黑马程序员—网络编程

概述

网络通信要素：IP地址，端口号，传输协议

IP地址:InetAddress
             网络中设备的标识
             不易记忆，可用主机名
             本地回环地址：127.0.0.1  主机名：localhost
端口号
             用于标识进程的逻辑地址，不同进程的标识
             有效端口：0~65535，其中0~1024系统使用或保留端口。
传输协议
            通讯的规则，常见协议：TCP，UDP

TCP和UDP
UDP
        将数据及源和目的封装成数据包中，不需要建立连接
        每个数据报的大小在限制在64k内
        因无连接，是不可靠协议
        不需要建立连接，速度快
TCP
       建立连接，形成传输数据的通道。
       在连接中进行大数据量传输
       通过三次握手完成连接，是可靠协议
       必须建立连接，效率会稍低

Socket
Socket就是为网络服务提供的一种机制，通信的两端都有Socket。
网络通信其实就是Socket间的通信，数据在两个Socket间通过IO传输。 

UDP传输

数据封装到数据包中，数据包中包括目的地址、端口、数据等信息。
因为数据包中包含的信息较多，为了操作这些信息方便，也一样会将其封装成对象：DatagramPacket。通过这个对象中的方法，就可以获取到数据包中的各种信息。
DatagramSocket具备发送和接受功能，在进行udp传输时，需要明确一个是发送端，一个是接收端。

udp的发送端：
1.建立udp的socket服务，创建对象时如果没有明确端口，系统会自动分配一个未被使用的端口。
2.明确要发送的具体数据。
3.将数据封装成了数据包。
4.用socket服务的send方法将数据包发送出去。
5.关闭资源。

发送端与接收端是两个独立的运行程序。
发送端：在发送端，要在数据包对象中明确目的地IP及端口。

DatagramSocket ds = new DatagramSocket();
byte[] by = “hello,udp”.getBytes();
DatagramPacket dp = new DatagramPacket(by,0,by.length,InetAddress.getByName(“127.0.0.1”),10000);
ds.send(dp);
ds.close();

udp的接收端：
1.创建udp的socket服务，必须要明确一个端口，作用在于，只有发送到这个端口的数据才是这个接收端可以处理的数据。
2.定义数据包，用于存储接收到数据。
3.通过socket服务的接收方法将收到的数据存储到数据包中。
4.通过数据包的方法获取数据包中的具体数据内容，比如ip、端口、数据等等。
5.关闭资源。

DatagramSocket ds = new DatagramSocket(10000);
byte[] by = new byte[1024];
DatagramPacket dp = new DatagramPacket(by,by.length);
ds.receive(dp);
String str = new String(dp.getData(),0,dp.getLength());
System.out.println(str+"--"+dp.getAddress());
ds.close();

代码示例：UDP聊天程序

分析：该程序内容包含收数据的部分和发数据的部分。
所以这两部分需要同时执行，那就需要用到多线程技术。
一个线程控制收，一个线程控制发。
因为收和发动作是不一致的，所以要定义两个run方法。
而且这两个方法要封装到不同的类中。

import java.io.*;
import java.net.*;
class Send implements Runnable
{
	private DatagramSocket ds;
	public Send(DatagramSocket ds)
	{
		this.ds = ds;
	}
	public void run()
	{
		try
		{
			BufferedReader bufr = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
			String line = null;
			while((line=bufr.readLine())!=null)
			{
				byte[] buf = line.getBytes();
				DatagramPacket dp = 
					new DatagramPacket(buf,buf.length,InetAddress.getByName("192.168.1.255"),10002);
				ds.send(dp);
				if("over".equals(line))
					break;
			}
		}
		catch (Exception e)
		{
			throw new RuntimeException("发送端失败");
		}
	}
}
class Rece implements Runnable
{
	private DatagramSocket ds;
	public Rece(DatagramSocket ds)
	{
		this.ds = ds;
	}
	public void run()
	{
		try
		{
			while(true)
			{
				byte[] buf = new byte[1024];
				DatagramPacket dp = new DatagramPacket(buf,buf.length);
				ds.receive(dp);
				String ip = dp.getAddress().getHostAddress();
				String data = new String(dp.getData(),0,dp.getLength());
				if("over".equals(data))
				{
					System.out.println(ip+"....离开聊天室");
					break;
				}
				System.out.println(ip+":"+data);
			}
		}
		catch (Exception e)
		{
			throw new RuntimeException("接收端失败");
		}
	}
}
class  ChatDemo
{
	public static void main(String[] args) throws Exception
	{
		DatagramSocket sendSocket = new DatagramSocket();
		DatagramSocket receSocket = new DatagramSocket(10002);
		new Thread(new Send(sendSocket)).start();
		new Thread(new Rece(receSocket)).start();
	}
}

