的连接。

　　> Object getContent() ： 获取此URL 的内容。

　　> String getFile() ：获取次URL的文件名。

　　> String getHost()： 获取次URL的主机名

　　> String getPath()： 获取次URL的路径部分。

　　> String getProtocol()： 获取次URL的协议名称

　　> String getQuery()： 获取次URL 的查询。

public class TomcatDemo {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        if(args.length != 1)
            return ;
//        创建一个URL 对象
        URL url = new URL(args[0]) ; 
//        缓冲流
        BufferedReader bufr = new BufferedReader(new InputStreamReader(url.openStream())) ;
        String line = null ; 
        while ((line = bufr.readLine()) != null) {
            System.out.println(line);
        }
        bufr.close() ;
    }
}

　　运行时输入：http://jbelial.cnblogs.com 则可以获取到该URL的内容。

　　2、URLConnection 类

　　抽象类 URLConnection 是所有类的超类，它代表应用程序和 URL 之间的通信链接。此类的实例可用于读取和写入此 URL 引用的资源。