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[网络协议]Java网络通信编程的笔记和实例

本文整理了学习Java网络通信编程的笔记,并分析了若干程序实例,以巩固学习成果。

1 网络通信编程笔记

1.1 网络程序设计基础

1.1.1 基本概念

  • 局域网(LAN)、广域网(WAN)
  • IP协议,IP地址(IPv4,4个字节表示)
  • TCP协议(传输控制协议):类似拨打电话,固接连线,可靠性高,有顺序
  • UDP协议(数据用户报协议):类似发送信件,无连接通信,可靠性低,不保证顺序
  • 端口(port):假想的连接装置,计算机与网络的物理连接,为整数
  • 套接字(Socket):假想的连接装置,连接程序与端口

1.1.2 网络通信的要素

  • 通信双方地址:IP、端口号
  • 网络通信协议:TCP/IP协议

1.2 TCP程序设计基础

1.2.1 InetAddress

与IP地址相关的类,注意该类会抛UnknownHostException异常

  • IP地址:
    • 本机localhost(127.0.0.1)
    • IPv4(4个字节组成,42亿),IPv6(128位,8个无符16进制整数)
    • 公网(互联网),私网(局域网),ABCD类地址
  • 无构造器,不可被new,只可被自己的方法返回
  • 常用方法:
    • getByName(String host) 获取与Host对应的InetAddress对象
    • getHostAddress() 获取对象所包含的IP地址,返回String
    • getHostName() 获取IP主机名,返回String
    • getLocalHost() 获取本地主机的InetAddress对象

1.2.2 ServerSocket

服务器套接字,等待网络请求,注意该类会抛IOException异常

  • 端口:
    • 0~65535
    • 不同的进程用不同的端口号,类似于门牌
    • 端口分类:
      • 公有端口0~1023(HTTP80、HTTPS443、FTP21、Telent23)
      • 程序注册端口1024~49151(Tomcat8080、MySQL3306、Oracle1521)
      • 动态(私有)端口49152~65535
  • InetSocketAddress类:与InetAddress类似,加入了端口,可以new,传入String地址和int端口,有getPort()等方法
  • ServerSocket用于等待网络请求,构造方法:
    • ServerSocket() 非绑定服务器套接字
    • ServerSocket(int port) 绑定特定端口
    • ServerSocket(int port, int backlog) 指定本机端口、指定的backlog
    • ServerSocket(int port, int backlog, InetAddress bindAddress) 指定端口、侦听backlog和绑定到的本地IP地址
  • ServerSocket的常用方法:
    • accept() 等待客户机连接,若连接返回一个Socket套接字
    • isBound() 判断绑定状态
    • getInetAddress() 返回本地地址的InetAddress
    • isClosed() 返回关闭状态
    • close() 关闭服务器套接字
    • bind(SocketAddress endpoint) 绑定到特定地址(IP和端口)
    • getLocalPort() 获取等待端口

1.2.3 TCP网络程序

  • 通信协议:速率、传输码率、代码结构、传输控制等

    • TCP/IP协议:协议簇,最出名的是TCP协议和IP协议
    • TCP:连接、稳定,三次握手四次挥手,客户端服务端架构,传输完成释放连接,效率低
    • UDP:不连接、不稳定,客户端服务端无明确界限,效率高
  • 参见第2章的实例

1.2.4 Tomcat基础

  • Tomcat是一个服务端,客户端通过浏览器进入
  • 一般使用8080端口

1.4 UDP程序设计基础

1.4.1 UDP通信

  • 基本模式:
    • 数据打包(数据包),发往目的地
    • 接收数据包并查看
  • 发送数据包步骤:
    • 创建数据报套接字(DatagramSocket()
    • 创建发送的数据包(DatagramPacket(byte[] buf, int offset, int length, InetAddress ip, int port)
    • 发送数据包(DatagramSocket().send()
  • 接收数据包步骤:
    • 创建数据报套接字并绑定到端口(DatagramSocket(int port)
    • 创建字节数组接收数据包(DatagramPacket(byte[] buf, int length)
    • 接收UDP包(DatagramSocket().receive()