TCP传输

步骤
1.建立客户端和服务器端：Socket和ServerSocket
2.建立连接后，通过Socket中的IO流进行数据的传输
3.关闭socket

同样，客户端与服务器端是两个独立的应用程序。

客户端：
客户端需要明确服务器的ip地址以及端口，这样才可以去试着建立连接，如果连接失败，会出现异常。
如果连接成功，说明客户端与服务端建立了通道，那么通过IO流就可以进行数据的传输。
而Socket对象已经提供了输入流和输出流对象，通过getInputStream(),getOutputStream()获取即可。
与服务端通讯结束后，关闭Socket。通过Socket建立对象并指定要连接的服务端主机以及端口：

Socket s = new Socket(“192.168.1.1”,9999);
OutputStream out = s.getOutputStream();
out.write(“hello”.getBytes());
s.close();

服务端：
服务端需要明确它要处理的数据是从哪个端口进入的。
当有客户端访问时，要明确是哪个客户端，可通过accept()获取已连接的客户端对象，并通过该对象与客户端通过IO流进行数据传输。

ServerSocket ss = new ServerSocket(9999);
Socket s = ss.accept ();
InputStream in = s.getInputStream();
byte[] buf = new byte[1024];
int num = in.read(buf);
String str = new String(buf,0,num);
System.out.println(s.getInetAddress().toString()+”:”+str);
s.close();
ss.close();

示例代码：建立一个文本转换服务器：
客户端给服务端发送文本，服务单会将文本转成大写在返回给客户端。
而且客户度可以不断的进行文本转换。当客户端输入over时，转换结束。

分析
客户端：
既然是操作设备上的数据，那么就可以使用io技术，并按照io的操作规律来思考。
源：键盘录入。
目的：网络设备，网络输出流。
而且操作的是文本数据。可以选择字符流。

步骤
1.建立服务。
2.获取键盘录入。
3.将数据发给服务端。
4.后去服务端返回的大写数据。
5.结束，关资源。

由于都是文本数据，可以使用字符流进行操作，同时提高效率，加入缓冲。

class  TransClient
{
	public static void main(String[] args) throws Exception
	{
		Socket s = new Socket("192.168.1.254",10005);
		//定义读取键盘数据的流对象。
		BufferedReader bufr = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
		//定义目的，将数据写入到socket输出流。发给服务端。
		PrintWriter out = new PrintWriter(s.getOutputStream(),true);
		//定义一个socket读取流，读取服务端返回的大写信息。
		BufferedReader bufIn = new BufferedReader(new InputStreamReader(s.getInputStream()));
		String line = null;
		while((line=bufr.readLine())!=null)
		{
			if("over".equals(line))
				break;
			String str =bufIn.readLine();
			System.out.println("server:"+str);
		}
		bufr.close();
		s.close();
	}
}

分析同上，源和目的分别是socket读取流和socket输出流。

服务端输入对应客户端输出，客户端输出对应服务端输入。

class  TransServer
{
	public static void main(String[] args) throws Exception
	{
		ServerSocket ss = new ServerSocket(10005);
		Socket s = ss.accept();
		String ip = s.getInetAddress().getHostAddress();
		System.out.println(ip+"....connected");
		//读取socket读取流中的数据。
		BufferedReader bufIn = new BufferedReader(new InputStreamReader(s.getInputStream()));
		//目的。socket输出流。将大写数据写入到socket输出流，并发送给客户端。
		PrintWriter out = new PrintWriter(s.getOutputStream(),true);
		String line = null;
		while((line=bufIn.readLine())!=null)
		{
			System.out.println(line);
			out.println(line.toUpperCase());
		}
		s.close();
		ss.close();
	}
}

注意：
经常会出现客户端连接上服务端，两端都在等待，没有任何数据传输。
这是因为有些方法如read方法或者readLine方法都是阻塞式方法，如果这些方法么没有读到结束标记。那么就会一直等待。
解决办法：自定义结束标记如"over"等，不过为防止和数据内容冲突，建议使shutdownInput，shutdownOutput方法。