JAVA從零開始學習知識整理——day11—【網絡編程】

一、網絡編程入門

1.1 軟件結構
C/S結構：全稱爲Client/Server結構，是指客戶端和服務器結構。常見程序有ＱＱ、迅雷等軟件。
B/S結構：全稱爲Browser/Server結構，是指瀏覽器和服務器結構。常見瀏覽器有谷歌、火狐等。

1.2 網絡通信協議
TCP/IP協議：傳輸控制協議/因特網互聯協議( Transmission Control Protocol/Internet Protocol)，是
Internet最基本、最廣泛的協議。它定義了計算機如何連入因特網，以及數據如何在它們之間傳輸的標準。它
的內部包含一系列的用於處理數據通信的協議，並採用了4層的分層模型，每一層都呼叫它的下一層所提供的
協議來完成自己的需求。

1.3 協議分類
通信的協議還是比較複雜的， java.net 包中包含的類和接口，它們提供低層次的通信細節。我們可以直接使用這
些類和接口，來專注於網絡程序開發，而不用考慮通信的細節。
java.net 包中提供了兩種常見的網絡協議的支持：
TCP：傳輸控制協議 (Transmission Control Protocol)。TCP協議是面向連接的通信協議，即傳輸數據之前，
在發送端和接收端建立邏輯連接，然後再傳輸數據，它提供了兩臺計算機之間可靠無差錯的數據傳輸。
三次握手：TCP協議中，在發送數據的準備階段，客戶端與服務器之間的三次交互，以保證連接的可
靠。
——第一次握手，客戶端向服務器端發出連接請求，等待服務器確認。
——第二次握手，服務器端向客戶端回送一個響應，通知客戶端收到了連接請求。
——第三次握手，客戶端再次向服務器端發送確認信息，確認連接。
UDP：用戶數據報協議(User Datagram Protocol)。UDP協議是一個面向無連接的協議。傳輸數據時，不需
要建立連接，不管對方端服務是否啓動，直接將數據、數據源和目的地都封裝在數據包中，直接發送。每個
數據包的大小限制在64k以內。它是不可靠協議，因爲無連接，所以傳輸速度快，但是容易丟失數據。日常應
用中,例如視頻會議、QQ聊天等。

1.4 網絡編程三要素
協議：計算機網絡通信必須遵守的規則。
IP地址：IP地址：指互聯網協議地址（Internet Protocol Address），俗稱IP。IP地址用來給一個網絡中的計算機設備做唯一的編號。假如我們把“個人電腦”比作“一臺電話”的話，那麼“IP地址”就相當於“電話號碼”。
——IP地址分類
IPv4：是一個32位的二進制數，通常被分爲4個字節，表示成 a.b.c.d 的形式，例如 192.168.65.100 。其
中a、b、c、d都是0~255之間的十進制整數，那麼最多可以表示42億個。
IPv6：由於互聯網的蓬勃發展，IP地址的需求量愈來愈大，但是網絡地址資源有限，使得IP的分配越發緊張。
有資料顯示，全球IPv4地址在2011年2月分配完畢。
爲了擴大地址空間，擬通過IPv6重新定義地址空間，採用128位地址長度，每16個字節一組，分成8組十六進
制數，表示成 ABCD:EF01:2345:6789:ABCD:EF01:2345:6789 ，號稱可以爲全世界的每一粒沙子編上一個網
址，這樣就解決了網絡地址資源數量不夠的問題。
——特殊的IP地址
本機IP地址： 127.0.0.1 、 localhost 。
端口號
網絡的通信，本質上是兩個進程（應用程序）的通信。每臺計算機都有很多的進程，那麼在網絡通信時，如何區分這些進程呢？
如果說IP地址可以唯一標識網絡中的設備，那麼端口號就可以唯一標識設備中的進程（應用程序）了。
端口號：用兩個字節表示的整數，它的取值範圍是0_{65535。其中，0}1023之間的端口號用於一些知名的網
絡服務和應用，普通的應用程序需要使用1024以上的端口號。如果端口號被另外一個服務或應用所佔用，會
導致當前程序啓動失敗。
利用協議 + IP地址 + 端口號三元組合，就可以標識網絡中的進程了，那麼進程間的通信就可以利用這個標識與其它進程進行交互。

二、TCP 通信程序
2.1 概述
TCP通信能實現兩臺計算機之間的數據交互，通信的兩端，要嚴格區分爲客戶端（Client）與服務端（Server）。
兩端通信時步驟：

