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网络通信协议
java.net 包中提供了两种常见的网络协议的支持:
- UDP：用户数据报协议(User Datagram Protocol)
- TCP：传输控制协议(Transmission Control Protocol)
TCP协议与UDP协议
TCP协议
- TCP协议进行通信的两个应用进程：客户端、服务端
- 使用TCP协议前，须先建立TCP连接，形成基于字节流的传输数据通道
- 传输前，采用“三次握手”方式，点对点通信，是可靠的
- TCP协议使用重发机制，当一个通信实体发送一个消息给另一个通信实体后，需要收到另一个通信实体确认信息，如果没有收到另一个通信实体确认信息，则会再次重复刚才发送的消息
- 在连接中可进行大数据量的传输
传输完毕，需释放已建立的连接，效率低
UDP协议
- UDP协议进行通信的两个应用进程：发送端、接收端
- 将数据、源、目的封装成数据包(传输的基本单位)，不需要建立连接
- 发送不管对方是否准备好，接收方收到也不确认，不能保证数据的完整性，故是不可靠的
- 每个数据报的大小限制在64K内
- 发送数据结束时无需释放资源，开销小，通信效率高
- 适用场景：音频、视频和普通数据的传输。例如视频会议
生活案例
TCP生活案例：打电话
UDP生活案例：发送短信、发电报
TCP协议
三次握手
四次挥手
网络编程API
Socket类
基本介绍
示意图:
理解客户端、服务端
客户端：
- 自定义
- 浏览器(browser — server)
服务端：
- 自定义
- Tomcat服务器
TCP网络编程
通信模型
例题1
客户端发送内容给服务端，服务端将内容打印到控制台上。
public class TCPTest1 { //客户端 @Test public void client() { Socket socket = null; OutputStream os = null; try { // 1.创建一个Socket InetAddress inetAddress = InetAddress.getByName("127.0.0.1"); //声明ip地址 int port = 8989; //声明端口号 socket = new Socket(inetAddress,port); // 2.发送数据 os = socket.getOutputStream(); os.write("你好，我是客户端，请多多关照".getBytes()); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } finally { // 3.关闭socket、流 try { if (socket != null) socket.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } try { if (os != null) os.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } } //服务端 @Test public void server() { ServerSocket serverSocket = null; Socket socket = null; //阻塞式方法 InputStream is = null; try { // 1.创建一个ServerSocket int port = 8989; serverSocket = new ServerSocket(port); // 2.调用accept()，接收客户端的Socket socket = serverSocket.accept(); System.out.println("服务器端已开启"); System.out.println("收到了来自于" + socket.getInetAddress().getHostAddress() + "的连接"); // 3.接收数据 is = socket.getInputStream(); byte[] buffer = new byte[1024]; ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream(); //内部维护了一个byte[] int len; while ((len = is.read(buffer)) != -1) { // 错误的，可能会出现乱码 // String str = new String(buffer,0,len); // System.out.println(str); //正确的 baos.write(buffer,0,len); } System.out.println(baos.toString()); System.out.println("\n数据接收完毕"); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } finally { // 4.关朗Socket、ServerSocket、流 try { if (socket != null) { socket.close(); } } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } try { if (serverSocket != null) { serverSocket.close(); } } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } try { if (is != null) { is.close(); } } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } } } 例题2
客户端发送文件给服务端，服务端将文件保存在本地。
public class TCPTest2 { //客户端 @Test public void client() { // 1.创建Socket // 指明对方（即为服务器）的ip地址和端口号 Socket socket = null; FileInputStream fis = null; OutputStream os = null; try { InetAddress inetAddress = InetAddress.getByName("127.0.0.1"); int port = 9090; socket = new Socket(inetAddress,port); // 2.创建File的实例、FileInputstream的实例 File file = new File("huan.jpg"); fis = new FileInputStream(file); // 3.通过Socket，获取输出流 os = socket.getOutputStream(); // 读写数据 byte[] buffer = new byte[1024]; int len; while ((len = fis.read(buffer)) != -1) { os.write(buffer,0,len); } System.out.println("数据发送完毕"); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } finally { // 4.关闭Socket和相关的流 try { if (os != null) { os.close(); } } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } try { if (fis != null) { fis.close(); } } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } try { if (socket != null) { socket.close(); } } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } } //服务端 @Test public void server() { ServerSocket serverSocket = null; Socket socket = null; InputStream is = null; FileOutputStream fos = null; try { // 1.