Java学习记录（二十一）网络编程-编程知识

CS架构和BS架构

这两个架构是现在市面上主流的两个架构，CS架构主要是客户端+服务器，而BS架构主要是网页+服务器。BS架构的优点是方便，所有数据通过服务器传输，缺点也很明显，由于所有数据都是通过网络传输，导致BS架构里面的数据不能过多，否则则会导致用户由于网络问题出现卡顿的情况。而CS架构的优点就是将大量的基础信息例如音乐，图片放入客户端让用户下载到本地中，网络只传送一些数据，就会使用户在使用时不用考虑数据大小的问题，缺点就是需要将客户端下载到本地，不方便。

网络编程的三要素（IP，端口号，协议）

双方各自的IP地址：设备在网络中的地址

使用传输软件的端口号：一个软件对应一个端口号，只有端口号相同才能进行数据传输（也就是双方都只使用一个软件才能进行数据交流，例如都使用微信才能相互交流）

网络传输规则：数据在网络中传递的规则如：TCP，https等

IP以及主机名的获取

通过InetAddress类里面的静态方法getbyName方法能通过传入的主机名或者IP查找到对应的IP地址。

通过InetAddress实例化对象调用getHostName方法能通过传入的IP得到对应的主机名，但是如果传入的IP不在局域网内，则会返回IP而不是主机名。

通过调用InetAddress实例化对象调用getHostAddress方法能得到对应主机的IP地址

上述具体实现如下：

package com.itazhang.Demo1;import java.net.Inet4Address;
import java.net.InetAddress;
import java.net.UnknownHostException;public class MyIntaddressDemo1 {public static void main(String[] args) throws UnknownHostException {//可以通过主机名和ip地址查找到IpInetAddress address = InetAddress.getByName("192.168.0.100");System.out.println(address);//使用IP地址得打主机名，如果局域网内没有这台电脑就会返回IP地址String name = address.getHostName();System.out.println(name);//查看ipString hostAddress = address.getHostAddress();System.out.println(hostAddress);}
}

端口号

网络通信协议

UDP协议：UDP协议是面向无连接的传输协议，他在传输数据时不会检查目的地与发送地网络是否联通，会直接将数据发送过去，且一次传输有大小限制，优点为传输快，缺点为数据在传输过程中易丢失，数据不安全

TCP协议：TCP协议是面向连接的通信协议，在传输之前会坚持发送地和目的地的网络是否连接，如果连接，才会将数据发送，且一次传输没有大小限制，优点为数据传输安全，不丢失，缺点为传输数据的速度慢。

UDP通信协议

UDP的传输数据主要包括以下几个步骤

1、创建用来传输数据的对象

//创建发送数据的对象
DatagramSocket ds = new DatagramSocket();

2、将需要传输的数据打包成字节数组

String str = "我是测试消息";
//将需要发送的数据转化为字节数组
byte[] bytes = str.getBytes();

3、找到自己需要发送的地址

//创建需要发送的地址
InetAddress address = InetAddress.getByName("127.0.0.1");

4、写出发送到对方的端口

//创建发送数据的端口号
int port = 10086;

5、将上述信息传入数据打包的对象，将数据打包

传递参数格式（需要传输的数据转化成的字节数组，需要传输的长度，目的IP，传输的端口号）

//对数据进行打包加工
DatagramPacket dp = new DatagramPacket(bytes,bytes.length,address,port);

6、传输数据，释放资源

ds.send(dp);
ds.close();

UDP的接收数据主要包括以下几个步骤

1、创建接收数据的对象，也是DatagramSocket，其中传入接收的端口

//创建接收对象
DatagramSocket ds = new DatagramSocket(10086);

2、创建对象用来接收数据，也是用字节数组的方式接收

byte[] bytes = new byte[1024];
DatagramPacket dp = new DatagramPacket(bytes,bytes.length);
ds.receive(dp);

3、解析数据，可以用dp调用各种属性的get方法解析数据，将传递过来的字节数组转化为相应的类型

//解析数据包
InetAddress address = dp.getAddress();
int port = dp.getPort();

4、打印数据，释放资源，是将上述转化类型的代码放到打印方法中的

//打印输出，释放资源
System.out.println("是从地址为"+address+"端口号为"+port+"的电脑发出的数据："+new String(bytes,0,bytes.length));
ds.close();

一个利用上述传输接收方法实现的简易聊天室

实现一个简易聊天室，输入端输入886结束输入，接收端无限循环接收，最后手动关闭

接收端实现如下：

package com.itazhang.Demo2;import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetAddress;
import java.net.SocketException;public class GetMessageDemo2 {public static void main(String[] args) throws IOException {//创建接收对象DatagramSocket ds =new DatagramSocket(10086);//创建数据包接收数据byte[] bytes = new byte[1024];DatagramPacket dp = new DatagramPacket(bytes,bytes.length);while (true){ds.receive(dp);InetAddress address = dp.getAddress();int port = dp.getPort();String s = new String(bytes, 0, bytes.length);//将数据解析并打印System.out.println("这是从地址为"+address+"端口号为"+port+"的数据"+s);}}
}

