• 网络编程【TCP单向通信、TCP双向通信、一对多应用、一对多聊天服务器】(二)-全面详解(学习总结---从入门到深化)


     

     

    目录

    Java网络编程中的常用类

    TCP通信的实现和项目案例

    TCP通信入门案例 

    TCP单向通信

    TCP双向通信

    创建点对点的聊天应用

    一对多应用

    一对多聊天服务器


    Java网络编程中的常用类

    Java为了跨平台,在网络应用通信时是不允许直接调用操作系统接 口的,而是由java.net包来提供网络功能。下面我们来介绍几个 java.net包中的常用的类。

    InetAddress的使用 

    作用:封装计算机的IP地址和DNS(没有端口信息)

    注:DNS是Domain Name System,域名系统。

    特点:

    这个类没有构造方法。如果要得到对象,只能通过静态方法:

    getLocalHost()、getByName()、 getAllByName()、 getAddress()、getHostName()

     获取本机信息

    获取本机信息需要使用getLocalHost方法创建InetAddress对象。 getLocalHost()方法返回一个InetAddress对象,这个对象包含了本 机的IP地址,计算机名等信息。

    1. public class InetTest {
    2. public static void main(String[] args)throws Exception {
    3. //实例化InetAddress对象
    4. InetAddress inetAddress = InetAddress.getLocalHost();
    5. //返回当前计算机的IP地址
    6. System.out.println(inetAddress.getHostAddress());
    7. //返回当前计算机名
    8. System.out.println(inetAddress.getHostName());
    9. }
    10. }

    根据域名获取计算机的信息

    根据域名获取计算机信息时需要使用getByName(“域名”)方法创建 InetAddress对象。

    1. public class InetTest2 {
    2. public static void main(String[] args)throws Exception {
    3. InetAddress inetAddress = InetAddress.getByName("www.baidu.com");
    4. System.out.println(inetAddress.getHostAddress());
    5. System.out.println(inetAddress.getHostName());
    6. }
    7. }

    根据IP获取计算机的信息

    根据IP地址获取计算机信息时需要使用getByName(“IP”)方法创建 InetAddress对象。

    1. public class InetTest3 {
    2. public static void main(String[] args)throws Exception {
    3. InetAddress inetAddress = InetAddress.getByName("14.215.177.38");
    4. System.out.println(inetAddress.getHostAddress());
    5. System.out.println(inetAddress.getHostName());
    6. }
    7. }

     InetSocketAddress的使用

    作用:包含IP和端口信息,常用于Socket通信。此类实现 IP 套接字 地址(IP 地址 + 端口号),不依赖任何协议。 InetSocketAddress相比较InetAddress多了一个端口号,端口的作 用:一台拥有IP地址的主机可以提供许多服务,比如Web服务、 FTP服务、SMTP服务等,这些服务完全可以通过1个IP地址来实 现。 那么,主机是怎样区分不同的网络服务呢?显然不能只靠IP地址, 因为IP 地址与网络服务的关系是一对多的关系。实际上是通过“IP地 址+端口号”来区分不同的服务的。

    1. public class InetSocketTest {
    2. public static void main(String[] args) {
    3. InetSocketAddress inetSocketAddress = new InetSocketAddress("www.baidu.com",80);
    4. System.out.println(inetSocketAddress.getAddress().getHostAddress());
    5. System.out.println(inetSocketAddress.getHostName());
    6. }
    7. }

    URL的使用

    IP地址标识了Internet上唯一的计算机,而URL则标识了这些计算机 上的资源。 URL 代表一个统一资源定位符,它是指向互联网“资源” 的指针。资源可以是简单的文件或目录,也可以是对更为复杂的对 象的引用,例如对数据库或搜索引擎的查询。 为了方便程序员编程,JDK中提供了URL类,该类的全名是 java.net.URL,有了这样一个类,就可以使用它的各种方法来对 URL对象进行分割、合并等处理。