创建ServerSocket int port = 9090; serverSocket = new ServerSocket(port); // 2.接收来自于客户端的socket:accept() socket = serverSocket.accept(); // 3.通过Socket获取一个输入流 is = socket.getInputStream(); // 4.创建File类的实例、File0utputstream的实例 File file = new File("huan_copy.jpg"); fos = new FileOutputStream(file); // 5.读写过程 byte[] buffer = new byte[1024]; int len; while ((len = is.read(buffer)) != -1) { fos.write(buffer,0,len); } System.out.println("数据接收完毕"); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } finally { // 6.关闭相关的Socket和流 try { if (fos != null) { fos.close(); } } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } try { if (is != null) { is.close(); } } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } try { if (socket != null) { socket.close(); } } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } try { if (serverSocket != null) { serverSocket.close(); } } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } try { if (is != null) { is.close(); } } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } } } 例题3
从客户端发送文件给服务端，服务端保存到本地。并返回“发送成功"给客户端。并关闭相应的连接。
public class TCPTest3 { //客户端 @Test public void client() { // 1.创建Socket // 指明对方（即为服务器）的ip地址和端口号 Socket socket = null; FileInputStream fis = null; OutputStream os = null; ByteArrayOutputStream baos = null; InputStream is = null; try { InetAddress inetAddress = InetAddress.getByName("127.0.0.1"); int port = 9090; socket = new Socket(inetAddress, port); // 2.创建File的实例、FileInputstream的实例 File file = new File("huan.jpg"); fis = new FileInputStream(file); // 3.通过Socket，获取输出流 os = socket.getOutputStream(); // 4.读写数据 byte[] buffer = new byte[1024]; int len; while ((len = fis.read(buffer)) != -1) { os.write(buffer, 0, len); } System.out.println("数据发送完毕"); // 5.客户端表明不再继续发送数据 socket.shutdownOutput(); // 6.接收来自于服务器端的数据 is = socket.getInputStream(); baos = new ByteArrayOutputStream(); byte[] buffer1 = new byte[5]; int len1; while ((len1 = is.read(buffer1)) != -1) { baos.write(buffer1, 0, len1); } System.out.println(baos.toString()); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } finally { // 7.关闭Socket和相关的流 try { baos.close(); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } try { is.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } try { if (os != null) { os.close(); } } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } try { if (fis != null) { fis.close(); } } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } try { if (socket != null) { socket.close(); } } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } } //服务端 @Test public void server() { ServerSocket serverSocket = null; Socket socket = null; InputStream is = null; FileOutputStream fos = null; OutputStream os = null; try { // 1.创建ServerSocket int port = 9090; serverSocket = new ServerSocket(port); // 2.接收来自于客户端的socket:accept() socket = serverSocket.accept(); // 3.通过Socket获取一个输入流 is = socket.getInputStream(); // 4.创建File类的实例、File0utputstream的实例 File file = new File("huan_copy2.jpg"); fos = new FileOutputStream(file); // 5.读写过程 byte[] buffer = new byte[1024]; int len; while ((len = is.read(buffer)) != -1) { fos.write(buffer, 0, len); } // 6.服务端发送数据给客户端 os = socket.getOutputStream(); os.write("你的图片很漂亮，我接收到了".getBytes()); System.out.println("数据接收完毕"); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } finally { // 7.关闭相关的Socket和流 try { os.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } try { if (fos != null) { fos.close(); } } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } try { if (is != null) { is.close(); } } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } try { if (socket != null) { socket.close(); } } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } try { if (serverSocket != null) { serverSocket.close(); } } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } try { if (is != null) { is.close(); } } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } } } 【案例】聊天室