1.4.2 DatagramPacket

  • 表示数据包
  • 构造方法:
    • DatagramPacket(byte[] buf, int length) 指定数据包的内存空间和大小
    • DatagramPacket(byte[] buf, int length, InetAddress ip, int port) 指定数据包的目标地址和端口

1.4.3 DatagramSocket

  • 表示发送和接收数据包的数据报套接字
  • 构造方法:
    • DatagramSocket() 绑定到本地主机任何可用端口
    • DatagramSocket(int port) 绑定到本地主机指定端口
    • DatagramSocket(int port, InetAddress ip) 绑定到指定的本地地址

1.4.4 UDP网络程序

  • 服务端、客户端没有明确的界限

  • 参见第3章的实例

1.5 URL类

统一资源定位器,通过地址定位互联网上的资源

  • URL的形式:协议 : // ip地址 : 端口 / 项目名 / 资源

  • 构造方法:传入字符串,URL(String url)

  • 常用方法:

    • getProtocol() 获取协议名
    • getHost() 获取主机IP
    • getPort() 获取端口
    • getPath() 获取路径
    • getFile() 获取完整路径
    • getQuery() 获取查询名
  • 参见第4章的实例

2 TCP网络程序示例

2.1 简单的接收器(服务端)、发送器(客户端)程序

接收器(MyReceiver.java

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

public class MyReceiver {
    public static void main(String[] args) {
        ServerSocket serverSocket = null;
        Socket socket = null;
        InputStream is = null;
        ByteArrayOutputStream baos = null;

        try {
            serverSocket = new ServerSocket(9005);	// 实例化一个服务器套接字,端口9005
            socket = serverSocket.accept();	// 使用套接字对象接收客户端连接该端口,连接后返回套接字,可以理解为“插座”
            is = socket.getInputStream();	// 获取“插座”套接字的输入流
            baos = new ByteArrayOutputStream();	// 实例化字节数组输出流
            byte[] buffer = new byte[1024];	// 字节数组
            int len;	//长度
            while ((len = is.read(buffer)) != -1) {	// 读取输入流到字节数组,若长度有效
                baos.write(buffer, 0, len);	// 则将字节数组写入到字节数组输出流中
            }
            System.out.println(baos);	// 打印字节数组输出流
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {	// 以下关闭流和套接字,注意顺序先打开的后关闭
            if (baos != null) {
                try {
                    baos.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            if (is != null) {
                try {
                    is.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            if (socket != null) {
                try {
                    socket.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            if (serverSocket != null) {
                try {
                    serverSocket.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }
}

发送器(MyTransmitter.java

import java.io.IOException;
import java.io.OutputStream;
import java.net.InetAddress;
import java.net.Socket;

public class MyTransmitter {
    public static void main(String[] args) {
        Socket socket = null;
        OutputStream os = null;
        try {
            InetAddress serverIP = InetAddress.getByName("127.0.0.1");	// 获取本地主机的IP对象
            int port = 9005;	// 端口9005
            socket = new Socket(serverIP, port);	// 使用IP和端口实例化套接字,可以理解为“插头”,并连接到“插座”
            os = socket.getOutputStream();	// 获取“插头”套接字的输出流
            os.write("你好!".getBytes());	// 输出流写入字符串转换的字节数组
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {	// 以下关闭流和套接字
            if (os != null) {
                try {
                    os.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            if (socket != null) {
                try {
                    socket.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }
}

说明:

  1. 服务端和客户端都需要有套接字,分别是ServerSocketSocket,并且绑定到统一端口。服务端还有一个Socket,是连接端口的返回结果。
  2. 注意输入流和输出流的使用,客户端使用输出流,通过套接字输出;服务端使用输入流,通过套接字输入,而这股输入流需要输出的话,还需要一个输出流。

先启动MyReceiver.java,再启动MyTransmitter.java,观察到MyReceiver.java输出:

你好!

