多线程03

  网络通信协议

通过计算机网络可以使多台计算机实现连接，位于同一个网络中的计算机在进行连接和通信时需要遵守一定的规则，这就好比在道路中行驶的汽车一定要遵守交通规则一样。在计算机网络中，这些连接和通信的规则被称为网络通信协议，它对数据的传输格式、传输速率、传输步骤等做了统一规定，通信双方必须同时遵守才能完成数据交换。

网络通信协议有很多种，目前应用最广泛的是TCP/IP协议(Transmission Control Protocal/Internet Protoal传输控制协议/英特网互联协议)，它是一个包括TCP协议和IP协议，UDP（User Datagram Protocol）协议和其它一些协议的协议组

 

链路层：链路层是用于定义物理传输通道，通常是对某些网络连接设备的驱动协议，例如针对光纤、网线提供的驱动。

 

网络层：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，将分组数据发送到目标计算机或者网络。

 

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

 

应用层：主要负责应用程序的协议，例如HTTP协议、FTP协议等。

 

 

IP地址和端口号

要想使网络中的计算机能够进行通信，必须为每台计算机指定一个标识号，通过这个标识号来指定接受数据的计算机或者发送数据的计算机。

在TCP/IP协议中，这个标识号就是IP地址，它可以唯一标识一台计算机，目前，IP地址广泛使用的版本是IPv4，它是由4个字节大小的二进制数来表示，如：00001010000000000000000000000001。由于二进制形式表示的IP地址非常不便记忆和处理，因此通常会将IP地址写成十进制的形式，每个字节用一个十进制数字(0-255)表示，数字间用符号“.”分开，如 “192.168.1.100”。

随着计算机网络规模的不断扩大，对IP地址的需求也越来越多，IPV4这种用4个字节表示的IP地址面临枯竭，因此IPv6 便应运而生了，IPv6使用16个字节表示IP地址，它所拥有的地址容量约是IPv4的8×1028倍，达到2128个（算上全零的），这样就解决了网络地址资源数量不够的问题。

通过IP地址可以连接到指定计算机，但如果想访问目标计算机中的某个应用程序，还需要指定端口号。在计算机中，不同的应用程序是通过端口号区分的。端口号是用两个字节（16位的二进制数）表示的，它的取值范围是0~65535，其中，0~1023之间的端口号用于一些知名的网络服务和应用，用户的普通应用程序需要使用1024以上的端口号，从而避免端口号被另外一个应用或服务所占用。

 

 

InetAdderss

 

了解了IP地址的作用，我们看学习下JDK中提供了一个InetAdderss类，该类用于封装一个IP地址，并提供了一系列与IP地址相关的方法。

主要的方法，代码演示：

 

public class Example01 {

 

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

 

InetAddress local = InetAddress.getLocalHost();

 

InetAddress remote = InetAddress.getByName("www.oracle.cn");

 

System.out.println("本机的IP地址：" + local.getHostAddress());

 

System.out.println("oracle的IP地址：" + remote.getHostAddress());

 

System.out.println("oracle的主机名为：" + remote.getHostName());

 

}

 

 

 UDP与TCP协议

，提到传输层的两个重要的高级协议，分别是UDP和TCP，其中UDP是User Datagram Protocol的简称，称为用户数据报协议，TCP是Transmission Control Protocol的简称，称为传输控制协议。

 

 

UDP是无连接通信协议，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，当一台计算机向另外一台计算机发送数据时，发送端不会确认接收端是否存在，就会发出数据，同样接收端在收到数据时，也不会向发送端反馈是否收到数据。

 

由于使用UDP协议消耗资源小，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使用UDP协议，因为这种情况即使偶尔丢失一两个数据包，也不会对接收结果产生太大影响。

 

但是在使用UDP协议传送数据时，由于UDP的面向无连接性，不能保证数据的完整性，因此在传输重要数据时不建议使用UDP协议。UDP的交换过程如下图所示。

 

UDP传输数据被限制在64K以内。

 

 

TCP协议是面向连接的通信协议，即在传输数据前先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。在TCP连接中必须要明确客户端与服务器端，由客户端向服务端发出连接请求，每次连接的创建都需要经过“三次握手”。第一次握手，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，通知客户端收到了连接请求，第三次握手，客户端再次向服务器端发送确认信息，确认连接

 

 

 

 

 

 

 

由于TCP协议的面向连接特性，它可以保证传输数据的安全性，所以是一个被广泛采用的协议，例如在下载文件时，如果数据接收不完整，将会导致文件数据丢失而不能被打开，因此，下载文件时必须采用TCP协议。

