十六、網絡編程
1、系統結構圖（xmind）
2、tips
——1.網絡模型：OSI參考模型和TCP/IP參考模型
一般來說開發處於傳輸層和網際層，應用層爲：FTP和HTTP協議等，傳輸層爲：UDP和TCP等，網際層爲：IP。
通常用戶操作的是應用層，而編程人員需要做的是傳輸層和網際層，用戶在應用層操作的數據，經過逐層封包，最後到物理層發送到另一個模型中，再進行逐層解包，圖示：
——2.網絡通信三要素
1、IP地址
1）它是網絡中的設備標識
2）不易記憶，可用主機名錶示，兩者存在映射關係
3）本機迴環地址：127.0.0.1，主機名爲：localhost。
IP地址：java中對應的是InetAddress類，存在於java.net包中。
InetAddress類：
1.無構造函數，可通過getLocalHost()方法獲取InetAddress對象，此方法是靜態的，返回本類對象。
InetAddress i = InetAddress.getLocalHost();
2.方法：
1）static InetAddress getByName(String host)：獲取指定主機的IP和主機名。（最好用ip地址去獲取，主機名需要解析）
2）static InetAddress[] getAllByName(String host)：在給定主機名的情況下，根據系統上配置的名稱服務返回IP地址所組成的數組。返回對象不唯一時，用此方法。
3）String getHostAddress()：返回IP地址字符串文本形式，以IP地址爲主。
4）String getHostName()：返回IP地址主機名。
3.如何獲取任意一臺主機的IP地址對象：
1）功能：返回InetAddress對象
2）對於任意主機，需要指定傳入主機名的參數
慄：
import java.net.*;
class IPDemo
{
public static void main(String[] args)throws Exception
{
//獲取本類對象
InetAddress ia=InetAddress.getLocalHost();
//ip
String address=ia.getHostAddress();
//主機名
String name=ia.getHostName();
System.out.println("IP="+address+"\tname="+name);
//獲取指定主機的ip信息
InetAddress i=InetAddress.getByName("192.168.1.175");
String add=i.getHostAddress();
String na=i.getHostName();
System.out.println("addIP="+add+"\tiname="+na);
//獲取指定主機名的ip信息
InetAddress[] baidu=InetAddress.getAllByName("www.baidu.com");
for (InetAddress b :baidu)
{
String baddress=b.getHostAddress();
String bname=b.getHostName();
System.out.println("baiduIP="+baddress+"\tbaiduname="+bname);
}
}
}
運行結果：
2、端口號：
1) 用於標識進程的邏輯地址，不用進程的標識。
2) 有效端口：0 ~65535，系統使用或保留的端口是：0~ 1024。
3、傳輸協議：
即通信規則，包含TCP和UDP協議
——3.TCP
1、是面向連接的，必須連接成功才能傳輸數據，應用於下載等程序上
2、協議特點：
1）面向連接，在建立連接後，形成傳輸數據的通道
2）在連接中進行大數據量的傳輸
3）通過三次握手完成連接，是可靠的協議
4）必須建立連接，效率稍慢
三次握手：第一次本方發送請求，第二次對方確認連接，第三次本方再次確認連接成功。
3、通信的步驟：
1）找到IP地址
2）數據要發送到對象指定應用程序，爲標識這些應用程序，所以給這些網絡應用程序都用數字標識，爲方便稱呼這個數字，叫做端口，即邏輯端口。
3）定義通信規則，稱之爲協議。國際組織定義了通用協議，即TCP/IP。
4.TCP客戶端
客戶端需要明確服務器的ip地址以及端口，這樣纔可以去試着建立連接，如果連接失敗，會出現異常。
連接成功，說明客戶端與服務端建立了通道，那麼通過IO流就可以進行數據的傳輸，而Socket對象已經提供了輸入流和輸出流對象，通過getInputStream(),getOutputStream()獲取即可。與服務端通訊結束後，關閉Socket。
視頻例程：
import java.net.Socket;
import java.io.OutputStream;
import java.io.IOException;
import java.net.UnknownHostException;
import java.io.InputStream;
public class ClientDemo
{
public static void main(String[] args) throws UnknownHostException,IOException
{
Socket socket = new Socket("192.168.1.100",10002);
OutputStream out = socket.getOutputStream();