2.2 较复杂的服务端、客户端程序

服务端(MyTCPServer.java

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

public class MyTCPServer {
    private ServerSocket server;
    private Socket socket;
    private BufferedReader reader;

    public static void main(String[] args) {
        MyTCPServer tcp = new MyTCPServer();	// 实例化服务端
        tcp.getServer();	// 服务端启动服务
    }

    void getServer() {	// 服务端启用服务方法
        try {
            server = new ServerSocket(8998);	// 实例化一个服务器套接字,端口8998
            System.out.println("服务器套接字创建成功!");
            while (true) {
                System.out.println("等待客户端连接...");
                socket = server.accept();	// 使用套接字对象接收客户端连接该端口,连接后返回“插座”套接字
                System.out.println("客户端连接成功!");
                reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));	// 将“插座”套接字的输入流放到缓存读取器中
                getClientMessage();	// 获取客户端信息
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    private void getClientMessage() {	// 获取客户端信息方法
        try {
            while (true) {
                System.out.println("客户端:" + reader.readLine());	// 将缓存读取器的读取内容输出
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        try {
            if (reader != null) {
                reader.close();
            }
            if (socket != null) {
                socket.close();
            }
            if (server != null) {
                server.close();
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

客户端(MyTCPClient.java

import javax.swing.*;
import javax.swing.border.BevelBorder;
import java.awt.*;
import java.awt.event.ActionEvent;
import java.awt.event.ActionListener;
import java.io.IOException;
import java.io.PrintWriter;
import java.net.Socket;

public class MyTCPClient extends JFrame {
    Container c;
    private final JTextArea ta = new JTextArea();
    private final JTextField tf = new JTextField();
    Socket socket;
    private PrintWriter writer;	// 这是一个字符输出流过滤器,可以对字符流进行处理

    public MyTCPClient(String title) {
        super(title);	// 标题
        setDefaultCloseOperation(EXIT_ON_CLOSE);
        c = getContentPane();
        final JScrollPane sp = new JScrollPane();	// 滚动面板
        sp.setBorder(new BevelBorder(BevelBorder.RAISED));	// 设置滚动面板的边框为斜角边框,且为凸起斜面
        c.add(sp, BorderLayout.CENTER);	// 把滚动面板放到窗体中间
        sp.setViewportView(ta);	// 创建视口并设置视图为文本域(即把文本域放到滚动面板中)
        ta.setFont(new Font("微软雅黑", Font.PLAIN, 16));
        ta.setEditable(false);	// 文本域不可编辑
        c.add(tf, BorderLayout.SOUTH);	// 把文本框放到窗体底部
        tf.setFont(new Font("微软雅黑", Font.PLAIN, 16));
        tf.addActionListener(new ActionListener() {	// 监听文本框回车事件
            @Override
            public void actionPerformed(ActionEvent e) {
                writer.println(tf.getText());	// 将文本框的信息写入流,这股流会通过端口传输到服务端
                ta.append(tf.getText() + '\n');	// 在文本域中,把文本框写入的文本加进去
                ta.setSelectionEnd(ta.getText().length());	// 把文本域选择的结束位置放到文本域文本末尾
                tf.setText("");	// 清空文本框
            }
        });
    }

    public static void main(String[] args) {
        MyTCPClient client = new MyTCPClient("客户端系统");	// 实例化客户端
        client.setBounds(600, 300, 400, 400);
        client.setVisible(true);
        client.connect();	// 客户端连接
    }

    private void connect() {	// 客户端连接方法
        ta.append("尝试连接中...\n");
        try {
            socket = new Socket("127.0.0.1", 8998);	// 使用IP和端口实例化“插头”套接字,并连接到“插座”
            writer = new PrintWriter(socket.getOutputStream(), true);	// 将“插头”套接器的输出流放到过滤器中,true表示自动行刷新
            ta.append("完成连接!\n");
        } catch (IOException e) {
            ta.append("连接失败!请检查服务器端\n");
        }
    }
}