发送端实现如下：

package com.itazhang.Demo2;import java.io.IOException;
import java.net.*;
import java.nio.charset.StandardCharsets;
import java.util.Scanner;public class SendMessageDemo2 {public static void main(String[] args) throws IOException {//创建发送对象DatagramSocket ds = new DatagramSocket();Scanner sc = new Scanner(System.in);while(true){System.out.println("请输入你想要发送的数据：");String s = sc.nextLine();if(s.equals("886")){break;}else {//打包数据byte[] bytes = s.getBytes();InetAddress address = InetAddress.getByName("127.0.0.1");int port = 10086;//发送数据DatagramPacket dp = new DatagramPacket(bytes, bytes.length,address,port);ds.send(dp);}}//释放资源ds.close();}
}

三种发送方式，单播，组播，广播

TCP通信协议

tcp通信协议在传输时是通过客户端发送，服务端接收这个特点进行通信的。

客户端发送数据步骤为：创建Socket发送对象，在创建时传入要发送到的IP和端口号，利用Socket对象获取输出流，再通过输出流将数据发出，实现代码如下：

package com.itazhang.Demo3;import java.io.IOException;
import java.io.OutputStream;
import java.net.Socket;
import java.nio.charset.StandardCharsets;public class Client {public static void main(String[] args) throws IOException {//创建socket对象，并传入需要连接的Ip地址和端口Socket socket = new Socket("127.0.0.1",10086);//通过对象获取到输出流OutputStream os = socket.getOutputStream();//通过输出流的write方法将数据传输os.write("abcabc".getBytes());//释放资源os.close();socket.close();}
}

服务端接收数据步骤如下：创建ServerSocket接收对象，创建该对象的时候传入接收的端口号，然后通过该接收对象调用输入流，再通过输入流的read方法读取到数据，并将数据转化为对应的类型，最后释放资源，实现TCP通信，实现代码如下：

（因为默认中文为三个字节，但下列代码是将字节一个一个的读取并转换，所以如果用下列方法读取中文数据的话会显示乱码，如果要实现对中文的传输以及阅读，需要将下列代码中的字节输入流用转换流转换，即字符输入流，这样就不会出现一个字符一个字符的读取，也就可以传输中文）

package com.itazhang.Demo3;import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;public class Server {public static void main(String[] args) throws IOException {ServerSocket ss = new ServerSocket(10086);Socket socket = ss.accept();InputStream is = socket.getInputStream();int temp;while (true){temp = is.read();if(temp == -1){break;}else{System.out.println((char)temp);}}is.close();ss.close();}
}

TCP通信协议练习

实现一个可以多次发送数据的聊天室，能发中文，且能被接收

客户端（发送），在发送数据时，因为需要接受中文的缘故，所以采用了缓冲输出流的方法，这种方法只会在缓冲区放慢或者关闭缓冲区才会发送数据，所以需要在每次发送数据时调用flush方法刷新缓冲区，让每一次输入数据都直接发送过去

package com.itazhang.TCPDemo4;import java.io.BufferedWriter;
import java.io.IOException;
import java.io.OutputStream;
import java.io.OutputStreamWriter;
import java.net.Socket;
import java.nio.charset.StandardCharsets;
import java.util.Scanner;public class Exercise1Client {public static void main(String[] args) throws IOException {Socket socket = new Socket("127.0.0.1",10086);OutputStream os = socket.getOutputStream();BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(os));Scanner sc = new Scanner(System.in);while(true){System.out.println("请输入你想传输的话");String s = sc.nextLine();if("886".equals(s)){break;}else{bw.write(s);bw.newLine();bw.flush();}}}
}

服务端（接收）

package com.itazhang.TCPDemo4;import java.io.*;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;public class Exercise1Server {public static void main(String[] args) throws IOException {ServerSocket ss = new ServerSocket(10086);Socket socket = ss.accept();BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));String s;while(true){s = br.readLine();if(s == null){break;}else{System.out.println(s);}}socket.close();ss.close();}
}

练习（一）

使用TCP进行文本文件传输，文件里可能有中文

分析：先将文件的数据读取出，再将其传输，在客户端先接收数据，再将数据写入文件，因为有可能文件中有中文，所以得用转换流将字节流转换(记得关流)