out.write("tcp演示：哥們又來了！".getBytes());
//讀取客戶端返回的數據，使用Socket讀取流。
InputStream in = socket.getInputStream();
byte[] buf = new byte[1024];
int len = in.read(buf);
String text = new String(buf,0,len);
System.out.println(text);
socket.close();
}
}
5.TCP服務端
服務端需要明確它要處理的數據是從哪個端口進入的。
當有客戶端訪問時，要明確是哪個客戶端，可通過accept()獲取已連接的客戶端對象，並通過該對象與客戶端通過IO流進行數據傳輸。當該客戶端訪問結束，關閉該客戶端。
視頻例程：
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
import java.io.InputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.OutputStream;
public class ServerDemo
{
public static void main(String[] args) throws IOException
{
ServerSocket ss = new ServerSocket(10002);
Socket s = ss.accept();
String ip = s.getInetAddress().getHostAddress();
InputStream in = s.getInputStream();
byte[] buf = new byte[1024];
int len = in.read(buf);
String text = new String(buf,0,len);
System.out.println(ip + ":" + text);
//使用客戶端socket對象的輸出流給客戶端返回數據
OutputStream out = s.getOutputStream();
out.write("收到".getBytes());
s.close();
ss.close();
}
}——4.UDP
將數據及源和目的封裝成數據包中，不需要建立連接。
每個數據報的大小在限制在64k內。
因無連接，是不可靠協議。
不需要建立連接，速度快。
應用案例：QQ、FeiQ聊天、在線視頻用的都是UDP傳輸協議
UDP發送端視頻例程：
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.InetAddress;
public class UDPSendDemo
{
public static void main(String[] args) throws Exception
{
System.out.println("發送端啓動......");
/*
* 創建UDP傳輸的發送端。
* 思路：
* 1. 建立udp的socket服務。
* 2. 將要發送的數據封裝到數據包中。
* 3. 通過udp的socket服務將數據包發送出去。
* 4. 關閉socket服務。
*/
//1. udpsocket服務。使用DatagramSocket對象。
//如果發送端端口未指定，就會隨機分配未被使用的端口。
DatagramSocket ds = new DatagramSocket(8888);
//2. 將要發送的數據封裝到數據包中。
String str = "udp傳輸演示，哥們來了！";
//使用DatagramPacket將數據封裝到該對象包中。
byte[] buf = str.getBytes();
DatagramPacket dp = new DatagramPacket(buf,buf.length,InetAddress.getByName("192.168.1.100"),10000);
//3. 通過udp的socket服務將數據包發送出去，使用send方法。
ds.send(dp);
//4. 關閉資源
ds.close();
}
}
UDP接收端視頻例程：
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.InetAddress;
public class UDPReceDemo
{
public static void main(String[] args) throws Exception
{
System.out.println("接收端啓動......");
/*
* 建立UDP接收端的思路。
* 思路：
* 1. 建立udp的socket服務，因爲是要接收數據，必須要明確一個端口號。
* 2. 創建數據包，用於存儲接收到的數據，方便用數據包對象的方法解析這些數
* 3. 使用socket服務的receive方法將接收的數據存儲到數據包中。
* 4. 通過數據包的方法解析數據包中的數據。
* 5. 關閉資源。
*/
//1. 建立udpsocket服務。
DatagramSocket ds = new DatagramSocket(10000);
//2. 創建數據包。
byte[] buf = new byte[1024];
DatagramPacket dp = new DatagramPacket(buf,buf.length);
//3. 使用接收方法將數據存儲到數據包中。
ds.receive(dp);//阻塞式的。