服務端程序，需要事先啓動，等待客戶端的連接。
客戶端主動連接服務器端，連接成功才能通信。服務端不可以主動連接客戶端。
在Java中，提供了兩個類用於實現TCP通信程序：
客戶端： java.net.Socket 類表示。創建 Socket 對象，向服務端發出連接請求，服務端響應請求，兩者建
立連接開始通信。
服務端： java.net.ServerSocket 類表示。創建 ServerSocket 對象，相當於開啓一個服務，並等待客戶端
的連接。
2.2 Socket類
Socket client = new Socket(“127.0.0.1”, 6666);
成員方法
public InputStream getInputStream() ：返回此套接字的輸入流。
-如果此Scoket具有相關聯的通道，則生成的InputStream 的所有操作也關聯該通道。
-關閉生成的InputStream也將關閉相關的Socket。
public OutputStream getOutputStream() ：返回此套接字的輸出流。
-如果此Scoket具有相關聯的通道，則生成的OutputStream 的所有操作也關聯該通道。
-關閉生成的OutputStream也將關閉相關的Socket。
public void close() ：關閉此套接字。
-一旦一個socket被關閉，它不可再使用。
-關閉此socket也將關閉相關的InputStream和OutputStream 。
public void shutdownOutput() ：禁用此套接字的輸出流。
-任何先前寫出的數據將被髮送，隨後終止輸出流。
2.3 ServerSocket
創建：ServerSocket server = new ServerSocket(6666);
public Socket accept() ：偵聽並接受連接，返回一個新的Socket對象，用於和客戶端實現通信。該方法
會一直阻塞直到建立連接。
2.4 簡單的TCP網絡程序
TCP通信分析圖解
【服務端】啓動,創建ServerSocket對象，等待連接。
Socket client = new Socket(“127.0.0.1”, 6666);
ServerSocket server = new ServerSocket(6666);
【客戶端】啓動,創建Socket對象，請求連接。
【服務端】接收連接,調用accept方法，並返回一個Socket對象。
【客戶端】Socket對象，獲取OutputStream，向服務端寫出數據。
【服務端】Scoket對象，獲取InputStream，讀取客戶端發送的數據。
【服務端】Socket對象，獲取OutputStream，向客戶端回寫數據。
【客戶端】Scoket對象，獲取InputStream，解析回寫數據。
【客戶端】釋放資源，斷開連接。

三、綜合案例
3.1 文件上傳案例
客戶端：

package day11.DemoXXXX;

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

public class Socket_l {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //創建
        Socket socket = new Socket("127.0.0.1",8845);
        //創建輸出給服務器的流
        OutputStream os = socket.getOutputStream();
        //獲取本地文件流
        FileInputStream fis = new FileInputStream("D:\\課件\\就業班\\day07-13\\day10\\1.jpg");
        //將讀取的文件傳送到服務器
        byte[] bytes = new byte[1024*1024];
        int len =0;
        while ((len = fis.read(bytes))!=-1){
            os.write(bytes,0,len);
            os.flush();
        }
        socket.shutdownOutput();

        //獲取服務器返回的信息
        InputStream is = socket.getInputStream();
        byte[] bytes1 = new byte[1024*1024];
        int len1= 0;
        while ((len1 = is.read(bytes1))!=-1){
            System.out.println(bytes1);
        }
        //關閉客戶端
        socket.close();

    }
}

服務器端：

package day11.DemoXXXX;

import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
import java.util.Random;

public class SS_P {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //創建服務器
        ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8845);

        while (true){
           new Thread(()->{
               try {

                   //獲取客戶端的方法
                   Socket accept = serverSocket.accept();
                   //獲取信息,並保存
                   InputStream is = accept.getInputStream();
                   String FileName = System.currentTimeMillis()+ new Random().nextInt(99999)+".jpg";
                   FileOutputStream fos = new FileOutputStream("D:\\課件\\就業班\\day07-13\\day11\\code\\"+FileName);
                   byte[] bytes = new byte[1024*1024];
                   int len = 0;
                   while ((len = is.read(bytes))!=-1){
                       fos.write(bytes,0,len);
                       fos.flush();
                   }

                   //給服務器傳送信息
                   OutputStream os = accept.getOutputStream();
                   os.write("謝謝數據已收到".getBytes());
                   os.flush();
                   os.close();
               } catch (IOException e) {
                   e.printStackTrace();
               }
           }).start();

           //接受客戶端傳送來的數據和保存數據的輸出流並保存

           Random rd = new Random();
           String FileName = System.currentTimeMillis()+rd.nextInt(99999)+".jpg";
           FileOutputStream fos = new FileOutputStream("D:\\課件\\就業班\\day07-13\\day11\\avi\\"+FileName);
           Socket accept = serverSocket.accept();
           InputStream is = accept.getInputStream();
           byte[] bytes = new byte[1024*1024];
           int len = 0;
           while((len = is.read(bytes))!=-1){
               fos.write(bytes,0,len);
           }

           //給客戶端傳回數據
           OutputStream os = accept.getOutputStream();
           os.write("數據已收到。".getBytes());

           //釋放資源
           fos.flush();
           fos.close();
       }
    }
}

四、模擬B/S服務
代碼實現：

		public class ServerDemo {
				public static void main(String[] args) throws IOException {
					ServerSocket server = new ServerSocket(8888);
					while(true){
					Socket socket = server.accept();
					new Thread(new Web(socket)).start();
			}
	}
					static class Web implements Runnable{
					private Socket socket;
					public Web(Socket socket){
					this.socket=socket;
				}
			public void run() {
					try{
					//轉換流,讀取瀏覽器請求第一行
					BufferedReader readWb = new
					BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
					String requst = readWb.readLine();
					//取出請求資源的路徑
					String[] strArr = requst.split(" ");
					System.out.println(Arrays.toString(strArr));
					String path = strArr[1].substring(1);
					System.out.println(path);
					FileInputStream fis = new FileInputStream(path);
					System.out.println(fis);
					byte[] bytes= new byte[1024];
					int len = 0 ;
					//向瀏覽器 回寫數據
					OutputStream out = socket.getOutputStream();
					out.write("HTTP/1.1 200 OK\r\n".getBytes());
					out.write("Content‐Type:text/html\r\n".getBytes());
					out.write("\r\n".getBytes());
					while((len = fis.read(bytes))!=‐1){
					out.write(bytes,0,len);
				}
					fis.close();
					out.close();
					readWb.close();
					socket.close();
					}catch(Exception ex){
			    		}
				 }
			 }
		}

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