 

小结：

1.UDP协议无需要求两端连接性，只要传过去即可，消耗资源小，效率高，但是不能保证数据的完整性，传输重要数据时不建议使用UDP协议。

2.TCP协议是面向连接的通信协议，必须保证两端一致连接，它可以保证传输数据的安全性，所以是一个被广泛采用的协议，在下载文件时必须使用TCP协议。

 

TCP通信

 

实现两台计算机之间的通信，通信的两端都需要创建socket对象。

 

TCP通信是严格区分客户端与服务器端的，在通信时，必须先由客户端去连接服务器端才能实现通信，服务器端不可以主动连接客户端，并且服务器端程序需要事先启动，等待客户端的连接。

 

在JDK中提供了两个类用于实现TCP程序，一个是ServerSocket类，用于表示服务器端，一个是Socket类，用于表示客户端。

 

通信时，首先创建代表服务器端的ServerSocket对象，该对象相当于开启一个服务，并等待客户端的连接，然后创建代表客户端的Socket对象向服务器端发出连接请求，服务器端响应请求，两者建立连接开始通信。

 

DK的java.net包中提供了一个ServerSocket类，该类的实例对象可以实现一个服务器段的程序。通过查阅API文档可知，ServerSocket类提供了多种构造方法，接下来就对ServerSocket的构造方法进行逐一地讲解。

 

使用该构造方法在创建ServerSocket对象时，就可以将其绑定到一个指定的端口号上（参数port就是端口号）。

 

ServerSocket对象负责监听某台计算机的某个端口号，在创建ServerSocket对象后，需要继续调用该对象的accept()方法，接收来自客户端的请求。当执行了accept()方法之后，服务器端程序会发生阻塞，直到客户端发出连接请求，accept()方法才会返回一个Scoket对象用于和客户端实现通信，程序才能继续向下执行。

 

讲解了ServerSocket对象可以实现服务端程序，但只实现服务器端程序还不能完成通信，此时还需要一个客户端程序与之交互，为此JDK提供了一个Socket类，用于实现TCP客户端程序。

 

通过查阅API文档可知Socket类同样提供了多种构造方法

 

创建Socket对象时，会根据参数去连接在指定地址和端口上运行的服务器程序，其中参数host接收的是一个字符串类型的IP地址。

 

Socket的常用方法，如表所示。

 

方法声明

功能描述

int getPort()

该方法返回一个int类型对象，该对象是Socket对象与服务器端连接的端口号

InetAddress getLocalAddress()

该方法用于获取Socket对象绑定的本地IP地址，并将IP地址封装成InetAddress类型的对象返回

void close()

该方法用于关闭Socket连接，结束本次通信。在关闭socket之前，应将与socket相关的所有的输入/输出流全部关闭，这是因为一个良好的程序应该在执行完毕时释放所有的资源

InputStream getInputStream()

该方法返回一个InputStream类型的输入流对象，如果该对象是由服务器端的Socket返回，就用于读取客户端发送的数据，反之，用于读取服务器端发送的数据

OutputStream getOutputStream()

该方法返回一个OutputStream类型的输出流对象，如果该对象是由服务器端的Socket返回，就用于向客户端发送数据，反之，用于向服务器端发送数据

 

 

 

 

 

 

 

 

 

文件上传案例：

 TCP上传服务器

 

  1. ServerSocket套接字对象，监听端口8888
  2. 方法accept（）获取客户端的连接对象
  3. 客户端连接对象获取字节输入流，读取客户端发送图片
  4. 创建File对象，绑定上传文件夹

 

判断文件夹存在，不存在，再创建文件夹

 

  1. 创建字节输出流，数据目的File对象所在文件夹
  2. 字节读取图片，字节流将图片写入到目的文件夹中
  3. 将上传成功返回客户端
  4. 关闭资源

 

 */

 

public class TCPServer {

 

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

 

//1,创建服务器，等待客户端连接

 

ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8888);

 

Socket clientSocket = serverSocket.accept();

 

//显示哪个客户端Socket连接上了服务器

 

InetAddress ipObject = clientSocket.getInetAddress();//得到IP地址对象

 

String ip = ipObject.getHostAddress(); //得到IP地址字符串

 

System.out.println("小样，抓到你了，连接我！！" + "IP:" + ip);

 

 

 

//7,获取Socket的输入流

 

InputStream in = clientSocket.getInputStream();

 

//8,创建目的地的字节输出流   D:\\upload\\192.168.74.58(1).jpg

 

BufferedOutputStream fileOut = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("D:\\upload\\192.168.74.58(1).jpg"));

