进阶JAVA语言第十一天

学习目的

一个是如何准确的定位网络上一台或多台主机，另一个就是找到主机后如何可靠高效的进行数据传输。
在TCP/IP协议中IP层主要负责网络主机的定位，数据传输的路由，由IP地址可以唯一地确定Internet上的一台主机。
而TCP层则提供面向应用的可靠（tcp）的或非可靠（UDP）的数据传输机制，
这是网络编程的主要对象，一般不需要关心IP层是如何处理数据的。
目前较为流行的网络编程模型是客户机/服务器（C/S）结构。
即通信双方一方作为服务器等待客户提出请求并予以响应。
客户则在需要服务时向服务器提 出申请。
服务器一般作为守护进程始终运行，监听网络端口，一旦有客户请求，
就会启动一个服务进程来响应该客户，同时自己继续监听服务端口，使后来的客户也 能及时得到服务。（网络摘抄）

知识点

  1. 两种常见的网络协议的支持
  2. 端口(port)
  3. 统一资源定位符(URL）
  4. Socket
  5. Socket通信

解析

  1. 两种常见的网络协议的支持

  • TCP：TCP 是传输控制协议的缩写，它保障了两个应用程序之间的可靠通信。通常用于互联网协议，被称 TCP / IP。
    TCP是Tranfer Control Protocol的 简称，是一种面向连接的保证可靠传输的协议。
    通过TCP协议传输，得到的是一个顺序的无差错的数据流。
    发送方和接收方的成对的两个socket之间必须建 立连接，
    以便在TCP协议的基础上进行通信，当一个socket（通常都是server socket）等待建立连接时，
    另一个socket可以要求进行连接，一旦这两个socket连接起来，
    它们就可以进行双向数据传输，双方都可以进行发送 或接收操作。
    tcp/ip基础--ip地址与包的路由传递
    ip地址（唯一识别某一电脑）
    概述：每个internet上的主机和路由器都有一个ip地址，它包括网络号和主机号，所有ip地址都是32位的，ip地址按照国际标准的划分为a,b,c,d,e五种类型。

  • UDP：UDP 是用户数据报协议的缩写，一个无连接的协议。提供了应用程序之间要发送的数据的数据包。
    UDP是User Datagram Protocol的简称，是一种无连接的协议，
    每个数据报都是一个独立的信息，包括完整的源地址或目的地址，它在网络上以任何可能的路径传往目的地，
    因此能否到达目的地，到达目的地的时间以及内容的正确性都是不能被保证的。

  • 比较：
    UDP：
    1.每个数据报中都给出了完整的地址信息，因此无需要建立发送方和接收方的连接。
    2.UDP传输数据时是有大小限制的，每个被传输的数据报必须限定在64KB之内。
    3.UDP是一个不可靠的协议，发送方所发送的数据报并不一定以相同的次序到达接收方
    TCP：
    1.面向连接的协议，在socket之间进行数据传输之前必然要建立连接，所以在TCP中需要连接时间。
    2.TCP传输数据大小限制，一旦连接建立起来，双方的socket就可以按统一的格式传输大的数据。
    3.TCP是一个可靠的协议，它确保接收方完全正确地获取发送方所发送的全部数据。

  1. 端口(port)
    在网络技术中，端口(Port)有好几种意思。集线器、交换机、路由器的端口指的是连接其他网络设备的接口，如RJ-45端口、Serial端口等。我们这里所指的端口不是指物理意义上的端口，而是特指TCP/IP协议中的端口，是逻辑意义上的端口。
    如果把IP地址比作一间房子，端口就是出入这间房子的门。真正的房子只有几个门，但是一个IP地址的端口可以有65536(即：256256)个之多!端口是通过端口号来标记的，端口号只有整数，范围是从0到65535(256256-1)。
    端口号：唯一标识电脑上的某一个进程（程序）80