//4. 通過數據包對象的方法，解析其中的數據，比如：地址，端口，數據內容。
String ip = dp.getAddress().getHostAddress();
//獲取的端口號是發送端的端口號。
int port = dp.getPort();
String text = new String(dp.getData(),0,dp.getLength());
System.out.println(ip + ":" + port + ":" + text);
//5. 關閉資源
ds.close();
}
}
——5.Socket
1、它被稱之爲插座，相當於港口一樣，是網絡服務提供的一種機制。
2、通信兩端都要有Socket，才能建立服務。
3、網絡通信其實就是Socket間的通信，數據在兩個Socket間通過IO傳輸。
——6.UDP實例
/*
編寫一個聊天程序。
有收數據的部分，和發數據的部分。
這兩部分需要同時執行。
那就需要用到多線程技術。
一個線程控制收，一個線程控制發。
因爲收和發動作是不一致的，所以要定義兩個run方法。
而且這個兩個方法要封裝到不同的類中。
*/
//Udp發送線程
import java.net.*;
import java.io.*;
class UdpSend implements Runnable
{
//定義Socket服務引用
private DatagramSocket ds;
UdpSend(DatagramSocket ds)
{
this.ds=ds;
}
//複寫run方法
public void run()
{
try
{
//2、確定數據，從鍵盤錄入，並把鍵盤錄入的數據封裝成數據包
DatagramPacket dp=null;
BufferedReader br=new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
String line=null;
while((line=br.readLine())!=null)
{
byte[] buf=line.getBytes();
dp=new DatagramPacket(buf,buf.length,InetAddress.getByName("192.168.1.255"),10000);
//3、通過Socket服務，將已有的數據包發送出去
ds.send(dp);
if ("886".equals(line))
{
break;
}
}
//4、關閉資源
ds.close();
}
catch (Exception e)
{
throw new RuntimeException("發送數據失敗");
}
}
}
//Udp接收線程
class UdpReceive implements Runnable
{
//定義Socket服務引用
private DatagramSocket ds;
UdpReceive(DatagramSocket ds)
{
this.ds=ds;
}
//複寫run方法
public void run()
{
try
{
//一直處於接收狀態
while (true)
{
//2、定義數據包，用於存儲數據
byte[] buf=new byte[1024];
DatagramPacket dp=new DatagramPacket(buf,buf.length);
//3、通過Socket服務，將數據接收並存儲進數據包中
ds.receive(dp);
//4、通過數據包的方法獲取其中的數據
String ip=dp.getAddress().getHostAddress();
String data=new String(dp.getData(),0,dp.getLength());
int port=dp.getPort();
System.out.println("IP:"+ip+"=="+data);
}
//5、關閉資源
//ds.close();
}
catch (Exception e)
{
throw new RuntimeException("接收端接收數據失敗");
}
}
}
class UdpChatDemo
{
public static void main(String[] args)throws Exception
{
new Thread(new UdpSend(new DatagramSocket())).start();
new Thread(new UdpReceive(new DatagramSocket(10000))).start();
}
}
——7、TCP實例
/*
需求：向服務器上傳一個文件，服務返回一條信息
1、客戶端：
源：硬盤上的文件；目的：網絡設備，即網絡輸出流。
若操作的是文本數據，可選字符流，並加入高效緩衝區。若是媒體文件，用字節流。
2、服務端：
源：socket讀取流；目的：socket輸出流。
3、出現的問題：
現象：
a、文件已經上傳成功了，但是沒有得到服務端的反饋信息。
b、即使得到反饋信息，但得到的是null，而不是“上傳成功”的信息
原因：
a、因爲客戶端將數據發送完畢後，服務端仍然在等待這讀取數據，並沒有收到結束標記，就會一直等待讀取。
b、上個問題解決後，收到的不是指定信息而是null，是因爲服務端寫入數據後，需要刷新，才能將信息反饋給客服端。
解決：
方法一：定義結束標記，先將結束標記發送給服務端，讓服務端接收到結束標記，然後再發送上傳的數據。但是這樣定義可能會發生定義的標記和文件中的數據重複，而導致提前結束。