说明:

  1. 服务端将获取客户端的方法放在无限循环中,以便无限接收客户端的信息。
  2. 根据屏幕提示的信息,确定客户端是何时连接上服务端的。

先启动MyTCPServer.java,再启动MyTCPClient.java,在窗体输入文字,观察到窗体变化与MyTCPServer.java输出:

服务器套接字创建成功!
等待客户端连接...
客户端连接成功!
客户端:你好!
客户端:我是客户端

2.3 简单的文件传输程序

服务端(FileReceiver.java

import java.io.*;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;

public class FileReceiver {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        ServerSocket server = new ServerSocket(9000);	// 端口9000
        Socket socket = server.accept();	// 监听客户端连接
        InputStream is = socket.getInputStream();	// 获得套接字输入流
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream("receive.png");	// 实例化文件输出流
        byte[] buffer = new byte[1024];
        int len;
        while ((len = is.read(buffer)) != -1) {	// 读取套接字输入流
            fos.write(buffer, 0, len);	// 写入到文件输出流
        }

        BufferedWriter endBw = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(socket.getOutputStream()));	// 获得套接字输出流,并放到缓存字符写入器中
        endBw.write("接收完毕");	// 写入字符串到输出流

        endBw.close();	// 关闭流与套接字
        fos.close();
        is.close();
        socket.close();
        server.close();
    }
}

客户端(FileSender.png

import java.io.*;
import java.net.Socket;

public class FileSender {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        Socket socket = new Socket("127.0.0.1", 9000);	// 连接端口
        OutputStream os = socket.getOutputStream();	// 获得套接字输出流
        FileInputStream fis = new FileInputStream("send.png");	// 实例化文件输入流
        byte[] buffer = new byte[1024];
        int len;
        while ((len = fis.read(buffer)) != -1) {	// 读取文件输入流
            os.write(buffer, 0, len);	// 写入到套接字输出流
        }

        socket.shutdownOutput();	// 单向关闭客户端的套接字输出流

        BufferedReader endBr = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));	// 获得套接字输入流,并放到缓存字符读取器中
        System.out.println(endBr.readLine());	// 打印读取器读取到的字符串

        endBr.close();	// 关闭流与套接字
        fis.close();
        os.close();
        socket.close();
    }
}

说明:

  1. 示例中涉及到的输入输出流分别有(以输入流为例):InputStream(接收套接字流)、FileInputStream(用于文件与系统间的传输流)、InputStreamReader(管道)、BufferedReader(用于处理服务端的回传字符)。
  2. 注意客户端第15行的socket.shutdownOutput();,若不写这一行,即使客户端已写入完毕(并开始进行输入流的等待),服务端仍在继续读取(因为服务端第13行的is.read(buffer),读取的字节数已为0,因此循环无法退出,处于读取0字节写入0字节的状态),因此要单向关闭客户端的套接字输出流,保证服务端结束读取。

先启动FileReceiver.java,再启动FileSender.java,观察到文件receive.png生成,以及FileSender.java输出:

接收完毕

3 UDP网络程序示例

3.1 简单的发送器、接收器程序

发送器(MyUDPSender.java

import java.net.*;

public class MyUDPSender {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        DatagramSocket socket = new DatagramSocket();	// 创建数据报套接字
        String msg = "你好!";
        byte[] buffer = msg.getBytes();
        InetAddress localhost = InetAddress.getByName("localhost");
        int port = 9090;
        DatagramPacket packet = new DatagramPacket(buffer, 0, buffer.length, localhost, port);	// 创建要发送的数据包,并绑定内容和发送地址
        socket.send(packet);	// 发送数据包
        socket.close();	// 关闭套接字
    }
}