  2. 统一资源定位符(URL）
    统一资源定位符(URL，英语Uniform Resource Locator的缩写)也被称为网页地址，是因特网上标准的资源的地址。它最初是由蒂姆·伯纳斯-李发明用来作为万维网的地址的。现在它已经被万维网联盟编制为因特网标准RFC1738了。
    Internet上的每一个网页都具有一个唯一的名称标识，通常称之为URL地址，这种地址可以是本地磁盘，也可以是局域网上的某一台计算机，更多的是Internet上的站点，简单地说，URL就是Web地址，俗称“网址”，是用于完整地描述Internet上网页和其他资源的地址的一种标识方法。
    url--组成
    http://www.sina.com:8080/index.html
    1、协议；2、ip地址(32位)；3、端口号(16位)0-65535；4、资源名称。

  3. Socket
    4.1 所谓socket 通常也称作”套接字“，用于描述IP地址和端口，是一个通信链的句柄。应用程序通常通过”套接字”向网络发出请求或者应答网络请求。
    以J2SDK-1.3为例，Socket和ServerSocket类库位于java.net包中。ServerSocket用于服务器端，Socket是建立网络连接时使用的。在连接成功时，应用程序两端都会产生一个Socket实例，操作这个实例，完成所需的会话。对于一个网络连接来说，套接字是平等的，并没有差别，不因为在服务器端或在客户端而产生不同级别。不管是Socket还是ServerSocket它们的工作都是通过SocketImpl类及其子类完成的。
    4.2 重要的Socket API
    java.net.Socket继承于java.lang.Object，有八个构造器，其方法并不多，下面介绍使用最频繁的三个方法，其它方法大家可以见JDK-1.3文档。

  • Accept方法用于产生”阻塞”，直到接受到一个连接，并且返回一个客户端的Socket对象实例。”阻塞”是一个术语，它使程序运行暂时”停留”在这个地方，直到一个会话产生，然后程序继续；通常”阻塞”是由循环产生的。
  • getInputStream方法获得网络连接输入，同时返回一个InputStream对象实例。
  • getOutputStream方法连接的另一端将得到输入，同时返回一个OutputStream对象实例。
    注意：其中getInputStream和getOutputStream方法均会产生一个IOException，它必须被捕获，因为它们返回的流对象，通常都会被另一个流对象使用
  1. Socket通信实例
    5.1 基础模式

import java.io.InputStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
 
public class SocketServer {
  public static void main(String[] args) throws Exception {
    // 监听指定的端口
    int port = 55533;
    ServerSocket server = new ServerSocket(port);
    
    // server将一直等待连接的到来
    System.out.println("server将一直等待连接的到来");
    Socket socket = server.accept();
    // 建立好连接后，从socket中获取输入流，并建立缓冲区进行读取
    InputStream inputStream = socket.getInputStream();
    byte[] bytes = new byte[1024];
    int len;
    StringBuilder sb = new StringBuilder();
    while ((len = inputStream.read(bytes)) != -1) {
      //注意指定编码格式，发送方和接收方一定要统一，建议使用UTF-8
      sb.append(new String(bytes, 0, len,"UTF-8"));
    }
    System.out.println("get message from client: " + sb);
    inputStream.close();
    socket.close();
    server.close();
  }
}
import java.io.OutputStream;
import java.net.Socket;
 
public class SocketClient {
  public static void main(String args[]) throws Exception {
    // 要连接的服务端IP地址和端口
    String host = "127.0.0.1"; 
    int port = 55533;
    // 与服务端建立连接
    Socket socket = new Socket(host, port);
    // 建立连接后获得输出流
    OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();
    String message="你好  yiwangzhibujian";
    socket.getOutputStream().write(message.getBytes("UTF-8"));
    outputStream.close();
    socket.close();
  }
}

5.2 双向通信，发送消息并接受消息


import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.PrintStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;

public class myclass {
}
class Client{
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        Socket socket=new Socket("10.129.14.97",8888);

        new Thread(new ClientThread(socket)).start();