方法二：定義時間戳，由於時間是唯一的，在發送數據前，先獲取時間，發送完後在結尾處寫上相同的時間戳，在服務端，接收數據前先接收一個時間戳，然後在循環中判斷時間戳以結束標記。
方法三：通過socket方法中的shutdownOutput()，關閉輸入流資源，從而結束傳輸流，以給定結束標記。通常用這個方法。
*/
import java.io.*;
import java.net.*;
//客戶端
class TcpClient
{
public static void main(String[] args) throws Exception
{
//創建Socket服務
Socket s=new Socket("127.0.0.1",10000);
//定義讀取流讀取文件數據
BufferedReader br=new BufferedReader(new FileReader("TcpDemo.java"));
//定義目的，將數據寫入到Socket輸出流。發給服務端
//BufferedWriter bwout=new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(s.getOutputStream()));
PrintWriter pw=new PrintWriter(s.getOutputStream(),true);
//定義一個Socket讀取流，讀取服務端返回信息。
BufferedReader brin=new BufferedReader(new InputStreamReader(s.getInputStream()));
String line=null;
while ((line=br.readLine())!=null)
{
pw.println(line);
}
s.shutdownOutput();//關閉客戶端的輸出流。相當於給流中加入一個結束標記-1.
System.out.println(brin.readLine());//接收返回信息
br.close();
s.close();
}
}
//服務端
class TcpServer
{
public static void main(String[] args)throws Exception
{
//創建服務端的ServerSocket服務,並指定監聽端口
ServerSocket ss =new ServerSocket(10000);
//獲取客戶端連接
Socket s=ss.accept();
//獲取客戶端ip
System.out.println(s.getInetAddress().getHostName()+" connected.......");
//讀取Socket讀取流中的數據
BufferedReader brin=new BufferedReader(new InputStreamReader(s.getInputStream()));
//將接收到的數據寫入文件中
PrintWriter out=new PrintWriter(new FileWriter("TcpDemo.txt"),true);
//將返回信息寫入Socket流的寫入流中
BufferedWriter bwout=new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(s.getOutputStream()));
String line=null;
while ((line=brin.readLine())!=null)
{
out.println(line);
}
//PrintWriter pw = new PrintWriter(s.getOutputStream(),true);
//pw.println("上傳成功");
bwout.write("上傳成功!");
bwout.newLine();//換行
bwout.flush();//刷新
out.close();//關流
s.close();
ss.close();
}
}——8、URL和URLConnection
1、URL：
URI：範圍更大，條形碼也包含於此範圍
URL：範圍較小，即域名
方法：
1）構造函數：URL(String protocol,String host,int port,String file);//根據指定 protocol、host、port號和 file 創建 URL對象。
2）String getProtocol();//獲取協議名稱
3）String getHost();//獲取主機名
4）int getPort();//獲取端口號
5）String getFile();//獲取URL文件名
6）String getPath();//獲取此URL的路徑部分
7）String getQuery();//獲取此URL的查詢部，客戶端傳輸的特定信息
注：一般輸入網址，是不帶端口號的，此時可進行獲取，通過獲取網址返回的port，若port爲-1，則分配一個默認的80端口，如
int port = getPort();
if(port == -1)
port = 80;
2、URLConnection
方法：
1）URLConnection openConnection();//用URL調用此方法，返回一個 URLConnection 對象，它表示到 URL 所引用的遠程對象的連接。
2）InputStream getInputStream();//獲取輸入流
3）OutputStream getOutputStream();//獲取輸出流