 

//9,把Socket输入流中的数据，写入目的地的字节输出流中

 

byte[] buffer = new byte[1024];

 

int len = -1;

 

while((len = in.read(buffer)) != -1){

 

//写入目的地的字节输出流中

 

fileOut.write(buffer, 0, len);

 

}

 

 

 

//-----------------反馈信息---------------------

 

//10,获取Socket的输出流, 作用：写反馈信息给客户端

 

OutputStream out = clientSocket.getOutputStream();

 

//11,写反馈信息给客户端

 

out.write("图片上传成功".getBytes());

 

 

 

out.close();

 

fileOut.close();

 

in.close();

 

clientSocket.close();

 

//serverSocket.close();

 

}

 

}

 

 

 

l 编写客户端，完成上传图片

 

/*

 

 * 文件上传 客户端

 

实现步骤：

 

  1. Socket套接字连接服务器
  2. 通过Socket获取字节输出流，写图片
  3. 使用自己的流对象，读取图片数据源

 

   FileInputStream

 

  1. 读取图片，使用字节输出流，将图片写到服务器
  2. 通过Socket套接字获取字节输入流

 

     读取服务器发回来的上传成功

 

6.关闭资源

 

 *

 

 * public void shutdownOutput()  禁用此Socket的输出流,间接的相当于告知了服务器数据写入完毕

 

 */

 

public class TCPClient {

 

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

 

//2,创建客户端Socket，连接服务器

 

Socket socket = new Socket("192.168.74.58", 8888);

 

//3,获取Socket流中的输出流，功能：用来把数据写到服务器

 

OutputStream out = socket.getOutputStream();

 

//4,创建字节输入流，功能：用来读取数据源(图片)的字节

 

BufferedInputStream fileIn = new BufferedInputStream(new FileInputStream("D:\\NoDir\\test.jpg"));

 

//5,把图片数据写到Socket的输出流中(把数据传给服务器)

 

byte[] buffer = new byte[1024];

 

int len = -1;

 

while ((len = fileIn.read(buffer)) != -1){

 

//把数据写到Socket的输出流中

 

out.write(buffer, 0, len);

 

}

 

//6,客户端发送数据完毕，结束Socket输出流的写入操作，告知服务器端

 

socket.shutdownOutput();

 

 

 

//-----------------反馈信息---------------------

 

//12,获取Socket的输入流  作用： 读反馈信息

 

InputStream in = socket.getInputStream();

 

//13,读反馈信息

 

byte[] info = new byte[1024];

 

//把反馈信息存储到info数组中，并记录字节个数

 

int length = in.read(info);

 

//显示反馈结果

 

System.out.println( new String(info, 0, length) );

 

 

 

//关闭流

 

in.close();

 

fileIn.close();

 

out.close();

 

socket.close();

 

}

 

}

 

 

 

文件上传案例多线程版本

public class TCPServer {

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

//1,创建服务器，等待客户端连接

ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(6666);

 

//实现多个客户端连接服务器的操作

while(true){

final Socket clientSocket = serverSocket.accept();

//启动线程，完成与当前客户端的数据交互过程

new Thread(){

public void run() {

try{

//显示哪个客户端Socket连接上了服务器

InetAddress ipObject = clientSocket.getInetAddress();//得到IP地址对象

String ip = ipObject.getHostAddress(); //得到IP地址字符串

System.out.println("小样，抓到你了，连接我！！" + "IP:" + ip);

 

//7,获取Socket的输入流

InputStream in = clientSocket.getInputStream();

//8,创建目的地的字节输出流   D:\\upload\\192.168.74.58(1).jpg

BufferedOutputStream fileOut = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("D:\\upload\\"+ip+"("+System.currentTimeMillis()+").jpg"));

//9,把Socket输入流中的数据，写入目的地的字节输出流中

byte[] buffer = new byte[1024];

int len = -1;

while((len = in.read(buffer)) != -1){

//写入目的地的字节输出流中

fileOut.write(buffer, 0, len);

}

 

//-----------------反馈信息---------------------

//10,获取Socket的输出流, 作用：写反馈信息给客户端

OutputStream out = clientSocket.getOutputStream();

//11,写反馈信息给客户端

out.write("图片上传成功".getBytes());

 

out.close();

fileOut.close();

in.close();

clientSocket.close();

} catch(IOException e){

e.printStackTrace();

}

};

}.start();

}

 

//serverSocket.close();

}

}

 

 

posted on 2019-10-16 16:36  小蜘zhu  阅读(151)  评论(0)  编辑  收藏  举报

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