Java 12网络编程

1.网络编程入门

1.1软件结构

CS结构，全称为Client/Sever结构，是指客户端与服务端的结果，如qq  迅雷

BS结构，全称为Browser/Server结构，是指浏览器和服务端的结构，常见浏览器如谷歌或火狐。

两种架构各有优势，但无论哪种架构，都离不开网络的支持，网络编程也就是在一定的协议下，支持两个计算机的通讯程序。

1.2网络通讯协议:

含义：计算机网络中，链接和通信的规则称之为网络通信协议，它对数据的传输格式、传输速率、传输步骤等进行了统一的规定，通信双方（多台电脑或服务器）同时遵守，才能完成数据交换。

顾名思义，网络通信协议，是指通过计算机网络一遍多台计算机实现连接，位于一个网络中的计算机在连接和通信时需要遵守同一的原则。

重点学习TCP/IP协议。（传输控制协议 tansmission Control Protocol/因特网互联协议 Internet Protocol）。它是internet最基本和最广泛的协议，它定义了计算机如何选择入因特网，以及数据如何在他们之间传输的数据，内部包含一些列的用于数据通信的协议，并采用了4层的分层的模型，每一层都呼叫它的下一层所提供的协议完成自己的额需求。

说明：应用层  传输层 网络层 和链路层

1）链路层，定义物理层传输信道，通常是对某些网络连接社保的驱动协议，例如对光纤，网线提供的驱动

2）网络层，是整个tcp/ip协议的核心，它主要用于将传输的数据进行分组，将分组的数据发送至目标计算机或者网络。

3）传输层，主要使用网络程序进行通信，在进行网络通信时， 可以采用TCP协议，也可以采用UDP协议。

4）应用层，主要负责应用程序的协议，例如HTTP协议，FTP协议。

1.3 网络通信协议的分类，也就是传输层的分类

      通信协议极其复杂，java.net包中包含的类和接口，他们提供低层次的通信细节，我们可以直接使用这些类和接口，来专注于网络程序的开发，而不考虑通信的细节

UDP 用户数据报协议 ，效率高，但是不安全。

其中 数据报是datagram，网络传输的基本单位

      面向无连接通信协议，即在数据传输时，数据的发送端和接收端不建立逻辑连接，简单来说，当一台计算机向另一台发送数据时，发送端不会确认接收端是否存在，就会发送数据。比如qq发信息。

   UDP特点 数据被限制在64Kb以内，超出就不能发送了

                  不问目标是否存在，因此可能存在丢失

     UDP因协议资源消耗小，通信效率高，所以通常都会用于音频、视频和普通数据的传输例如 视频会议都用udp协议，因为这种情况下即便偶尔丢失一两个数据报，也不会对接收结果产生太大影响。

TCP   传输控制协议  ：效率低，但是安全

        面向连接的通信协议，即传输数据前，在发送端和接受端进行逻辑连接，它提供了两台计算机之间可靠无差错的数据传输。在TCP连接中，必须要明确客户端和服务器端，由客户端向服务端发起连接请求，每次连接的创建都需要经过三次握手。

第一次：客户端向服务端发出连接请求，等待服务器的确认

第二次L服务器向客户端发送一个响应，通知客户端收到了连接请求

第三次，客户端再次向服务端发送确认消息，确认连接，整个交互过程如下图所示。

      TCP协议可以保证传输数据的安全，所以广泛用于下载文件、浏览网页等

一款通信的软件，可能同时启动使用udp和tcp协议，例如飞秋，它发信息是udp，发文件是tcp

1.4 网络编程的三要素  协议  IP地址  端口号

协议

也就是之前学习的内容，tcp或者udp

IP地址

指的是互联网协议地址即 internet Protocol Address，俗称IP，IP地址用来给一个网络中的计算机设备做唯一的编号，假如我们把个人电脑比作一台电脑，那么IP地址相当于电话号码。

IPv4：4个字节的32位的二进制数字，a.b.c.d其中abcd均由10进制数表示，约42亿个。

IPv6：8组16字节的16 进制数组成的128位。

常用命令 

查看本机IPI地址 ipconfig

检查网络是否连接 ping 空格 ip地址

特殊IP地址  本机IP地址：127.0.0.1 localhost

1、localhost等于127.0.0.1，不过localhost是域名，127.0.0.1是IP地址。

2、localhost和127.0.0.1不需要联网，都是本机访问。

3、本机IP需要联网，本机IP是本机或外部访问， 本机 IP 就是本机对外放开访问的IP地址，这个网址就是与物理网卡绑定的IP地址。

端口号

端口号是逻辑端口，是无法直接知道的，是通过网络软件查看端口号的，一旦软件打开，操作系统将给与软件随机分配一个端口号。

端口号是由两个字节组成。0-65535之间

          1 1024之前的端口号不可以用

          2 网络软件的端口号不能重复，分配不可重复（理解为门牌号）

          3 常用的网络端口号  80 即可  www.baidu.com:80

                                 mysql：3306  oracle：1251   Tomcat服务器：8080

80是HTTP协议的默认端口，8080是Tomcat服务器的默认端口

2.TCP的通信程序

TCP通信是指使用TCP协议进行通信的程序，实现两台计算机的数据交互，通信的两端，要严格区分客户端Client和服务端Server。

一般而言，客户端机器配置较低，服务端的机器较好。

2.1两端通信的步骤

• 服务端程序，需要实现启动，等待客户端的连接
• 客户端主动连接服务器端，连接成功才能通信，服务端不可以直接连接客户端。

2.2 java中，提供了两个类用于实现TCP协议：tcp是面向连接的通信。

• 客户端：java.net.Socket类表示，创建Socket对象，向服务器端发出连接请求，服务端响应请求，两者建立连接开始通信
• 服务端:java.net.ServerSocket类表示，创建SeverScoket对象，相当于开启一个服务，并等待客户端的连接。
• 客户端与服务端的两者之间对象，就是IO对（字节流）象。字节流对象。
• 
  

