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QiShunwang

“诚信为本、客户至上”

Java网络编程基础

2021/4/26 19:53:03   来源:

Java网络编程基础

  • 1. 网络编程概述
  • 2. TCP
    • 2.1 TCP 协议 的 C/S程序
    • 2.2 ServerSocket
    • 2.3 Socket
    • 2.4 客户端服务器连接案例
    • 2.5 在服务端加入多线程处理
  • 3 相关类和API
    • 3.1 常用方法
    • 3.2 UDP 协议(数据报) 程序 了解
    • 3.3 InetAddress 描述IP地址的类
    • 3.4 URL 类 (统一资源定位符)(网址) 了解

1. 网络编程概述

1)什么是计算机网络


    分布在不同地域的计算机, 通过硬件等网络设备使用通信线路互相连接形成的一个网格系统. 
    计算机网络, 可以很方便的进行 信息的传递, 资源的共享 !

2)什么是计算机的IP地址


	IP地址 是计算机在互联网中的唯一标识(公网IP) . 就像人在社会中的身份证号码. 

本机IP: 
	127.0.0.1:无论是否插网线,都可以找到自己
	localhost :127.0.0.1的域名(别名)

3)什么是 网络中 网站的域名


域名可以简单的理解为, IP地址的别名. 更方便记忆, 当输入域名后(例如www.baidu.com)        
 , 计算机会访 问域名解析商 , 然后得到ip地址, 再进行访问。        
 

4)什么是计算机的端口号

端口号的范围 0-65535 之间 . ***** 

与ip地址很相似, IP地址是计算机在网络中的唯一标识 . 

端口号是计算机中 程序的标识 . 用于在一台计算机中区分不同的应用程序 

端口号在使用时 , 应尽量避免0-1024之间的端口号, 因为已经被一些知名的软件 和 windows操作系统所占 用了.

5)什么是计算机之间的通信协议


1 是计算机与计算机之间交流的标准 . 
2 是对数据的 传输速率, 传入接口, 步骤控制 出错控制 等等 制定的一套标准 ! 

常用的通信协议: 
    1. http协议 : 超文本传输协议 . 80端口号 
    2. https协议: 安全的超文本传输协议 443端口号 
    3. ftp协议: 文件传输协议 21端口号 
    4. TCP协议: 传输控制协议 
    5. UDP协议: 数据报协议

TCP/IP:传输控制协证(Transmission Contro1 Protoco1). 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。
    第一次撞手,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,通知喀户端收到了连接请求。
    第三次揭手,客户业再次向服务器端发送确认信息,确认连接。
    第三次握手,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,所以应用十分广泛,例如下载文件、浏览网页等

四次挥手(简单描述)
	Client:我已经说完了。
	Server:我收到了,等等我,我还没说完。
	Server:好了,我也说完了。
	Client:好的,那我们通信结束。

6)网络编程程序的分类


    1.B/S 程序 : 浏览器与服务器程序 (浏览器并不是自家的,所以编程时需要按照特定的格式)

    2.C/S 程序 : 客户端与服务器程序(客户端代码在用户那里,不能及时得到更新)

7)TCP协议 - OSI网络模型


    指的是 从一台计算机的软件中, 将数据发送到另一台计算机的软件中的过程. 

    七层网络模型: 应用层 / 表现层 / 会话层 / 传输层 / 网络层 / 数据链路层 / 物理层

2. TCP

2.1 TCP 协议 的 C/S程序

    需要使用到两个类, 来编写TCP协议的 CS程序 . 
        1.ServerSocket 搭建服务器 
        2.Socket 搭建客户端 

    两方使用socket(套接字 , 通信端点) 进行交流.

2.2 ServerSocket

    用于创建服务器 . 创建完毕后, 会绑定一个端口号. 
    然后此服务器可以等待客户端连接 . 
    每连接一个客户端 , 服务器就会得到一个新的Socket对象, 用于跟客户端进行通信 .

常用构造方法

    ServerSocket(int port); 

    创建一个基于TCP/IP协议的服务器 , 并绑定指定的端口号. 

    注意: 参数port的范围是: 0-65535 (建议1025-65535)

常用方法

    Socket accept(); 
        等待客户端连接 . 
        此方法会导致线程的阻塞! 
        直到一个新的客户端连接成功, return Socket对象后, 线程再继续执行. 

    void close(); 
        释放占用的端口号 , 关闭服务器.(四次挥手)

2.3 Socket

socket是两台计算机之间通信的端点 , 是网络驱动提供给应用程序编程的一种接口 一套标准, 一种机制 。

构造方法


    Socket(String ip,int port) 
        创建一个套接字, 并连接指定ip和端口号的 服务器. 
        参数1. 服务器的ip地址 
        参数2. 服务器软件的端口号
        

常用方法

- OutputStream getOutputStream(); 
    返回的是 , 指向通信的另一端点的输出流 

- InputStream getInputStream(); 
    返回的是 , 指向通信的另一端点的输入流 

- void close(); 
    关闭套接字 

注意:在网络编程时, 获取输入输出流的操作 ,对于客户端与服务器来说是相对的 
    客户端的输入流, 输入的是服务器的输出流 输出的内容. 
    客户端的输出刘, 输出到了服务器的输入流中. 

