• 网络编程及练习

    定义：

            在网络通信协议下，不同计算机上运行的程序进行的数据传输。计算机和计算机之间通过网络进行数据传输

            可以使用在java.net包下的技术开发出常见的网络应用程序

    常见的软件架构：

    C/S: Client/Server 客户端/服务器  在用户本地需要下载并安装客户端程序，在远程有一个服务器端程序

    优点：画面精美，用户体验好

    缺点：需要开发客户端，也需要开发服务端，用户需要下载和更新的时候太麻烦

    B/S：Browser/Server 只需要一个浏览器，用户通过不同的网址，客户访问不同的服务器

    优点：不需要开发客户端，只需要页面+服务端；用户不需要下载，打开浏览器就能使用；

    缺点：如果应用过大，用户体验会受影响

    三要素：IP 端口号 协议

    IP：

            设备在网络中的地址，是唯一的标识

            定义：

               全称：Internet Protocol，是互联网协议地址，也称IP地址，是分配给上网设备的数字标签，通俗理解：上网设备在网络中的地址，是唯一的

            分类：

              IPv4 IPv6     

              IPv4:

             全称：Internet Protocol version 4，互联网通信协议第四版

             采用32位地址长度，分成4组 2^32方个ip

             点分十进制表示法：每8位表示为一个十进制数，中间用.隔开

             IPv6:

            全称：Internet Protocol version 6，互联网通信协议第六版

            采用128位地址长度，分成8组

            冒分十六进制表示法：将上面每一组用16进制表示，可以省略前面的0

            特殊情况：如果计算出的16进制表示形式中间有多个连续的0，可以用：：表示

            地址分类形式：

                    公网地址（万维网使用）和私有地址（局域网使用）

                    192.168.开头的就是私有地址，范围为：192.168.0.0 -- 192.168.255.255，专门为组织机构内部使用，以此节省IP

                    特殊IP地址：127.0.0.1，也可以是localhost:是回送地址也称本地回环地址，也称本机IP，永远只会寻找当前所在本机

       

                                                    图来自黑马程序员网课 

    端口号：

            应用程序在设备中唯一的标识

             由两个字节表示的整数，取值范围：0~65535，其中0~1023之间的端口号用于一些知名的网络服务或者应用，自己使用1024以上的端口号就可以了    

             注意：一个端口号只能被一个应用程序使用

    协议：

            数据在网络中传输的规则，常见的协议有UDP，TCP，http,https,ftp

            OSI参考模型：世界互联协议标准，全球通信规范，

            TCP/IP参考模型（TCP/IP协议）：事实上的国际标准

            

                                                                    图来自黑马程序员网课 

    TCP协议：传输控制协议（Transmission Control Protocol），它是面向连接通信协议，速度慢，没有大小限制，数据安全

             TCP通信协议是一种可靠的网络协议，它在通信的两端各建立一个Socket对象，通信之前要保证连接已经建立，通过Socket产生IO流来进行网络通信   

             

                                            图来自黑马程序员网课 

    客户端代码：

    1. package com.lazyGirl.netdemo.tcpdemo;
    2.  
    3. import java.io.DataOutputStream;
    4. import java.io.IOException;
    5. import java.io.OutputStream;
    6. import java.net.Socket;
    7.  
    8. public class Client {
    9.     public static void main(String[] args) throws IOException {
    10.  
    11.         //在创建该对象的同时会连接服务端，如果连不上，代码会报错
    12.         Socket socket = new Socket("127.0.0.1",10086);
    13.  
    14.         //可以从连接通道中获取输出流
    15.         OutputStream os = socket.getOutputStream();
    16.         os.write("你好".getBytes());
    17.  
    18.         os.close();
    19.         socket.close();
    20.     }
    21. }

    服务端代码：

    1. package com.lazyGirl.netdemo.tcpdemo;
    2.  
    3. import java.io.BufferedReader;
    4. import java.io.IOException;
    5. import java.io.InputStream;
    6. import java.io.InputStreamReader;
    7. import java.net.ServerSocket;
    8. import java.net.Socket;
    9.  
    10. public class Server {
    11.     public static void main(String[] args) throws IOException {
    12.  
    13.         ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(10086);
    14.  
    15.         Socket socket = serverSocket.accept();
    16.  
    17. //        InputStream inputStream = socket.getInputStream();
    18. //        InputStreamReader inputStreamReader = new InputStreamReader(inputStream);
    19. //        BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(inputStreamReader);
    20.  
    21.  
    22.         BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
    23.  
    24.         int b;
    25.         while ((b = br.read()) != -1) {
    26.             System.out.print((char) b);
    27.         }
    28.  
    29.         socket.close();
    30.         serverSocket.close();
    31.  
    32.     }
    33. }

    输出：

    UDP协议：用户数据报协议（User Datagram Protocol），它是面向无连接通信协议，速度快，有大小限制，一次最多发送64K，数据不安全，易丢失数据