接收器(MyUDPReceiver.java

import java.net.*;

public class MyUDPReceiver {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        DatagramSocket socket = new DatagramSocket(9090);	// 创建数据报套接字,绑定到9090端口
        byte[] buffer = new byte[1024];	// 创建缓存数组
        DatagramPacket packet = new DatagramPacket(buffer, 0, buffer.length);	// 创建要接收的数据包载体
        socket.receive(packet);	// 接收数据包(程序阻塞)
        System.out.println(packet.getAddress().getHostAddress());	// 获取数据包的地址
        System.out.println(new String(packet.getData(), 0, packet.getLength()));	// 获取数据包的数据
        socket.close();	// 关闭套接字
    }
}

说明:

  1. 发送器和接收器都有数据报套接字DatagramSocket和数据包DatagramPacket,但使用方式不同。
    • 发送器的DatagramSocket不用绑定端口,因为它只用send()方法,无需绑定发送者的端口;接收器的DatagramSocket需要绑定端口,因为它用receive()方法需要明确自己的地址。
    • 发送器的DatagramPacket需要绑定发送地址,因为它已有内容并打包好,需要向特定地址传递;接收器的DatagramPacket不用绑定地址,因为它是一个空的容器,只起接收载体作用。
  2. 接收器第10行,packet.getLength()不能用packet.getData().length代替,数据包大小与数据字节数组的大小是不同的。

先启动MyUDPReceiver.java,观察到程序开始等待,再启动MyUDPSender.java,观察到MyUDPReceiver.java输出:

127.0.0.1
你好!

3.2 较复杂的聊天器程序(多线程)

聊天发送端线程(MyChatSender.java

import java.io.*;
import java.net.*;

public class MyChatSender implements Runnable {
    DatagramSocket socket = null;	// 数据报套接字
    BufferedReader reader = null;	// 缓存输入流
    private final String toIP;	// 发送的IP地址(理解为“写信时的对方地址”)
    private final int toPort;	// 发送的端口(理解为“写信时的对方门牌号”)

    public MyChatSender(String toIP, int toPort) {
        this.toIP = toIP;
        this.toPort = toPort;

        try {
            socket = new DatagramSocket();	// 创建发送端的套接字
            reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));	// 缓存输入流放入系统输入
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    @Override
    public void run() {
        while (true) {
            try {
                String data = reader.readLine();	// 读取输入流的一行字符串
                byte[] dataBytes = data.getBytes();	// 字符串转换为字节数组
                DatagramPacket packet = new DatagramPacket(dataBytes, 0, dataBytes.length, new InetSocketAddress(toIP, toPort));	// 将字节数组打包,并绑定到对应IP和端口
                socket.send(packet);	// 发送数据包
                if ("bye".equals(data)) {	// 如果输入"bye",退出发送循环
                    break;
                }
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        try {
            reader.close();	// 关闭流
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        socket.close();	// 关闭套接字
    }
}

聊天接收端线程(MyChatReceiver.java

import java.io.*;
import java.net.*;

public class MyChatReceiver implements Runnable {
    DatagramSocket socket = null;	// 数据报套接字
    private final String fromName;	// 来源的名字(理解为“写信时的寄件人姓名”)

    public MyChatReceiver(int port, String fromName) {
        this.fromName = fromName;
        try {
            socket = new DatagramSocket(port);	// 创建接收端的套接字,并绑定到一个接收端口
        } catch (SocketException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    @Override
    public void run() {
        while (true) {
            try {
                byte[] container = new byte[1024];	// 字节数组容器
                DatagramPacket packet = new DatagramPacket(container, 0, container.length);	// 创建数据包容器
                socket.receive(packet);	// 阻塞式接收数据包
                byte[] dataBytes = packet.getData();	// 把数据包的缓存数据放到字节数组里
                String data = new String(dataBytes, 0, packet.getLength());	// 将缓存数据转换为字符串
                System.out.println(fromName + ":" + data);	// 输出
                if ("bye".equals(data)) {// 如果收到"bye",退出接收循环
                    break;
                }
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        socket.close();	// 关闭套接字
    }
}

