[网络协议] Java编程基础之网络编程

开发: C++知识库 Java知识库 JavaScript Python PHP知识库人工智能区块链大数据移动开发嵌入式开发工具数据结构与算法开发测试游戏开发网络协议系统运维
教程: HTML教程 CSS教程 JavaScript教程 Go语言教程 JQuery教程 VUE教程 VUE3教程 Bootstrap教程 SQL数据库教程 C语言教程 C++教程 Java教程 Python教程 Python3教程 C#教程
数码: 电脑笔记本显卡显示器固态硬盘硬盘耳机手机 iphone vivo oppo 小米华为单反装机图拉丁

-> 网络协议 -> Java编程基础之网络编程 -> 正文阅读

[网络协议]Java编程基础之网络编程

网络编程

文章目录

- 网络编程

概述

C/S和B/S

网络通信协议

协议:protocol

网络通信协议市要求双方传递数据的计算机必须遵守的,按照对应的网络传输协议,才可以进入数据的交互和传递

常见协议:

UDP

面向无连接,不可靠数据传输存在丢包

传输速度快

没有客户端和服务器区别,都可以作为发送端和接收端

使用场景:直播,网络游戏
TCP/IP

面向连接

可靠数据传输,稳定

有明确服务器和客户端概念

使用场景:数据下载,文件传输

网络编程要素

协议

两个计算机之间数据传输,需要对应的协议来完成
IP地址

Internet Protocol Address

当前计算机在网络中的一个地址编号,类似于手机号码

IP地址有IPv4和IPv6两种格式
端口号

端口号是当前应用程序在计算机中的一个编号,是计算机明确,当前的数据是给予哪一个程序使用,或者数据从哪一个程序发出

端口号是一个short类型数据,范围0-65535

0-1024属于特定的系统端口号,不能自定义使用

IP类

InetAddress

常用方法：

InetAddress getLocalhost();

获取本机IP地址类对象
InetAddress getByName(String str);

根据指定的主机名获取对应的IP地址对象
InetAddress[] getAllByName(String str);

获取指定主机名,或者域名对应的所有IP地址类对象

package cn.ocean888;

import java.net.InetAddress;
import java.net.UnknownHostException;

public class Demo1 {
	public static void main(String[] args) throws UnknownHostException {
		InetAddress localHost = InetAddress.getLocalHost();
		System.out.println(localHost);
		
		
		InetAddress byNameAddress = InetAddress.getByName("秦的机械革命");
		System.out.println(byNameAddress);
		
		
		InetAddress byNameAddress2 = InetAddress.getByName("www.ocean888.cn");
		System.out.println(byNameAddress2);
		
		
		InetAddress[] byNameAddress3 = InetAddress.getAllByName("www.baidu.com");
		for (InetAddress inetAddress : byNameAddress3) {
			System.out.println(inetAddress);
		}
	}
}

UDP协议数据传输

用户数据报协议:User Datagram Protocol

数据传递采用数据包方式传递,所有的数据要进行打包操作,并且没有对应的客户端服务器概念,有且只有发送端和接收端

Socket 套接字

数据在需要进行传递操作时,在数据传递的两台计算机当中必须有对应的Socket,这里采用UDP协议,则必须有一个UDP协议的Socket

DatagramSocket();
	创建一个发送端UDP协议Socket对象
        
DatagramSocket(int port);
	创建一个接收端UDP协议的Socket对象,这里需要监听指定端口

数据包的打包方法

发送端数据打包方式

DatagramPacket DatagramPacket(byte[] buf, int length, InetAddress address, int port);

/* 	
	buf:需要传递数据的字节数组
	length:当前字节数组中数据容量字节数
	address:接收端IP地址对象
	port:接收端对应的端口号
*/

接收端数据接收方式

需要准备一个空的数据包
DatagramPacket DatagramPacket(byte[] buf, int length);

/*
	buf:字节缓冲数组,通常是1024的整数倍
	length:当前字节缓冲数组的容量
*/

发送端

步骤:

创建UDP服务器对应的发送端Socket
准备对应的数据包,需要带有指定数据
发送数据 send
发送 udp 发送端

package cn.ocean888;

import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetAddress;

public class SenderDemo1 {
	public static void main(String[] args) throws IOException {
		System.out.println("udp发送端");
		
		// 创建对应的Socket
		DatagramSocket socket = new DatagramSocket();
		