    1. public class UrlTest {
    2. public static void main(String[] args)throws Exception {
    3. URL url = new URL("https://www.itbaizhan.com/search.html?kw=java");
    4. System.out.println("获取与此URL相关联协议的默认端口:"+url.getDefaultPort());
    5. System.out.println("访问资源:"+url.getFile());
    6. System.out.println("主机名"+url.getHost());
    7. System.out.println("访问资源路径:"+url.getPath());
    8. System.out.println("协议:"+url.getProtocol());
    9. System.out.println("参数部分:"+url.getQuery());
    10. }
    11. }

     通过URL实现最简单的网络爬虫

    1. public class UrlTest2{
    2. public static void main(String[] args)throws Exception {
    3. URL url = new URL("https://www.itbaizhan.com/");
    4. try (BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(url.openStream()))) {
    5. StringBuilder sb = new StringBuilder();
    6. String temp;
    7. /*
    8. * 这样就可以将网络内容下载到本地机器。
    9. * 然后进行数据分析,建立索引。这也是搜索引擎的第一步。
    10. */
    11. while ((temp = br.readLine()) != null) {
    12. sb.append(temp);
    13. }
    14. System.out.println(sb);
    15. } catch (Exception e) {
    16. e.printStackTrace();
    17. }
    18. }
    19. }

    TCP通信的实现和项目案例

    TCP通信实现原理

    前边我们提到TCP协议是面向的连接的,在通信时客户端与服务器 端必须建立连接。在网络通讯中,第一次主动发起通讯的程序被称 作客户端(Client)程序,简称客户端,而在第一次通讯中等待连接的 程序被称作服务器端(Server)程序,简称服务器。一旦通讯建立,则 客户端和服务器端完全一样,没有本质的区别。

     “请求-响应”模式:

    Socket类:发送TCP消息。

    ServerSocket类:创建服务器。

     套接字Socket是一种进程间的数据交换机制。这些进程既可以在同 一机器上,也可以在通过网络连接的不同机器上。换句话说,套接 字起到通信端点的作用。单个套接字是一个端点,而一对套接字则 构成一个双向通信信道,使非关联进程可以在本地或通过网络进行 数据交换。一旦建立套接字连接,数据即可在相同或不同的系统中 双向或单向发送,直到其中一个端点关闭连接。套接字与主机地址 和端口地址相关联。主机地址就是客户端或服务器程序所在的主机 的IP地址。端口地址是指客户端或服务器程序使用的主机的通信端 口。 在客户端和服务器中,分别创建独立的Socket,并通过Socket的属 性,将两个Socket进行连接,这样,客户端和服务器通过套接字所 建立的连接使用输入输出流进行通信。 TCP/IP套接字是最可靠的双向流协议,使用TCP/IP可以发送任意数 量的数据。 实际上,套接字只是计算机上已编号的端口。如果发送方和接收方 计算机确定好端口,他们就可以通信了。 客户端与服务器端的通信关系图:

     

     TCP/IP通信连接的简单过程:

    位于A计算机上的TCP/IP软件向B计算机发送包含端口号的消息,B 计算机的TCP/IP软件接收该消息,并进行检查,查看是否有它知道 的程序正在该端口上接收消息。如果有,他就将该消息交给这个程 序。 要使程序有效地运行,就必须有一个客户端和一个服务器。

     通过Socket的编程顺序:

    1 创建服务器ServerSocket,在创建时,定义ServerSocket的监听端口(在这个端口接收客户端发来 的消息)

    2 ServerSocket调用accept()方法,使之处于阻塞状态。

    3 创建客户端Socket,并设置服务器的IP及端口。

    4 客户端发出连接请求,建立连接。

    5 分别取得服务器和客户端Socket的InputStream和OutputStream。

    6 利用Socket和ServerSocket进行数据传输。

    7 关闭流及Socket。

    TCP通信入门案例 

    创建服务端

    1. public class BasicSocketServer {
    2. public static void main(String[] args) {
    3. System.out.println("服务器启动等待监听。。。。");
    4. //创建ServerSocket
    5. try(ServerSocket ss =new ServerSocket(8888);
    6. //监听8888端口,此时线程会处于阻塞状态。
    7. Socket socket = ss.accept();
    8. //连接成功后会得到与客户端对应的 Socket对象,并解除线程阻塞。
    9. //通过客户端对应的Socket对象中的输入流对象,获取客户端发送过来的消息。
    10. BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()))
    11. ){
    12. System.out.println(br.readLine());
    13. }catch(Exception e){
    14. e.printStackTrace();
    15. System.out.println("服务器启动失败。。。。");
    16. }
    17. }
    18. }