聊天者A(ChatterA.java

public class ChatterA {
    public static void main(String[] args) {
        new Thread(new MyChatSender("localhost", 9999)).start();	// 启动A的发送端线程
        new Thread(new MyChatReceiver(8888, "B")).start();	// 启动A的接收端线程
    }
}

聊天者B(ChatterB.java

public class ChatterB {
    public static void main(String[] args) {
        new Thread(new MyChatSender("localhost", 8888)).start();	// 启动B的发送端线程
        new Thread(new MyChatReceiver(9999, "A")).start();	// 启动B的接收端线程
    }
}

说明:每个聊天者有两个线程,以及两个所需端口。A向localhost的9999端口发信息,同时接收发送到8888端口名为B发来的信息;B向localhost的8888端口发信息,同时接收发送到9999端口名为A发来的信息。

分别启动ChatterA.javaChatterB.java,并输入文字,观察到两个程序分别输出:

你好!
B:你好啊!
今天天气真不错。
B:是啊,今天天气晴朗。
bye
B:bye
A:你好!
你好啊!
A:今天天气真不错。
是啊,今天天气晴朗。
A:bye
bye

3.3 较复杂的广播、收音机程序

广播(MyBroadcast.java

import java.net.*;

public class MyBroadcast extends Thread {	// 实现线程
    String msg = "欢迎收听广播节目。";	// 广播信息
    int port = 9898;	// 端口9898
    InetAddress ipGroup;	//IP组
    MulticastSocket socket;	// 多点广播套接字

    MyBroadcast() throws Exception {
        ipGroup = InetAddress.getByName("224.255.10.0");	// 指定地址
        socket = new MulticastSocket(port);	// 创建一个指定端口的套接字
        socket.setTimeToLive(1);	// 指定发送范围是本地网络
        socket.joinGroup(ipGroup);	// 加入广播组
    }

    @Override
    public void run() {
        while (true) {
            byte[] data = msg.getBytes();	// 字节数组
            DatagramPacket packet = new DatagramPacket(data, data.length, ipGroup, port);	//数据打包并绑定地址端口
            System.out.println(new String(data));	// 输出广播信息
            try {
                socket.send(packet);	// 发送数据包
                sleep(3000);	// 休眠3秒
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        MyBroadcast broadcast = new MyBroadcast();	// 创建广播
        broadcast.start();	// 启动广播
    }
}

收音机(MyRadio.java

import javax.swing.*;
import java.awt.*;
import java.awt.event.*;
import java.net.*;

public class MyRadio extends JFrame implements Runnable, ActionListener {
    int port;	// 端口
    InetAddress ipGroup;	// IP组
    MulticastSocket socket;	// 多点广播套接字
    JButton start = new JButton("开始接收");	// 开始按钮
    JButton stop = new JButton("停止接收");	// 停止按钮
    JTextArea startArea = new JTextArea(10, 10);	// 广播信息区域(显示目前接收到的一条信息)
    JTextArea receivedArea = new JTextArea(10, 10);	// 接收信息区域(显示历史接收到的所有信息)
    Thread thread;	// 线程
    boolean isStopped = false;	// 是否停止

    public MyRadio() throws Exception {
        super("数据报收音机");	// 标题
        setDefaultCloseOperation(EXIT_ON_CLOSE);
        thread = new Thread(this);	// 代理自己
        start.addActionListener(this);
        stop.addActionListener(this);	// 按钮添加监听器
        startArea.setForeground(Color.BLUE);
        JPanel north = new JPanel();	// 顶部面板
        north.add(start);
        north.add(stop);
        add(north, BorderLayout.NORTH);
        JPanel center = new JPanel(new GridLayout(1, 2));	// 中部面板
        center.add(startArea);
        center.add(receivedArea);
        add(center, BorderLayout.CENTER);
        validate();	// 刷新布局

