Day24__网络编程

转载 于 2021-03-26 16:38:15 发布 · 131 阅读 · 0 ·
CC 4.0 BY-SA版权
原文链接：https://blog.youkuaiyun.com/qq_40572023/article/details/104830615

文章目录

一、网络的基础知识

1.软件结构
在这里插入图片描述
两种架构各有优势，但是无论哪种架构，都离不开网络的支持。网络编程，就是在一定的协议下，实现两台计算机的通信的程序。

2.网络协议：

  • 网络通信协议：好比在道路中行驶的汽车一定要遵守交通规则一样。在计算机网络中，这些连接和通信的规则被称为网络通信协议。它对数据的传输格式、传输速率、传输步骤等做了统一规定，通信双方必须同时遵守才能完成数据交换。
  • CP/IP协议：是Internet最基本、最广泛的协议。采用了4层的分层模型。
    在这里插入图片描述
    3.协议分类：
    在这里插入图片描述
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4.IP地址
一字节=8个二进制位，
一个字节的最小值 0000 0000 ；
一个字节的最大值 1111 1111 ；
（十进制255=二进制的1111 1111）；
一个字节表示数的范围： 0-255（2⁸-1）

IPv4：是一个4个字节32位的二进制数，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之间的十进制整数。

IPv6：由于互联网的蓬勃发展，IP地址的需求量愈来愈大。IPv6是一个16个字节128位的二进制数。

总之，ip地址就是电脑的唯一标识，通过ip地址就可以找到一台指定的计算机

5.端口号
你在你电脑QQ上发送消息给另一台电脑，通过ip地址可以找到指定的电脑，但是你总不能让那台电脑的微信收到你的QQ消息吧？所以务必给每个软件一个端口号，我们使用IP地址加端口号,就可以保证数据准确无误的发送到对方计算机的指定软件上了。
192.168.56.103：5000 （前面是ip地址，后面是端口号）

在这里插入图片描述
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二、TCP通信程序

2.1 概述

TCP通信能实现两台计算机之间的数据交互，通信的两端，要严格区分为客户端（Client）与服务端（Server）。

两端通信时步骤：

  1. 服务端程序，需要事先启动，等待客户端的连接。
  2. 客户端主动连接服务器端，连接成功才能通信。服务端不可以主动连接客户端。

在Java中，提供了两个类用于实现TCP通信程序：

  1. 客户端：java.net.Socket 类表示。创建Socket对象，向服务端发出连接请求，服务端响应请求，两者建立连接开始通信。
  2. 服务端：java.net.ServerSocket 类表示。创建ServerSocket对象，相当于开启一个服务，并等待客户端的连接。

一幅图说明全部：（重点，务必细看！！从左往右看！）
在这里插入图片描述

2.2 Socket类之客户端

TCP通信的客户端:向服务器发送连接请求,给服务器发送数据,读取服务器回写的数据
表示客户端的类:
    java.net.Socket:此类实现客户端套接字（也可以就叫“套接字”）。套接字是两台机器间通信的端点。
    套接字:包含了IP地址和端口号的网络单位

构造方法:

    Socket(String host, int port) 创建一个流套接字并将其连接到指定主机上的指定端口号。
    参数:
        String host:服务器主机的名称/服务器的IP地址
        int port:服务器的端口号

举例：Socket client = new Socket("127.0.0.1", 6666);

成员方法:

    public InputStream getInputStream() 返回此套接字的输出流。
    public OutputStream getOutputStream() 返回此套接字的输入流。
    public void close() 关闭此套接字。
    public void shutdownOutput() ： 禁用此套接字的输出流。 （先前写出的数据都将被发送，shutdown以后的将被终止）

实现步骤:

        1.创建一个客户端对象Socket,构造方法绑定服务器的IP地址和端口号
        2.使用Socket对象中的方法getOutputStream()获取网络字节输出流OutputStream对象
        3.使用网络字节输出流OutputStream对象中的方法write,给服务器发送数据
        4.使用Socket对象中的方法getInputStream()获取网络字节输入流InputStream对象
        5.使用网络字节输入流InputStream对象中的方法read,读取服务器回写的数据
        6.释放资源(Socket)
     注意:
        1.客户端和服务器端进行交互,必须使用Socket中提供的网络流,不能使用自己创建的流对象
        2.当我们创建客户端对象Socket的时候,就会去请求服务器和服务器经过3次握手建立连接通路
            这时如果服务器没有启动,那么就会抛出异常ConnectException: Connection refused: connect
            如果服务器已经启动,那么就可以进行交互了

public class TCPClient {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //1.创建一个客户端对象Socket,构造方法绑定服务器的IP地址和端口号
        Socket socket = new Socket("127.0.0.1",8888);
        //2.使用Socket对象中的方法getOutputStream()获取网络字节输出流OutputStream对象
        OutputStream os = socket.getOutputStream();
        //3.使用网络字节输出流OutputStream对象中的方法write,给服务器发送数据
        os.write("你好服务器".getBytes());

        //4.使用Socket对象中的方法getInputStream()获取网络字节输入流InputStream对象
        InputStream is = socket.getInputStream();

        //5.使用网络字节输入流InputStream对象中的方法read,读取服务器回写的数据
        byte[] bytes = new byte[1024];
        int len = is.read(bytes);
        System.out.println(new String(bytes,0,len));

        //6.释放资源(Socket)
        socket.close();

    }

}

2.3 Socket类之服务器端

TCP通信的服务器端:接收客户端的请求,读取客户端发送的数据,给客户端回写数据
表示服务器的类:
    java.net.ServerSocket:此类实现服务器套接字。

构造方法:

ServerSocket(int port) 创建绑定到特定端口的服务器套接字。

成员方法:

服务器端必须明确一件事情,必须的知道是哪个客户端请求的服务器
所以可以使用accept方法获取到请求的客户端对象Socket
    Socket accept() 侦听并接受到此套接字的连接。

服务器的实现步骤:

    1.创建服务器ServerSocket对象和系统要指定的端口号
    2.使用ServerSocket对象中的方法accept,获取到请求的客户端对象Socket
    3.使用Socket对象中的方法getInputStream()获取网络字节输入流InputStream对象
    4.使用网络字节输入流InputStream对象中的方法read,读取客户端发送的数据
    5.使用Socket对象中的方法getOutputStream()获取网络字节输出流OutputStream对象
    6.使用网络字节输出流OutputStream对象中的方法write,给客户端回写数据
    7.释放资源(Socket,ServerSocket)

public class TCPServer {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //1.创建服务器ServerSocket对象和系统要指定的端口号
        ServerSocket server = new ServerSocket(8888);
        //2.使用ServerSocket对象中的方法accept,获取到请求的客户端对象Socket
        Socket socket = server.accept();
        //3.使用Socket对象中的方法getInputStream()获取网络字节输入流InputStream对象
        InputStream is = socket.getInputStream();
        //4.使用网络字节输入流InputStream对象中的方法read,读取客户端发送的数据
        byte[] bytes = new byte[1024];
        int len = is.read(bytes);
        System.out.println(new String(bytes,0,len));
        //5.使用Socket对象中的方法getOutputStream()获取网络字节输出流OutputStream对象
        OutputStream os = socket.getOutputStream();
        //6.使用网络字节输出流OutputStream对象中的方法write,给客户端回写数据
        os.write("收到谢谢".getBytes());
        //7.释放资源(Socket,ServerSocket)
        socket.close();
        server.close();
    }
}