    创建客户端

    1. public class BasicSocketClient {
    2. public static void main(String[] args) {
    3. //创建Socket对象
    4. try(Socket socket =new Socket("127.0.01",8888);
    5. //创建向服务端发送消息的输出流对象。
    6. PrintWriter pw = new PrintWriter(socket.getOutputStream())){
    7. pw.println("服务端,您好!");
    8. pw.flush();
    9. }catch(Exception e){
    10. e.printStackTrace();
    11. }
    12. }
    13. }

    TCP单向通信

    单向通信是指通信双方中,一方固定为发送端,一方则固定为接收 端。

     创建服务端

    1. public class OneWaySocketServer {
    2. public static void main(String[] args) {
    3. System.out.println("服务端启动,开始监听。。。。。");
    4. try(ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8888);
    5. //监听8888端口,获与取客户端对应的 Socket对象
    6. Socket socket = serverSocket.accept();
    7. //通过与客户端对应的Socket对象获取输入流对象
    8. BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
    9. //通过与客户端对应的Socket对象获取输出流对象
    10. PrintWriter pw = new PrintWriter(socket.getOutputStream())){
    11. System.out.println("连接成功!");
    12. while(true){
    13. //读取客户端发送的消息
    14. String str = br.readLine();
    15. System.out.println("客户端说:"+str);
    16. if("exit".equals(str)){
    17. break;
    18. }
    19. pw.println(str);
    20. pw.flush();
    21. }
    22. }catch(Exception e){
    23. e.printStackTrace();
    24. System.out.println("服务端启动失败。。。。。");
    25. }
    26. }
    27. }

    创建客户端

    1. public class OneWaySocketClient {
    2. public static void main(String[] args) {
    3. //获取与服务端对应的Socket对象
    4. try(Socket socket = new Socket("127.0.0.1",8888);
    5. //创建键盘输入对象
    6. Scanner scanner = new Scanner(System.in);
    7. //通过与服务端对应的Socket对象获取输出流对象
    8. PrintWriter pw = new PrintWriter(socket.getOutputStream());
    9. //通过与服务端对应的Socket对象获取输入流对象
    10. BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream())))
    11. {
    12. while(true){
    13. //通过键盘输入获取需要向服务端发送的消息
    14. String str = scanner.nextLine();
    15. //将消息发送到服务端
    16. pw.println(str);
    17. pw.flush();
    18. if("exit".equals(str)){
    19. break;
    20. }
    21. //读取服务端返回的消息
    22. String serverInput = br.readLine();
    23. System.out.println("服务端返回的:"+serverInput);
    24. }
    25. }catch(Exception e){
    26. e.printStackTrace();
    27. }
    28. }
    29. }

    TCP双向通信

    双向通信是指通信双方中,任何一方都可为发送端,任何一方都可 为接收端。

    创建服务端

    1. public class TwoWaySocketServer {
    2. public static void main(String[] args) {
    3. System.out.println("服务端启动!监听端口8888。。。。");
    4. try(ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8888);
    5. Socket socket = serverSocket.accept();
    6. //创建键盘输入对象
    7. Scanner scanner = new Scanner(System.in);
    8. //通过与客户端对应的Socket对象获取输入流对象
    9. BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
    10. //通过与客户单对应的Socket对象获取输出流对象
    11. PrintWriter pw = new PrintWriter(socket.getOutputStream());){
    12. while(true){
    13. //读取客户端发送的消息
    14. String str = br.readLine();
    15. System.out.println("客户端说:"+str);
    16. String keyInput = scanner.nextLine();
    17. //发送到客户端
    18. pw.println(keyInput);
    19. pw.flush();
    20. }
    21. }catch(Exception e){
    22. e.printStackTrace();
    23. }
    24. }
    25. }

