黑马程序员——Java网络编程

本文介绍了Java网络编程的基础知识,包括UDP和TCP两种主要的网络传输协议。详细解释了它们的特点及应用场景,并提供了Java语言实现这两种协议的具体代码示例。

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Java网络编程

在网络传输中通常使用两种传输协议:UDP和TCP,这两种传输方式各有特点,在不同的情况下选择相应的传输技术。

 

UDP协议

UDP 是User Datagram Protocol的简称, 中文名是用户数据报协议。

特点:

1.      将数据、源地址、目的地址封装到数据包中,传输不需要建立链接。

2.      每个数据包大小在64k以内。

3.      因为面向无链接,因此是不可靠的协议。

4.      传输速度快。

 

Java语言的简单实现

发送端创建步骤:

1.      建立UDP的Socket服务。

2.      将数据封装到数据包。

3.      通过UDP的Socket服务将数据发送出去。

4.      关闭Socket服务。

代码如下:

DatagramSocket ds = new DatagramSocket(5000);
byte[] buf = "Hello World!".getBytes();
DatagramPacket dp = new DatagramPacket(buf, buf.length, InetAddress.getByName("127.0.0.1"), 10000);
ds.send(dp);
ds.close();

接收端创建步骤:

1.      定义一个udpsocket服务。

2.      定义一个数据包。

3.      通过socket服务的receive方法将接收到的数据存入以定义好的数据包中。

4.      通过数据包对象的特有方法,将这些不同的数据取出,打印在控制台上。

5.      关闭资源。

代码如下:

DatagramSocket ds = new DatagramSocket(10000);
while(true)
{
	byte[] buf = new byte[1024];
	DatagramPacket dp = new DatagramPacket(buf, buf.length);
	ds.receive(dp);//阻塞式方法。
	String ip = dp.getAddress().getHostAddress();
	String data = new String(dp.getData(), 0, dp.getLength());
	int port = dp.getPort();
	System.out.println(ip+"::"+data+"::"+port);
}
ds.close();

TCP协议

TCP(Transmission Control Protocol 传输控制协议)是一种面向连接(连接导向)的、可靠的、基于IP的传输层协议。

特点:

1.      建立链接,形成传输数据的通道。

2.      可以进行大量数据的传输。

3.      通过三次握手建立链接,是可靠的传输协议。

4.      传输速度较慢。

 

Java语言的简单实现

发送端创建过程:

1.      创建客户端的Socket服务,制定目的主机和端口。

2.      获取Socket流中的输出流。

3.      使用输入流将数据写出。

4.      关闭资源。

 

代码如下:

Socket s = new Socket("127.0.0.1", 10000);
OutputStream out = s.getOutputStream();
out.write("Hello World!".getBytes());
s.close();

接收端创建步骤:

1.      建立服务端的Socket服务,ServerSocket(),并监听一个端口。

2.      获取连接过来的客户端对象。

3.      客户端如果发过来数据,那么服务端要使用对应的客户端对象, 并获取到该客户端对象的读取流来读取发过来的数据,并打印在控制台上。

4.      关闭服务器。

 

代码如下:
ServerSocket ss = new ServerSocket(10000);
Socket s = ss.accept();
String ip = s.getInetAddress().getHostAddress();
System.out.println(ip+".........connnected");
InputStream in = s.getInputStream();
byte[] buf = new byte[1024];
int len = in.read(buf);
System.out.println(new String(buf, 0, len));
s.close();
ss.close();