但客户端过多时，都可以与服务器端开展交流，因此服务端需要明确两件事

• 多个客户端可以和服务器进行交互，服务器必须明确和哪个客户端进行教务，方法是服务器有个方法叫accept客户端获取到请求的客户端对象。
• 多个客户端可以和服务器进行交互，需要多个IO流对象，由于服务器没有IO流对象，但可以获取到请求的客户端对象Socket使用每个客户端Socket中提供的IO流与客户端进行交流。

2.3 接下来用java程序实现下TCP端、

     tcp通信的客户端：向服务器发送连接请求，给服务器发送数据，读取服务器回写的数据，表示客户的类：java.net.Socket：此类实现客户端套接字（套接字的含义是包含IP地址和端口号的网络单位），套接字是两台机器之间通信的端点。

构造方法：

Socket(String host, int port)  创建一个流套接字并将其连接到指定主机上的指定端口号。String host：服务器主机的名称/服务器的IP地址

                   int port：服务器的端口号

 

成员方法：客户端和服务器端进行交互，需要使用流对象，因此必须有成员方法，且是字节流，所以要用流获取

    OutputStream getOutputSream() 返回此套接字的输出流

    InputStream getInputStream（） 返回此套接字的输入流；

    void Closed（）关闭是否此套接字

实现步骤：

1）创建一个客户端对象Socket，构造方法绑定服务器的IP地址和端口号‘

2）使用Socket对象中的方法getOutputStream（）获取网络字节输出流OutputStream对象。

3）使用网络字节输出流对象 OutputSream中的方法Write，给服务器发送数据；

4）使用Socket对象中的方法getInputStream()获取网络字节输入流InputStream对象。

5）使用网络字节输入流InputStream对象中的方法read，读取服务器回写的数据；

6）释放socket对象即可（流都是它的）

注意事项：

1）客户端和服务端的交互，必须使用Socket中提供的网络流，不能使用自己创建的流对象

2）当我们创建客户端对象的时候，就会去请求服务器和服务器经过3次握手，建议链接通路。这时如果服务器没有启动，那么就会抛出异常。如果服务器启动，就可以进行交互了。

服务器端的实现步骤

1）创建服务器ServerSocket对象和系统要指定的端口号

2）使用ServerSocket对象中的方法accept，获取到请求的客户端对象Socket

3）使用Socket对象中的方法getInputStream获取网络字节输入流InputStream（）对象

4）使用网络字节输入流InputStream对象中的方法read，读取客户端发送的数据

5）使用Socket对象中的方法getOutputStream（）获取网络字节输出流OutputStream（）对象

6）使用网络字节输出流OutputStream（）对象中的方法Write，给客户端回写数据

7）释放资源 （Socket（客户端），serverSocket）

练习1：没有建立4/5两个步骤执行时。抛出异常：Exception in thread "main" java.net.ConnectException: Connection refused: connect 异常

public class Demo06 {
    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的IP地址和端口号
        Socket socket = 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 outputStream = socket.getOutputStream();
        //3）使用网络字节输出流对象 OutputSream中的方法Write，给服务器发送数据；
        outputStream.write("你好服务器".getBytes());


        socket.close();
    }

}

练习2 完整版服务器

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);
        //2）使用ServerSocket对象中的方法accept，获取到请求的客户端对象Socket
        Socket accept = server.accept();
        //3）使用Socket对象中的方法getInputStream获取网络字节输入流InputStream（）对象
        InputStream is= accept.getInputStream();
        //4）使用网络字节输入流InputStream对象中的方法read，读取客户端发送的数据
        byte[] bytes = new byte[1024];
        int len = is.read(bytes);
        System.out.println(new String( bytes ,0,len));
        //5）使用Socket对象中的方法getOutputStream（）获取网络字节输出流OutputStream（）对象
        OutputStream os = accept.getOutputStream();
                //6）使用网络字节输出流OutputStream（）对象中的方法Write，给客户端回写数据
        os.write("收到，谢谢".getBytes());
        //7）释放资源 （Socket（客户端），serverSocket）
        accept.close();
        server.close();
    }
}

    完整版客户端

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的IP地址和端口号
        Socket socket = 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 outputStream = socket.getOutputStream();
        //3）使用网络字节输出流对象 OutputSream中的方法Write，给服务器发送数据；
        outputStream.write("你好服务器".getBytes());
        //4）使用Socket对象中的方法getInputStream()获取网络字节输入流InputStream对象。
        InputStream is = socket.getInputStream();

        //5）使用网络字节输入流InputStream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));
        socket.close();
    }
}

3 综合案例

3.1文件上传