    创建客户端

    1. public class TwoWaySocketClient {
    2. public static void main(String[] args) {
    3. try(Socket socket = new Socket("127.0.0.1", 8888);
    4. //创建键盘输入对象
    5. Scanner scanner = new Scanner(System.in);
    6. //通过与服务端对应的Socket对象获取输入流对象
    7. BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
    8. //通过与服务端对应的Socket对象获取输出流对象
    9. PrintWriter pw = new PrintWriter(socket.getOutputStream());){
    10. while (true) {
    11. String keyInput = scanner.nextLine();
    12. pw.println(keyInput);
    13. pw.flush();
    14. String input = br.readLine();
    15. System.out.println("服务端说:" + input);
    16. }
    17. } catch (Exception e) {
    18. e.printStackTrace();
    19. }
    20. }
    21. }

    创建点对点的聊天应用

    创建服务端

    1. /**
    2. * 发送消息线程
    3. */
    4. class Send extends Thread{
    5. private Socket socket;
    6. public Send(Socket socket){
    7. this.socket = socket;
    8. }
    9. @Override
    10. public void run() {
    11. this.sendMsg();
    12. }
    13. /**
    14. * 发送消息
    15. */
    16. private void sendMsg(){
    17. //创建Scanner对象
    18. try(Scanner scanner = new Scanner(System.in);
    19. //创建向对方输出消息的流对象
    20. PrintWriter pw = new PrintWriter(this.socket.getOutputStream());)
    21. {
    22. while(true){
    23. String msg = scanner.nextLine();
    24. pw.println(msg);
    25. pw.flush();
    26. }
    27. }catch(Exception e){
    28. e.printStackTrace();
    29. }
    30. }
    31. }
    32. /**
    33. * 接收消息的线程
    34. */
    35. class Receive extends Thread{
    36. private Socket socket;
    37. public Receive(Socket socket){
    38. this.socket = socket;
    39. }
    40. @Override
    41. public void run() {
    42. this.receiveMsg();
    43. }
    44. /**
    45. * 用于接收对方消息的方法
    46. */
    47. private void receiveMsg(){
    48. //创建用于接收对方发送消息的流对象
    49. try(BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(this.socket.getInputStream()));){
    50. while(true){
    51. String msg = br.readLine();
    52. System.out.println("他说:"+msg);
    53. }
    54. }catch(Exception e){
    55. e.printStackTrace();
    56. }
    57. }
    58. }
    59. public class ChatSocketServer {
    60. public static void main(String[] args) {
    61. try(ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8888);){
    62. System.out.println("服务端启动,等待连接。。。。。");
    63. Socket socket = serverSocket.accept();
    64. System.out.println("连接成功!");
    65. new Send(socket).start();
    66. new Receive(socket).start();
    67. }catch(Exception e){
    68. e.printStackTrace();
    69. }
    70. }
    71. }

    创建客户端

    1. /**
    2. * 用于发送消息的线程类
    3. */
    4. class ClientSend extends Thread{
    5. private Socket socket;
    6. public ClientSend(Socket socket){
    7. this.socket = socket;
    8. }
    9. @Override
    10. public void run() {
    11. this.sendMsg();
    12. }
    13. /**
    14. * 发送消息
    15. */
    16. private void sendMsg(){
    17. //创建Scanner对象
    18. try(Scanner scanner = new Scanner(System.in);
    19. //创建向对方输出消息的流对象
    20. PrintWriter pw = new PrintWriter(this.socket.getOutputStream());)
    21. {
    22. while(true){
    23. String msg = scanner.nextLine();
    24. pw.println(msg);
    25. pw.flush();
    26. }
    27. }catch(Exception e){
    28. e.printStackTrace();
    29. }
    30. }
    31. }
    32. /**
    33. * 用于接收消息的线程类
    34. */
    35. class ClientReceive extends Thread{
    36. private Socket socket;
    37. public ClientReceive(Socket socket){
    38. this.socket = socket;
    39. }
    40. @Override
    41. public void run() {
    42. this.receiveMsg();
    43. }
    44. /**
    45. * 用于接收对方消息的方法
    46. */
    47. private void receiveMsg(){
    48. //创建用于接收对方发送消息的流对象
    49. try(BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(this.socket.getInputStream()));){
    50. while(true){
    51. String msg = br.readLine();
    52. System.out.println("他说:"+msg);
    53. }
    54. }catch(Exception e){
    55. e.printStackTrace();
    56. }
    57. }
    58. }
    59. public class ChatSocketClient {
    60. public static void main(String[] args) {
    61. try {
    62. Socket socket = new Socket("127.0.0.1", 8888);
    63. System.out.println("连接成功!");
    64. new ClientSend(socket).start();
    65. new ClientReceive(socket).start();
    66. }catch(Exception e){
    67. e.printStackTrace();
    68. }
    69. }
    70. }