客户端实现如下：

package com.itazhang.TCPExercise3;import java.io.FileReader;
import java.io.IOException;
import java.io.OutputStream;
import java.io.OutputStreamWriter;
import java.net.Socket;
import java.util.ArrayList;public class Client {public static void main(String[] args) throws IOException {FileReader fr = new FileReader("D:\\11Codingtext\\MySocketnet\\a.txt");ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();int temp;while (true){temp = fr.read();if(temp==-1){break;}else{list.add(temp);}}Socket socket = new Socket("127.0.0.1",10086);OutputStream os = socket.getOutputStream();OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(os);for (Integer integer : list) {osw.write(integer);}osw.close();socket.close();fr.close();}
}

服务端实现如下：

package com.itazhang.TCPExercise3;import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.InputStreamReader;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
import java.nio.charset.StandardCharsets;public class Server {public static void main(String[] args) throws IOException {ServerSocket ss = new ServerSocket(10086);Socket socket = ss.accept();InputStream is = socket.getInputStream();InputStreamReader isr = new InputStreamReader(is);FileWriter fw = new FileWriter("D:\\11Codingtext\\MySocketnet\\b.txt");int temp;while(true){temp = isr.read();if(temp == -1){break;}else{fw.write(temp);}}fw.close();ss.close();}
}

练习（二）

使用TCP协议进行图片文件传输（图片只能使用字节流）

客户端

package com.itazhang.Demo5;import java.io.*;
import java.net.Socket;public class Client {public static void main(String[] args) throws IOException {//创建套接字，输出文件流Socket socket = new Socket("127.0.0.1",10086);OutputStream os = socket.getOutputStream();BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(os);//读取本地文件数据BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream("D:\\11Codingtext\\MySocketnet\\maomao.jpg"));int temp;byte[] bytes = new byte[1024];while(true){temp = bis.read(bytes);if(temp == -1){break;}else {bos.write(bytes,0,temp);}}bos.flush();socket.close();bis.close();}}

服务端

package com.itazhang.Demo5;import java.io.*;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;public class Server {public static void main(String[] args) throws IOException {//创建套接字，创建接收输入流ServerSocket ss = new ServerSocket(10086);Socket socket = ss.accept();InputStream is = socket.getInputStream();BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(is);//创建输出流，将读取的文件写入新文件byte[] bytes = new byte[1024];int temp;BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("D:\\11Codingtext\\MySocketnet\\temp.jpg"));while(true){temp = bis.read(bytes);if(temp == -1){break;}else{bos.write(bytes,0,temp);}}bos.flush();ss.close();bos.close();}
}

练习（二）（重点掌握）

要求多线程实现图片的传输，每个线程创建并开启之后会出现对应的一个新的jpg文件，例如第一个线程开启为1.jpg,第二个开启就是生成2.jpg。

线程类代码如下：通过构造方法，将每一次开启线程后，所需要传输的socket套接字传输给Myrunnable这个类

package com.itazhang.Demo5;import java.io.*;
import java.net.Socket;public class MyRunnable implements Runnable{Socket socket;static int count = 1;public MyRunnable(Socket socket) {this.socket = socket;}@Overridepublic void run() {InputStream is = null;try {is = socket.getInputStream();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(is);//创建输出流，将读取的文件写入新文件byte[] bytes = new byte[1024];int temp;BufferedOutputStream bos = null;synchronized (MyRunnable.class){try {bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("D:\\11Codingtext\\MySocketnet\\" +count+ ".jpg"));count++;} catch (FileNotFoundException e) {e.printStackTrace();}}while(true){try {if (!((temp = bis.read(bytes))!=-1)) break;bos.write(bytes,0,temp);} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}try {bos.flush();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}try {bos.close();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}
}

服务端代码实现如下：下面每开启一个线程对应一个用户

package com.itazhang.Demo5;import java.io.*;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;public class Server {public static void main(String[] args) throws IOException {//创建套接字，创建接收输入流ServerSocket ss = new ServerSocket(10086);while (true){Socket socket = ss.accept();//开启线程，一个用户对应一条线程new Thread(new MyRunnable(socket)).start();new Thread(new MyRunnable(socket)).start();new Thread(new MyRunnable(socket)).start();new Thread(new MyRunnable(socket)).start();}}
}

客户端代码如下：

package com.itazhang.Demo5;import java.io.*;
import java.net.Socket;public class Client {public static void main(String[] args) throws IOException {//创建套接字，输出文件流Socket socket = new Socket("127.0.0.1",10086);OutputStream os = socket.getOutputStream();BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(os);//读取本地文件数据BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream("D:\\11Codingtext\\MySocketnet\\maomao.jpg"));int temp;byte[] bytes = new byte[1024];while(true){temp = bis.read(bytes);if(temp == -1){break;}else {bos.write(bytes,0,temp);}}bos.flush();socket.close();bis.close();}}