所以:在使用时, 需要注意以下一点规则: 
    客户端与服务器获取流的顺序必须是相反的: 例如:客户端先得到了输入流 , 那服务器必须先获取输出流

2.4 客户端服务器连接案例

服务端

public static void main(String[] args) throws IOException {

        //搭建服务器
        ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(55565);
        System.out.println("服务器已启动");

        //等待客户端连接
        Socket socket = serverSocket.accept();
        System.out.println("客服端已连接");
        
}

客户端

public static void main(String[] args) throws IOException {

        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        //连接服务端
        Socket socket = new Socket("127.0.0.1",55565);
}

执行结果
在这里插入图片描述

2.5 在服务端加入多线程处理

/**
 * 要求:每一个用户发送登
 *      录请求到服务器后,服务器端就分配一个线程去处理这个请求。以实现服务器
 *      端多线程模式下的用户登录。
 */
public class ServerDemo {

    private static String mangerName = "admin"; //管理员账号
    private static String mangerPassword = "abc"; //管理员密码

    private static String userName = "user"; //普通用户账号
    private static String userPassword = "123"; //普通用户密码

    public static void main(String[] args) throws IOException {

        //搭建服务器
        ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(55565);
        System.out.println("服务器启动完毕");

        while (true){
            Socket socket = serverSocket.accept();
            
            //在服务端加入多线程方式
            new Thread(){
                @Override
                public void run() {
                    try {
                        //创建一个输入流
                        OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();
                        //转换为打印流
                        PrintStream printStream = new PrintStream(outputStream);

                        InputStream inputStream = socket.getInputStream();
                        BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(inputStream));

                        String name = bufferedReader.readLine(); //读取账号
                        String password = bufferedReader.readLine(); //读取密码
                        System.out.println("用户输入的账号为:"+name);
                        System.out.println("用户输入的密码为:"+password);

                        if (mangerName.equals(name) && mangerPassword.equals(password)){
                            printStream.println("账号和密码正确,管理员登录成功");
                            System.out.println("账号和密码正确,管理员登录成功");
                        }else if (userName.equals(name) && userPassword.equals(password)){
                            printStream.println("账号或密码正确,普通用户登录成功");
                            System.out.println("账号或密码正确,普通用户登录成功");
                        }else {
                            System.out.println("登录失败,账号名或密码错误");
                            printStream.println("登录失败,账号名或密码错误");
                        }

                    } catch (IOException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }

                }
            }.start();
            System.out.println("一个客户端连接了");
        }
    }
}

3 相关类和API

3.1 常用方法

在这里插入图片描述

3.2 UDP 协议(数据报) 程序 了解

用户数据报协议, 与tcp协议不同, UDP的连接是不可信的. 数据发送的成功与失败 与 数据报是无关的.

使用到两个类:
1)数据报套接字: DatagramSocket

用于发送 与 接收数据包的Socket 
- 构造方法:
    - DatagramSocket(int port); 
    - 参数: 端口号 

- 常用方法: 
    - close() : 关闭套接字. 
    - send(DatagramPacket dp) 将一个数据包dp 发送出去 
    - receive(DatagramPacket dp) 接收一个数据包, 并存储到参数dp中. 

2)数据包 DatagramPacket


用于发送或接收数据时, 盛放数据的对象! 

- 构造方法: 
1.用于发送数据时, 组装数据的 构造方法. 

	DatagramPacket(byte[] bytes,int startIndex,int len,InetAddress ip,int port); 
    参数1. 要发送的数据, 是字节数组的形式 
    参数2. 有效数据 在数组中的起始位置 
    参数3. 有效数据 在数组中的长度 
    参数4. 当前这个数据包, 准备发送到的IP地址, InetAddress 这个类的对象, 用于描述 IP .
    参数5. 当前这个数据包, 准备发送到目标计算机的哪个端口号. 

得到InetAddress对象的方式:
	InetAddress ip = InetAddress.getByName("192.168.102.228"); 

2.用于接收数据时, 存储数据的 构造方法. 
	创建的是 不包含数据的数据包, 用于在接收到数据后, 存储数据 ! 
	DatagramPacket(byte[] bytes,int len) 
   		参数1. 用于存储数据的 数组 
    	参数2. 允许存储的最大长度 

- 常用方法: 
    byte[] getData()用于获取数据包中的有效字节数组 
    int getLength() 用于获取数据包中的有效数据的长度.