    优化点对点聊天应用

    1. /**
    2. * 发送消息线程
    3. */
    4. class Send extends Thread{
    5. private Socket socket;
    6. private Scanner scanner;
    7. public Send(Socket socket,Scanner scanner){
    8. this.socket = socket;
    9. this.scanner = scanner;
    10. }
    11. @Override
    12. public void run() {
    13. this.sendMsg();
    14. }
    15. /**
    16. * 发送消息
    17. */
    18. private void sendMsg(){
    19. //创建向对方输出消息的流对象
    20. try(PrintWriter pw = new PrintWriter(this.socket.getOutputStream()))
    21. {
    22. while(true){
    23. String msg = scanner.nextLine();
    24. pw.println(msg);
    25. pw.flush();
    26. }
    27. }catch(Exception e){
    28. e.printStackTrace();
    29. }
    30. }
    31. }
    32. /**
    33. * 接收消息的线程
    34. */
    35. class Receive extends Thread{
    36. private Socket socket;
    37. public Receive(Socket socket){
    38. this.socket = socket;
    39. }
    40. @Override
    41. public void run() {
    42. this.receiveMsg();
    43. }
    44. /**
    45. * 用于接收对方消息的方法
    46. */
    47. private void receiveMsg(){
    48. //创建用于接收对方发送消息的流对象
    49. try(BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(this.socket.getInputStream()))){
    50. while(true){
    51. String msg = br.readLine();
    52. System.out.println("他说:"+msg);
    53. }
    54. }catch(Exception e){
    55. e.printStackTrace();
    56. }
    57. }
    58. }
    59. public class GoodTCP {
    60. public static void main(String[] args)
    61. {
    62. Scanner scanner = null;
    63. ServerSocket serverSocket = null;
    64. Socket socket = null;
    65. try{
    66. scanner = new Scanner(System.in);
    67. System.out.println("请输入:server, 或者:,");
    68. String str = scanner.nextLine();
    69. String[] arr = str.split(",");
    70. if("server".equals(arr[0])){
    71. //启动服务端
    72. System.out.println("TCP Server Listen at "+arr[1]+" .....");
    73. serverSocket = new ServerSocket(Integer.parseInt(arr[1]));
    74. socket = serverSocket.accept();
    75. System.out.println("连接成功!");
    76. }else{
    77. //启动客户端
    78. socket = new Socket(arr[0],Integer.parseInt(arr[1]));
    79. System.out.println("连接成功!");
    80. }
    81. //启动发送消息的线程
    82. new Send(socket,scanner).start();
    83. //启动接收消息的线程
    84. }catch(Exception e){
    85. e.printStackTrace();
    86. }finally{
    87. if(serverSocket != null){
    88. try {
    89. serverSocket.close();
    90. } catch (IOException e) {
    91. e.printStackTrace();
    92. }
    93. }
    94. }
    95. }
    96. }