                                       图来自黑马程序员网课 

     UDP的三种通信方式：

            单播：

            组播： 组播地址：224.0.0.0 ~ 239.255.255.255 其中224.0.0.0 ~ 224.0.0.255为预留的组播地址

            接收端1：

            

    1. package com.lazyGirl.netdemo.udpdemo;
    2.  
    3. import java.io.IOException;
    4. import java.net.DatagramPacket;
    5. import java.net.InetAddress;
    6. import java.net.MulticastSocket;
    7.  
    8. public class ReceiveMessageDemo {
    9.     public static void main(String[] args) throws IOException {
    10.  
    11.         MulticastSocket ms = new MulticastSocket(10086);
    12.  
    13.         InetAddress group = InetAddress.getByName("224.0.0.1");
    14.         ms.joinGroup(group);
    15.         byte[] buf = new byte[1024];
    16.         DatagramPacket dp = new DatagramPacket(buf, buf.length);
    17.         ms.receive(dp);
    18.  
    19.         byte[] data = dp.getData();
    20.         int len = data.length;
    21.         String ip = dp.getAddress().getHostAddress();
    22.         String name = dp.getAddress().getHostName();
    23.  
    24.         System.out.println("ip: " + ip + " name: " + name + " len: " + len + " data: " + new String(data));
    25.  
    26.         ms.close();
    27.  
    28.     }
    29. }

    发送端：

            

    1. package com.lazyGirl.netdemo.udpdemo;
    2.  
    3. import java.io.IOException;
    4. import java.net.DatagramPacket;
    5. import java.net.InetAddress;
    6. import java.net.MulticastSocket;
    7.  
    8. public class SendMessageDemo {
    9.     public static void main(String[] args) throws IOException {
    10.  
    11.         MulticastSocket ms = new MulticastSocket();
    12.  
    13.         String s = "hello";
    14.         byte[] buf = s.getBytes();
    15.         InetAddress addr = InetAddress.getByName("224.0.0.1");
    16.         int port = 10086;
    17.  
    18.         DatagramPacket dp = new DatagramPacket(buf, buf.length, addr, port);
    19.         ms.send(dp);
    20.         ms.close();
    21.  
    22.  
    23.     }
    24. }

         输出： 

            两个接收端都接收到了消息

             

                                                    图来自黑马程序员网课 

            广播：255.255.255.255

            将上面的地址改成255.255.255.255即实现该局域网内所有主机都收到消息

    常见的CMD命令：

            ipconfig: 查看本机ip地址

            ping: 检查网络是否连通

    InetAddress:

            接收端：

    1. package com.lazyGirl.netdemo;
    2.  
    3. import java.io.IOException;
    4. import java.net.DatagramPacket;
    5. import java.net.DatagramSocket;
    6. import java.net.InetAddress;
    7. import java.net.SocketException;
    8.  
    9. public class ReceiveMessageDemo {
    10.     public static void main(String[] args) throws IOException {
    11.  
    12.  
    13.         //必须指定端口，且跟发送端口一致
    14.         DatagramSocket socket = new DatagramSocket(10086);
    15.  
    16.  
    17.         byte[] buf = new byte[1024];
    18.         DatagramPacket packet = new DatagramPacket(buf, buf.length);
    19.         socket.receive(packet);
    20.  
    21.         byte[] data = packet.getData();
    22.         int len = packet.getLength();
    23.         InetAddress address = packet.getAddress();
    24.         int port = packet.getPort();
    25.  
    26.         System.out.println("data " + new String(data,0,data.length));
    27.         System.out.println("address " + address.getHostAddress());
    28.     }
    29. }

            receive函数会阻塞

            发送端： 

            

    1. package com.lazyGirl.netdemo;
    2.  
    3. import java.io.IOException;
    4. import java.net.*;
    5.  
    6. public class SendMessageDemo {
    7.     public static void main(String[] args) throws IOException {
    8.  
    9.         DatagramSocket socket = new DatagramSocket();
    10.  
    11.         String str = "hello";
    12.         byte[] buf = str.getBytes();
    13.  
    14.         InetAddress address = InetAddress.getByName("192.168.1.111");
    15.  
    16.         int port = 10086;
    17.         DatagramPacket packet = new DatagramPacket(buf, buf.length, address, port);
    18.  
    19.         socket.send(packet);
    20.  
    21.         socket.close();
    22.     }
    23. }