        BufferedReader keyin=new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        PrintStream ps=new PrintStream(socket.getOutputStream());
        String line=null;
        while ((line=keyin.readLine())!=null){
            ps.println(line);
        }

    }
}

 class ClientThread implements Runnable{
    private  Socket socket;
    public ClientThread(Socket socket){
        this.socket=socket;
    }
    @Override
    public void run() {
        BufferedReader br=null;
        try {
            br=new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
            String line=null;
            while ((line=br.readLine())!=null){
                System.out.println(line);
            }
        } catch (IOException e) {
            System.out.println("网络错误");
            System.exit(-1);
        }finally {
            try {
            if (br!=null) {
                br.close();
            }
            if (socket!=null) {
                socket.close();
            }
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }

class Server{
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        ServerSocket serverSocket=new ServerSocket(8888);
        Socket socket=serverSocket.accept();

        new ServerThread(socket).start();

        BufferedReader keyin=new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        PrintStream ps=new PrintStream(socket.getOutputStream());
        String line=null;
        while ((line=keyin.readLine())!=null){
            ps.println(line);
        }
    }
}
class ServerThread extends Thread {
    private Socket socket;

    public ServerThread(Socket socket) {
        this.socket = socket;
    }

    @Override
    public void run() {
        BufferedReader br = null;
        try {
            br = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
            String line = null;
            while ((line = br.readLine()) != null) {
                System.out.println(line);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            try {
                if (br != null) {
                    br.close();
                }
                if (socket != null) {
                    socket.close();
                }
            } catch (IOException e) {
                System.out.println("网络错误");
                System.exit(-1);
            }
        }
    }

5.3 多向通信，多人发送消息并接受消息

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.PrintStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
import java.util.ArrayList;

public class MyClass {
}
class Server{
    public static ArrayList<Socket> sockets=new ArrayList<>();
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        ServerSocket ss=new ServerSocket(8888);
        while (true){
            Socket socket=ss.accept();
            sockets.add(socket);
            new ServerThread(socket).start();
        }

    }
}
class ServerThread extends Thread {
    private Socket socket;

    public ServerThread(Socket socket) {
        this.socket = socket;
    }

    @Override
    public void run() {
        BufferedReader br = null;

        try {
            br = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
            String line = null;
            while ((line = br.readLine()) != null) {
                for (Socket s:Server.sockets) {
                    PrintStream ps=new PrintStream(s.getOutputStream());
                    ps.println(line);
                }
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            try {
                if (br != null) {
                    br.close();
                }
                if (socket != null) {
                    socket.close();
                }
            } catch (IOException e) {
                System.out.println("网络错误");
                System.exit(-1);
            }
        }
    }
}
class Client{
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        Socket socket=new Socket("10.129.14.97",8888);

        new Thread(new ClientThread(socket)).start();

        BufferedReader keyin=new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        PrintStream ps=new PrintStream(socket.getOutputStream());
        String line=null;
        while ((line=keyin.readLine())!=null){
            ps.println(line);
        }

    }
}

class ClientThread implements Runnable{
    private  Socket socket;
    public ClientThread(Socket socket){
        this.socket=socket;
    }
    @Override
    public void run() {
        BufferedReader br=null;
        try {
            br=new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
            String line=null;
            while ((line=br.readLine())!=null){
                System.out.println(line);
            }
        } catch (IOException e) {
            System.out.println("网络错误");
            System.exit(-1);
        }finally {
            try {
                if (br!=null) {
                    br.close();
                }
                if (socket!=null) {
                    socket.close();
                }
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

感悟

今天学习的是网络编程，主要是对它基础的了解以及socket的学习，虽然写了几个Damon，但是他的基本用法都是一样的，所以主要是对它的基本了解。然后再经过上面几个代码的练习便可基本掌握。在以往的编程中是很枯燥的，但是网络的学习，让我发现了乐趣，它让我体验不太一样的聊天和群聊，它让我知道了QQ和微信的消息是如何运作的。所以继续加油吧！

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