    一对多应用

    一对多应用设计

    各socket对间独立问答,互相间不需要传递信息。

     一对多应答型服务器

    1. /**
    2. * 定义消息处理线程类
    3. */
    4. class Msg extends Thread{
    5. private Socket socket;
    6. public Msg(Socket socket){
    7. this.socket = socket;
    8. }
    9. @Override
    10. public void run() {
    11. this.msg();
    12. }
    13. /**
    14. * 将从客户端读取到的消息写回给客户端
    15. */
    16. private void msg(){
    17. try(BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(this.socket.getInputStream()));
    18. PrintWriter pw = new PrintWriter(this.socket.getOutputStream())){
    19. while(true){
    20. pw.println(br.readLine()+" [ok]");
    21. pw.flush();
    22. }
    23. }catch(Exception e){
    24. e.printStackTrace();
    25. System.out.println(this.socket.getInetAddress()+" 断线了!");
    26. }
    27. }
    28. }
    29. public class EchoServer {
    30. public static void main(String[] args) {
    31. try(ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8888)){
    32. //等待多客户端连接
    33. while(true){
    34. Socket socket = serverSocket.accept();
    35. new Msg(socket).start();
    36. }
    37. }catch(Exception e){
    38. e.printStackTrace();
    39. }
    40. }
    41. }

    一对多聊天服务器

    服务器设计

    1、服务器的连接设计

    2、服务器的线程设计

     创建一对多聊天服务应用

    1. /**
    2. * 接收客户端消息的线程类
    3. */
    4. class ChatReceive extends Thread{
    5. private Socket socket;
    6. public ChatReceive(Socket socket){
    7. this.socket =socket;
    8. }
    9. @Override
    10. public void run() {
    11. this.receiveMsg();
    12. }
    13. /**
    14. * 实现接收客户端发送的消息
    15. */
    16. private void receiveMsg(){
    17. try(BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(this.socket.getInputStream()))){
    18. while(true){
    19. String msg = br.readLine();
    20. synchronized ("abc"){
    21. //把读取到的数据写入公共数据区
    22. ChatRoomServer.buf=" ["+this.socket.getInetAddress()+"] "+msg;
    23. //唤醒发送消息的线程对象。
    24. "abc".notifyAll();
    25. }
    26. }
    27. }catch(Exception e){
    28. e.printStackTrace();
    29. }
    30. }
    31. }
    32. /**
    33. * 向客户端发送消息的线程类
    34. */
    35. class ChatSend extends Thread{
    36. private Socket socket;
    37. public ChatSend(Socket socket){
    38. this.socket = socket;
    39. }
    40. @Override
    41. public void run() {
    42. this.sendMsg();
    43. }
    44. /**
    45. * 将公共数据区的消息发送给客户端
    46. */
    47. private void sendMsg(){
    48. try(PrintWriter pw = new PrintWriter(this.socket.getOutputStream())){
    49. while(true){
    50. synchronized ("abc"){
    51. //让发送消息的线程处于等待状态
    52. "abc".wait();
    53. //将公共数据区中的消息发送给客户端
    54. pw.println(ChatRoomServer.buf);
    55. pw.flush();
    56. }
    57. }
    58. }catch(Exception e){
    59. e.printStackTrace();
    60. }
    61. }
    62. }
    63. public class ChatRoomServer {
    64. //定义公共数据区
    65. public static String buf;
    66. public static void main(String[] args) {
    67. System.out.println("Chat Server Version 1.0");
    68. System.out.println("Listen at 8888.....");
    69. try(ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8888)){
    70. while(true){
    71. Socket socket = serverSocket.accept();
    72. System.out.println("连接到:"+socket.getInetAddress());
    73. new ChatReceive(socket).start();
    74. new ChatSend(socket).start();
    75. }
    76. }catch(Exception e){
    77. e.printStackTrace();
    78. }
    79. }
    80. }
  • 相关阅读:
    Vue进阶(幺陆玖)信创适配改造
    JS原生-弹框+阿里巴巴矢量图
    嵌入式Linux 开发经验:内核驱动静态编译与模块编译
    Gateway之限流、熔断,Sentinel--服务容错
    你所不知道的 vscode,汇集历史版本中你可能不知道的新特性
    让你全方位了解Shell终端,轻松学习
    Doris 5 处理Sentinel-1 生成干涉图 interferogram
    小白学爬虫:通过关键词搜索1688商品列表数据接口|1688商品列表数据接口|1688商品列表数据采集|1688API接口
    OSError: Can‘t load tokenizer for ‘bert-base-chinese‘
    一次Python本地cache不当使用导致的内存泄露
  • 原文地址:https://blog.csdn.net/m0_58719994/article/details/131669344