### TCP传输原理与实现 TCP(Transmission Control Protocol)是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层协议。其核心原理是通过建立端到端的连接,确保数据在不可靠的网络中能够可靠地传输。TCP 使用确认机制、流量控制、拥塞控制等机制来保障数据的完整性和有序性。 在 Java 中,TCP 通信可以通过 `Socket` 和 `ServerSocket` 类实现。客户端使用 `Socket` 连接到服务器,服务器端使用 `ServerSocket` 监听连接请求。通信过程中,数据通过输入流和输出流进行传输。 #### 客户端实现 客户端的主要任务是与服务器建立连接,并通过输出流向服务器发送数据,同时可以通过输入流接收服务器的响应。例如: ```java Socket s = new Socket(InetAddress.getLocalHost(), 10004); OutputStream out = s.getOutputStream(); out.write("Hello TCPClient".getBytes()); InputStream is = s.getInputStream(); byte[] buffer = new byte[1024]; int len = is.read(buffer); System.out.println(new String(buffer, 0, len)); s.close(); ``` 该代码实现了客户端与服务器的连接,并发送了一条文本消息,同时接收服务器的响应[^1]。 #### 服务端实现 服务端通过 `ServerSocket` 监听指定端口,等待客户端连接。一旦连接建立,服务端通过输入流接收客户端发送的数据,并通过输出流向客户端发送响应。例如: ```java ServerSocket ss = new ServerSocket(10012); Socket s = ss.accept(); InputStream in = s.getInputStream(); byte[] buffer = new byte[1024]; int len = in.read(buffer); System.out.println(new String(buffer, 0, len)); PrintWriter out = new PrintWriter(s.getOutputStream(), true); out.println("<font color='red' size=7>客户端s你好</font>"); s.close(); ss.close(); ``` 该代码展示了如何在服务端接收客户端发送的数据,并向客户端发送 HTML 格式的响应[^3]。 #### TCP连接的建立与释放 TCP 连接的建立采用三次握手(Three-way Handshake): 1. 客户端发送 SYN(同步)报文给服务器,表示请求建立连接。 2. 服务器收到 SYN 报文后,发送 SYN-ACK(同步-确认)报文作为响应。 3. 客户端收到 SYN-ACK 后,发送 ACK(确认)报文,连接建立。 连接的释放采用四次挥手(Four-way Handshake): 1. 客户端发送 FIN(结束)报文,表示数据发送完成。 2. 服务器发送 ACK 报文,确认收到 FIN。 3. 服务器发送 FIN 报文,表示数据发送完成。 4. 客户端发送 ACK 报文,连接关闭。 #### TCP的可靠性机制 TCP 通过以下机制确保数据的可靠传输: - **确认机制**:接收方收到数据后,向发送方发送确认信息。 - **重传机制**:如果发送方未收到确认信息,则重传数据。 - **流量控制**:通过滑动窗口机制,控制发送速率,避免接收方缓冲区溢出。 - **拥塞控制**:通过慢启动、拥塞避免等算法,防止网络拥塞。 #### TCP的编程模型 TCP 编程模型通常包括以下几个步骤: 1. **创建 Socket**:客户端创建 `Socket` 对象,连接服务器;服务端创建 `ServerSocket` 对象,监听端口。 2. **获取流对象**:获取 `Socket` 的输入流和输出流,用于数据传输。 3. **数据读写**:通过输入流读取数据,通过输出流写入数据。 4. **关闭连接**:通信结束后,关闭 `Socket` 和流对象。 ### 示例代码:完整的 TCP 通信 以下是一个完整的 TCP 通信示例,包含客户端和服务端的代码。 #### 客户端代码 ```java import java.io.*; import java.net.*; public class TcpClient { public static void main(String[] args) { try { Socket socket = new Socket("localhost", 8888); OutputStream out = socket.getOutputStream(); out.write("Hello Server!".getBytes()); InputStream in = socket.getInputStream(); byte[] buffer = new byte[1024]; int len = in.read(buffer); System.out.println("Server response: " + new String(buffer, 0, len)); socket.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } } ``` #### 服务端代码 ```java import java.io.*; import java.net.*; public class TcpServer { public static void main(String[] args) { try { ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8888); System.out.println("Server is listening on port 8888..."); Socket socket = serverSocket.accept(); InputStream in = socket.getInputStream(); byte[] buffer = new byte[1024]; int len = in.read(buffer); System.out.println("Client message: " + new String(buffer, 0, len)); OutputStream out = socket.getOutputStream(); out.write("Hello Client!".getBytes()); socket.close(); serverSocket.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } } ``` ###
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