3.3 InetAddress 描述IP地址的类

InetAddress 这个类的对象, 用于描述IP 。
1)得到InetAddress对象的方式:

InetAddress ip = InetAddress.getByName("192.168.102.228"); 

2)不同协议获取IP的方式


    在UDP协议中,通过数据包DatagramPacket的getAddress方法, 可以得到数据包来自哪个ip 
    在TCP协议中,通过套接字Socket的getInetAddress方法, 可以得到套接字连接的ip地址. 

3)常用方法:


    String getHostAddress() ip地址字符串 

    String getHostName() 计算机名称, 当名称无法获取时, 获取的为ip地址.

3.4 URL 类 (统一资源定位符)(网址) 了解

案例:下载文件

public class ClientDemo { 
 
    public static void main(String[] args) throws Exception { 
        Scanner input = new Scanner(System.in); 
        System.out.println("欢迎使用嘿嘿雷下载器"); 
        System.out.println("请输入要下载的文件网址:"); 
        String urlString = input.nextLine(); 
        System.out.println("请输入要保存的文件名称:"); 
        System.out.println("(文件默认下载位置:d盘download文件夹中)"); 
        String fileString = input.nextLine();
        //1. 确保文件夹存在 
        File dir = new File("d://download"); 
        if(!dir.exists()) { 
            dir.mkdirs(); 
        }
 
        //2. 创建一个文件输出流, 用于输出数据 
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream(new File(dir,fileString)); 
        
        //3. 今天学习的新内容
 
        //3.1 创建一个网址对象(统一资源定位符) 
        URL url = new URL(urlString); 
 
        //3.2 打开链接 , 并得到链接对象 
        URLConnection conn = url.openConnection(); 
 
        //3.3 通过连接对象, 获取连接到的文件的输入流 
        InputStream is = conn.getInputStream(); 
 
        //[3.4] 获取网址指向文件的 大小 
        long fileLength = conn.getContentLengthLong(); 
 
        //3.5 循环读取 并写出到fos中 用于存储 每次读取的数据 
        byte[] bytes = new byte[1024*1024]; 
        int len = -1; //用于存储每次读取的数据长度 
        int count = 0;  //用于存储已读取的所有数据的长度 
        while((len = is.read(bytes))!=-1) { 
            //将每次循环读取的bytes 写出到文件中 
            fos.write(bytes,0,len); 
            count+=len; 
            System.out.println("下载中:"+(count/(fileLength/100))+"%"); 
        }
        is.close(); 
        System.out.println("文件下载完毕"); 
    } 
}

案例:传输参数, 并下载数据

static Scanner input = new Scanner(System.in); 
public static void main(String[] args) throws Exception { 
    System.out.println("自动P图小程序:"); 
    System.out.println("请选择菜单:"); 
    int menu = menu(); 
    System.out.println("请输入名字:"); 
    String name = input.nextLine(); 
    String name2 = URLEncoder.encode(name, "UTF-8"); 
    //1. 得到网址, 这个网址指向的内容 是另一个图片的网址 
    String urlString = "http://itdage.cn/B/img?id="+menu+"&s1="+name2; 
    URL url = new URL(urlString); 
 
    //2. 打开链接 
    URLConnection conn = url.openConnection(); 
 
    //3. 得到输入流 
    //3.1 因为我们这个网址的内容 只是一个图片的地址, 也就是一行文字, 所以我们将这个流转换为逐行读取流, 读取一行文本就可以了 
    InputStream is = conn.getInputStream(); 
 
    //3.2 转换为字符流 
    InputStreamReader isr = new InputStreamReader(is); 
 
    //3.3 转换为逐行读取流 
    BufferedReader br = new BufferedReader(isr);
    String imgUrlString = br.readLine(); 
    System.out.println("图片已制作完成 , 地址:"+imgUrlString); 
}
public static int menu(){ 
    System.out.println("1. 捐*补助");//1 
    System.out.println("2. 登月插旗");//2 娃娃 
    System.out.println("3. 娃娃订单");//3 娃娃 
    System.out.println("4. 相思癌");//4相思癌
    System.out.println("5. 孕检证明"); 
    System.out.println(";6. 玛莎拉蒂订单");//6.玛莎拉蒂订单 
    System.out.println("7. 马云湖畔大学");// 
    System.out.println("122. 男举牌 娶你");// 
    System.out.println("123. 女举牌 生猴子");// 
    String text = input.nextLine(); 
    int m = -1; 
    try {
        m = Integer.parseInt(text); 
    }catch(Exception e) { 
    }
    if(m<1 || (m>7&&m<122) || m>123) { 
        return menu(); 
    }
    return m; 
}

最后,如果有问题,希望指正,一起进步。