聊天室模型
服务器端
public class ChatSeverTest { //这个集合用来存储所有在线的客户端 static ArrayList<Socket> online = new ArrayList<Socket>(); public static void main(String[] args) throws IOException { //1、启动服务器，绑定端口号 ServerSocket server = new ServerSocket(8989); //2、接收n多的客户端同时连接 while (true) { Socket accept = server.accept(); online.add(accept);//把新连接的客户端添加到online列表中 MessageHandler mh = new MessageHandler(accept); mh.start(); } } static class MessageHandler extends Thread { private Socket socket; private String ip; public MessageHandler(Socket socket) { super(); this.socket = socket; } @Override public void run() { try { ip = socket.getInetAddress().getHostAddress(); //插入：给其他客户端转发“我上线了” sendToOther(ip+"上线了"); //(1)接收该客户端的发送的消息 InputStream input = socket.getInputStream(); InputStreamReader reader = new InputStreamReader(input); BufferedReader br = new BufferedReader(reader); String str; while ((str = br.readLine()) != null) { //(2)给其他在线客户端转发 sendToOther(ip + ":" + str); } sendToOther(ip + "下线了"); } catch (IOException e) { try { sendToOther(ip + "掉线了"); } catch (Exception e1) { e1.printStackTrace(); } } finally { //从在线人员中移除我 online.remove(socket); } } //封装一个方法：给其他客户端转发xxx消息 public void sendToOther(String message) throws IOException { //遍历所有的在线客户端，一一转发 for (Socket on : online) { OutputStream every = on.getOutputStream(); PrintStream ps = new PrintStream(every); ps.println(message); } } } } 客户端
public class ChatClientTest { public static void main(String[] args) throws Exception { //1、连接服务器 Socket socket = new Socket("127.0.0.1", 8989); //2、开启两个线程 //(1)一个线程负责看别人聊，即接收服务器转发的消息 Receive receive = new Receive(socket); receive.start(); //(2)一个线程负责发送自己的话 Send send = new Send(socket); send.start(); send.join();//等我发送线程结束了，才结束整个程序 socket.close(); } } class Send extends Thread{ private Socket socket; public Send(Socket socket) { super(); this.socket = socket; } @Override public void run() { try { OutputStream outputStream = socket.getOutputStream(); //按行打印 PrintStream ps = new PrintStream(outputStream); Scanner input = new Scanner(System.in); //从键盘不断的输入自己的话，给服务器发送，由服务器给其他人转发 while (true) { System.out.println("自己的话："); String str = input.nextLine(); if ("bye".equals(str)) { break; } ps.println(str); } input.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } } class Receive extends Thread{ private Socket socket; public Receive(Socket socket) { super(); this.socket = socket; } @Override public void run() { try { InputStream inputStream = socket.getInputStream(); Scanner input = new Scanner(inputStream); while (input.hasNextLine()) { String line = input.nextLine(); System.out.println(line); } } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } } UDP网络编程
通信模型
示例
public class UDPTest { //发送端 @Test public void sender() throws Exception { //1.创建DatagramSocket的实例 DatagramSocket ds = new DatagramSocket(); //2、将数据、目的地的ip，目的地的端口号部封装在DatagramPacket数据报中 InetAddress inetAddress = InetAddress.getByName("127.0.0.1"); int port = 9090; byte[] bytes = "我是发送端".getBytes("utf-8"); DatagramPacket packet = new DatagramPacket(bytes, 0, bytes.length, inetAddress, port); //发送数据 ds.send(packet); ds.close(); } //接收端 @Test public void receiver() throws IOException { //1.创建DatagramSocket的实例 int port = 9090; DatagramSocket ds = new DatagramSocket(port); //2. 创建数据报的对象，用于接收发送端发送过来的数据 byte[] buffer = new byte[1024 * 64]; DatagramPacket packet = new DatagramPacket(buffer, 0, buffer.length); //3.接收数据 ds.receive(packet); //4.获取数据，并打印到控制台上 String str = new String(packet.getData(), 0, packet.getLength()); System.out.println(str); ds.close(); } } 