		// 准备数据包
		byte[] bytes = "ocean".getBytes();
		DatagramPacket packet = new DatagramPacket(bytes, bytes.length, InetAddress.getLocalHost(), 8848);
				
		// 发送数据包
		socket.send(packet);
		
		// 关闭udp发送端
		socket.close();
	}
}

接收端

步骤:

打开UDP服务,监听指定端口
创建新的空数据包
通过Socket接受数据 receive
关闭 UDP 接收端

package cn.ocean888;

import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;

public class ReceiveDemo1 {
	public static void main(String[] args) throws IOException{
		System.out.println("接收端启动");
		// 创建socket监听端口
		DatagramSocket socket = new DatagramSocket(8848);
		
		// 准备空数据包
		byte[] buf = new byte[1024];
		DatagramPacket packet = new DatagramPacket(buf, buf.length);
		
		// 接收数据
		socket.receive(packet);
		
		// 确定接受到的字节长度
		int length = packet.getLength();
		
		System.out.println(new String(buf, 0, length));
		
		// 关闭socket
		socket.close();
	}
}

需要先启动接收端,监听端口

udp数据传输丢失问题

网络不好,传输不稳定,带宽不够,数据包丢失
电脑性能问题

TCP概述

TCP是相对于UDP比较稳定的传输协议,存在三次握手,保证连接状态,同时明确区分客户端和服务端之分

TCP服务中需要服务器端先启动,需要监听指定端口,等待客户端连接

TCP操作:Java中提供了两个Socket

服务端Socket

java.net.ServerSocket;

创建对应的ServerSocket开启服务器,等待客户端连接
客户端Socket

java.net.Socket

创建客户端Socket,并且连接服务器,同时将Socket发送给服务器绑定注册

tcp 三次握手四次挥手流程图

Socket客户端

给客户端提供的数据传输符合TCP/IP要求的Socket对象

构造方法Constructor
Socket(String host, int port);
	host是服务器IP地址,port对应服务器程序的端口号
        
成员方法Method
InputStream getInputStream();
	获取Socket对象输入字节流,可以从服务器获取对应的数据
    InputStream是一个资源,需要在程序退出时关闭
        
OutputStream getOutputStream();
	获取Socket对象输出字节流,可以发送数据到服务器
	OutputStream是一个资源,需要在程序退出时关闭
        
void close();
	关闭客户端Socket

void shutdownOutput();
	禁止当前Socket发送数据
        
TCP/IP协议对应的Socket是给予IO流实现的

ServerSocket服务端Socket

在服务器开启Socket服务器

构造方法 Constructor
    ServerSocket(int port);
		开启ServerSocket服务器,并且明确服务端口

成员方法 Method:
	Socket accept();
		监听并且连接,得到一个Socket对象,同时该方法是一个阻塞方法,会始终处于一个监听状态
		返回的是Socket,即客户端Socket对象,获取到当前Socket对象,相当于获取到客户端连接,同时使用Socket和客户端一致

TCP客户端服务端输入输出关系

TCP客户端服务端输入输出关系

服务器代码

流程:

创建ServerSocket服务器,同时监听指定端口
通过accept方法获取Socket连接,得到客户端Socket对象
通过Socket对象,获取InputStream,读取客户端发送数据
通过Socket对象,获取OutputStream,发送数据给客户端
关闭服务

package cn.ocean888_tcp;

import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;

public class ServerDemo {
	public static void main(String[] args) throws IOException {
		System.out.println("服务端启动");
		
		
		// 1.创建ServerSocket服务器,同时监听指定端口
		ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8888);
		
		
		// 2.通过accept方法获取Socket连接,得到客户端Socket对象
		Socket socket = serverSocket.accept();
		
		
		// 3.通过Socket对象,获取InputStream,读取客户端发送的数据
		InputStream inputStream = socket.getInputStream();
		
		
		// IO流操作
		byte[] buf = new byte[1024];
		int length = inputStream.read(buf);
		System.out.println(new String(buf, 0, length));
		
		
		// 4.通过Socket对象,获取OutputStream,发送数据给客户端
		OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();
		String str = "ocean";
		outputStream.write(str.getBytes());
		
		
		// 5.关闭Socket服务同时关闭当前Socket使用的输入字节流和输出字节流
		// Closing this socket will also close the socket's InputStream and OutputStream
		socket.close();
	}
}

客户端代码

流程:

创建Socket服务,同时明确连接服务器的IP地址和对应端口号
通过Socket对象,获取对应的OutputStream,发送数据给服务器
通过Socket对象,获取对应的InputStream,接收服务器发送数据
关闭连接

package cn.ocean888_tcp;

import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.Socket;
import java.net.UnknownHostException;

public class ClientDemo {
	public static void main(String[] args) throws UnknownHostException, IOException {
		System.out.println("客户端启动");
		
		
		// 1.创建Socket服务,同时明确连接服务器的IP地址和对应端口号
		Socket socket = new Socket("169.254.252.105", 8888);
		
		
		// 2.通过Socket对象,获取对应的OutputStream对象,发送数据给服务器
		OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();
		outputStream.write("client connect".getBytes());
		
		// 3.通过Socket对象,获取对应的InputStream对象,接收服务器发送数据
		InputStream inputStream = socket.getInputStream();
		
		
		byte[] buf = new byte[1024];
		int length = inputStream.read(buf);
		System.out.println(new String(buf, 0, length));
		
		
		// 4.关闭服务
		socket.close();
	}
}

需要首先启动服务端

文件上传实现

文件上传细节图例

客户端

流程：

创建对应的文件输入字节流操作，可以使用缓存
启动Socket
获取Socket输出OutputStream对象，发送数据给服务器
边读边发
文件读取结束，发送完毕，关闭客户端

package cn.ocean888_tcp;

import java.io.BufferedInputStream;
import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.OutputStream;
import java.net.InetAddress;
import java.net.Socket;

public class FileClient {
	@SuppressWarnings("resource")
	public static void main(String[] args) throws IOException {
		// 1.创建缓冲流
		BufferedInputStream bufferedInputStream = new BufferedInputStream(new FileInputStream(new File("D:\\JavaCode\\test\\test.jpg")));
		
		// 2.创建socket
		Socket socket = new Socket(InetAddress.getLocalHost(), 8848);
		
		// 3.获取socket输出流
		OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();
		
		int length = -1;
		byte[] buf = new byte[1024 * 8];
		
		// 4.读取数据,发送输出,边读边发
		while ((length = bufferedInputStream.read(buf)) != -1) {
			outputStream.write(buf, 0, length);
		}
		
		// 5.关闭连接
		socket.close();
	}
}

服务端

流程：

开启服务端，创建ServerSocket服务
明确文件保存位置，创建对应文件夹的输出缓冲字节流
读取数据，写入文件
关闭服务端

package cn.ocean888_tcp;

import java.io.BufferedOutputStream;
import java.io.File;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;

public class FileServer {
	public static void main(String[] args) throws IOException {
		// 1.开启服务端,创建ServerSocket对象
		ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8848);
		
		Socket socket = serverSocket.accept();
		
		// 2.明确保存文件位置,创建对应文件夹缓冲字节流
		BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream(new File("D:\\JavaCode\\test\\copy.jpg")));
		
		// 3.获取Socket对应的输入流
		InputStream inputStream = socket.getInputStream();
		
		// 4.边读边写
		int length = -1;
		byte[] buf = new byte[1024 * 8];
		
		while((length = inputStream.read(buf)) != -1) {
			bos.write(buf, 0, length);
		}
		
		// 5.关闭资源
		bos.close();
		socket.close();
	}
}

运行后

多线程版

解决单线程代码问题：

保存的文件名是一致的，无法保存多个文件

使用uuid解决
服务器代码需要执行多个功能在结束
服务端代码不可能只有一个上传文件功能

使用多线程

package cn.ocean888_tcp;

import java.io.BufferedOutputStream;
import java.io.File;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
import java.util.UUID;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

public class TcpGoodServer {
	public static void main(String[] args) throws IOException {
		System.out.println("服务器代码启动");
		
		// 1.启动TCP服务端服务
		ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8848);
		
		// 2.使用线程池
		ExecutorService tp = Executors.newFixedThreadPool(5);
		
		// 3.循环
		while (true) {
			// 连接客户端
			Socket socket = serverSocket.accept();
			
			tp.submit(() -> {
				try {
					System.out.println(Thread.currentThread().getName());
					InputStream inputStream = socket.getInputStream();
					String fileName = UUID.randomUUID().toString();
					BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream(new File("D:\\JavaCode\\test\\" + fileName + ".jpg")));
					
					int length = -1;
					byte[] buf = new byte[1024 * 8];
					
					while ((length = inputStream.read(buf)) != -1) {
						bos.write(buf, 0, length);
					}
					
					bos.close();
					socket.close();
				} catch (IOException e) {
					e.printStackTrace();
				}
			});
		}
	}
}