    输出：

    聊天室：

    发送端：

    1. package com.lazyGirl.netdemo.netcase1;
    2.  
    3. import java.io.IOException;
    4. import java.net.*;
    5. import java.util.Scanner;
    6.  
    7. public class SendMessageDemo {
    8.     public static void main(String[] args) throws IOException {
    9.  
    10.         DatagramSocket socket = new DatagramSocket();
    11.  
    12.         Scanner scanner = new Scanner(System.in);
    13.         while (true) {
    14.             System.out.println("Enter your message");
    15.             String message = scanner.nextLine();
    16.  
    17.             if ("886".equals(message)) {
    18.                 break;
    19.             }
    20.  
    21.             byte[] data = message.getBytes();
    22.  
    23.             InetAddress address = InetAddress.getByName("lazyGril");
    24.  
    25.             int port = 10086;
    26.  
    27.             DatagramPacket packet = new DatagramPacket(data, data.length, address, port);
    28.  
    29. //            System.out.println("Sending Message");
    30.  
    31.             socket.send(packet);
    32.         }
    33.  
    34.         socket.close();
    35.  
    36.     }
    37. }

    接收端：

    1. package com.lazyGirl.netdemo.netcase1;
    2.  
    3. import java.io.IOException;
    4. import java.net.DatagramPacket;
    5. import java.net.DatagramSocket;
    6. import java.net.SocketException;
    7.  
    8. public class ReceiveMessageDemo {
    9.     public static void main(String[] args) throws IOException {
    10.  
    11.  
    12.         DatagramSocket socket = new DatagramSocket(10086);
    13.  
    14.         byte[] buf = new byte[1024];
    15.         DatagramPacket packet = new DatagramPacket(buf, buf.length);
    16.  
    17.         while (true) {
    18.             socket.receive(packet);
    19.             byte[] data = packet.getData();
    20.             int len = packet.getLength();
    21.             int port = packet.getPort();
    22.             String ip = packet.getAddress().getHostAddress();
    23.             String name = packet.getAddress().getHostName();
    24.  
    25.             System.out.println("ip: " + ip + " name: " + name + " port: " + port + " len: " + len + " data: " + new String(data));
    26.         }
    27.  
    28.     }
    29. }

    输出： 

     

    练习： 

     case1: 

            客户端：发送一条数据，接收服务端反馈的消息并打印

            服务器：接收数据并打印，再给客户端反馈消息

            线程池版：

            客户端：

            

    1. package com.lazyGirl.netdemo.test3;
    2.  
    3. import java.io.*;
    4. import java.net.Socket;
    5.  
    6. public class Client {
    7.     public static void main(String[] args) throws IOException {
    8.  
    9.         Socket socket = new Socket("127.0.0.1",10086);
    10.         BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream("a.txt"));
    11.         BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(socket.getOutputStream());
    12.         byte[] buf = new byte[1024];
    13.         int len;
    14.         while ((len = bis.read(buf)) != -1) {
    15.             bos.write(buf, 0, len);
    16.         }
    17.         socket.shutdownOutput();
    18.  
    19.         BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
    20.         String str = br.readLine();
    21.         System.out.println(str);
    22.  
    23.         socket.close();
    24.     }
    25. }

    服务端：

    1. package com.lazyGirl.netdemo.test3;
    2.  
    3. import java.io.*;
    4. import java.net.ServerSocket;
    5. import java.net.Socket;
    6. import java.util.UUID;
    7. import java.util.concurrent.*;
    8.  
    9. public class Server {
    10.     public static void main(String[] args) throws IOException {
    11.  
    12.         ThreadPoolExecutor pool = new ThreadPoolExecutor(
    13.                 3,
    14.                 16,
    15.                 60,
    16.                 TimeUnit.SECONDS,
    17.                 new ArrayBlockingQueue<>(2),
    18.                 Executors.defaultThreadFactory(),
    19.                 new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy()
    20.         );
    21.  
    22.         ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(10086);
    23.         while (true) {
    24.             Socket socket = serverSocket.accept();
    25.             pool.submit(new MyRunnable(socket));
    26.  
    27.         }
    28.     }
    29. }
    1. package com.lazyGirl.netdemo.test3;
    2.  
    3. import java.io.*;
    4. import java.net.Socket;
    5. import java.util.UUID;
    6.  
    7. public class MyRunnable implements Runnable {
    8.  
    9.     Socket socket;
    10.     public MyRunnable(Socket socket) {
    11.         this.socket = socket;
    12.     }
    13.  
    14.     @Override
    15.     public void run() {
    16.         try{
    17.             BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(socket.getInputStream());
    18.             String name = UUID.randomUUID().toString().toString().replaceAll("-", "");
    19.             BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream(name + ".txt"));
    20.             int len;
    21.             byte[] buf = new byte[1024];
    22.             while ((len = bis.read(buf)) != -1) {
    23.                 bos.write(buf, 0, len);
    24.             }
    25.  
    26.             BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(socket.getOutputStream()));
    27.             bw.write("上传成功");
    28.             bw.newLine();
    29.             bw.flush();
    30.             bw.close();
    31.         }catch (IOException e){
    32.             e.printStackTrace();
    33.         }finally {
    34.             if(socket != null){
    35.                 try {
    36.                     socket.close();
    37.                 } catch (IOException e) {
    38.                     throw new RuntimeException(e);
    39.                 }
    40.             }
    41.         }
    42.     }
    43. }

     输出：

     

     

             

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