        port = 9898;	// 端口9898
        ipGroup = InetAddress.getByName("224.255.10.0");	// IP组指定地址
        socket = new MulticastSocket(port);	// 套接字绑定端口
        socket.joinGroup(ipGroup);	// 套接字加入广播组

        setBounds(100, 50, 360, 380);
        setVisible(true);
    }

    @Override
    public void run() {
        while (true) {
            byte[] data = new byte[1024];	// 字节数组
            DatagramPacket packet = new DatagramPacket(data, data.length, ipGroup, port);	// 数据包容器
            try {
                socket.receive(packet);	// 接收数据包
                String msg = new String(packet.getData(), 0, packet.getLength());	// 缓存数据转换为字符串
                startArea.setText("正在接收的内容:\n" + msg);	// 打印在广播区域上
                receivedArea.append(msg + "\n");	// 添加在接收区域上
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
            if (isStopped) {	// 如果停止接收,退出循环
                break;
            }
        }
    }

    @Override
    public void actionPerformed(ActionEvent e) {	// 监听
        if (e.getSource() == start) {
            start.setBackground(Color.RED);
            stop.setBackground(Color.YELLOW);
            if (!(thread.isAlive())) {	// 如果线程不处于新建状态
                thread = new Thread(this);	// 新建线程
            }
            thread.start();	// 启动线程
            isStopped = false;
        }
        if (e.getSource() == stop) {
            start.setBackground(Color.YELLOW);
            stop.setBackground(Color.RED);
            isStopped = true;
        }
    }

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        MyRadio radio = new MyRadio();	// 创建广播
        radio.setSize(460, 200);
    }
}

说明:

  1. 发出广播和接收广播的地址必须位于同一个组内,地址范围是224.0.0.0~224.255.255.255,该地址不代表某个特定主机的位置。
  2. 加入同一个组的主机可以在某个端口广播信息,也可以在某个端口接收信息。

启动MyBroadcast.java,观察到其开始输出;启动MyRadio.java并点击开始接收按钮,观察到其开始接收广播信息:

欢迎收听广播节目。
欢迎收听广播节目。
欢迎收听广播节目。

4 利用URL下载网络资源示例

import javax.net.ssl.HttpsURLConnection;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.InputStream;
import java.net.URL;

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        URL url = new URL("https://www.baidu.com/img/PCtm_d9c8750bed0b3c7d089fa7d55720d6cf.png");	// 新建URL,并初始化为网络资源地址
        HttpsURLConnection connection = (HttpsURLConnection) url.openConnection();	// URL开启连接
        InputStream is = connection.getInputStream();	// 获取连接输入流
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream("logo.png");	// 新建文件输出流
        byte[] buffer = new byte[1024];
        int len;
        while ((len = is.read(buffer)) != -1) {	// 读入连接输入流
            fos.write(buffer, 0, len);	// 写入到文件输入流
        }
        fos.close();	// 关闭流与连接
        is.close();
        connection.disconnect();
    }
}

观察到文件logo.png的生成。

5 I/O补充

使用输入流、输出流时以下这段代码的原理:

FileInputStream fis = new FileInputStream("xxx");	// 文件输入流
OutputStream os = new OutputStream();	// 输出流
byte[] buffer = new byte[1024];
int len;
while ((len = fis.read(buffer)) != -1) {
    os.write(buffer, 0, len);
}
  • buffer是一个字节数组,长度为1024,类似于一个缓冲区。
  • fis.read(buffer),这一步从输入流读取buffer大小的字节(即1024),把这些字节赋给buffer,并返回读取的字节数。
  • 把读取的字节数赋值给len,然后对len进行判断。
  • buffer数组的0到len位置的字节写入输出流。
  • 每次循环,buffer就被重新赋值一次,因此文件大小与buffer的长度1024是没有关系的。
  • 读取到输入流末尾时,read()方法返回-1,循环结束。
  • 注意:缓冲区的大小不应太小,否则会涉及到编码问题,部分字节被强行拆分到两个缓冲区时可能会出现乱码。
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