在这里插入图片描述

三、文件上传案例

（从左往右读）
在这里插入图片描述

/*
    文件上传案例的客户端:读取本地文件,上传到服务器,读取服务器回写的数据

    明确:
        数据源:c:\\1.jpg
        目的地:服务器
*/
public class TCPClient {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //1.创建一个本地字节输入流FileInputStream对象,构造方法中绑定要读取的数据源
        FileInputStream fis = new FileInputStream("c:\\1.jpg");
        //2.创建一个客户端Socket对象,构造方法中绑定服务器的IP地址和端口号
        Socket socket = new Socket("127.0.0.1",8888);
        //3.使用Socket中的方法getOutputStream,获取网络字节输出流OutputStream对象
        OutputStream os = socket.getOutputStream();
        //4.使用本地字节输入流FileInputStream对象中的方法read,读取本地文件
        int len = 0;
        byte[] bytes = new byte[1024];
        while((len = fis.read(bytes))!=-1){
            //5.使用网络字节输出流OutputStream对象中的方法write,把读取到的文件上传到服务器
            os.write(bytes,0,len);
        }

        /*
            socket.shutdownOutput()上传完文件,给服务器写一个结束标记。
            原理：客户端上传字节的时候把字节上传完就不管了，也没有结束标记-1来告诉服务器说已经全部传完了
            服务器接收字节流while((len = is.read(bytes))!=-1)就永远读不到-1，永远在等
            void shutdownOutput() 禁用此套接字的输出流。给服务器一个结束标记
         */
        socket.shutdownOutput();

        //6.使用Socket中的方法getInputStream,获取网络字节输入流InputStream对象
        InputStream is = socket.getInputStream();


        //7.使用网络字节输入流InputStream对象中的方法read读取服务回写的数据
        while((len = is.read(bytes))!=-1){
            System.out.println(new String(bytes,0,len));
        }


        //8.释放资源(FileInputStream,Socket)
        fis.close();
        socket.close();
    }
}

/*
    文件上传案例服务器端:读取客户端上传的文件,保存到服务器的硬盘,给客户端回写"上传成功"

    明确:
        数据源:客户端上传的文件
        目的地:服务器的硬盘 d:\\upload\\1.jpg
 */
public class TCPServer {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //1.创建一个服务器ServerSocket对象,和系统要指定的端口号
        ServerSocket server = new ServerSocket(8888);
        //2.使用ServerSocket对象中的方法accept,获取到请求的客户端Socket对象
        Socket socket = server.accept();
        //3.使用Socket对象中的方法getInputStream,获取到网络字节输入流InputStream对象
        InputStream is = socket.getInputStream();
        //4.判断d:\\upload文件夹是否存在,不存在则创建
        File file =  new File("d:\\upload");
        if(!file.exists()){
            file.mkdirs();
        }


        //5.创建一个本地字节输出流FileOutputStream对象,构造方法中绑定要输出的目的地
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream(file+"\\1.jpg");
        //6.使用网络字节输入流InputStream对象中的方法read,读取客户端上传的文件

        int len =0;
        byte[] bytes = new byte[1024];
        while((len = is.read(bytes))!=-1){
            //7.使用本地字节输出流FileOutputStream对象中的方法write,把读取到的文件保存到服务器的硬盘上
            fos.write(bytes,0,len);
        }


        //8.使用Socket对象中的方法getOutputStream,获取到网络字节输出流OutputStream对象
        //9.使用网络字节输出流OutputStream对象中的方法write,给客户端回写"上传成功"
        socket.getOutputStream().write("上传成功".getBytes());
        //10.释放资源(FileOutputStream,Socket,ServerSocket)
        fos.close();
        socket.close();
        server.close();
    }
}

四、文件上传案例优化

我们现在模拟多个客户端同时给服务器上传文件，所以服务器需要做以下优化

  • 优化1：你上传的文件不能再命名为"\1.jpg"了，因为它很可能和别的客户端文件重名
  • 优化2：不能关闭服务器，服务器要while（true）让它死循环一直开启
  • 优化3：服务器要使用多线程，这样多个客户端就可以同时上传而不是一个一个的上传
public class TCPClient {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //1.创建一个本地字节输入流FileInputStream对象,构造方法中绑定要读取的数据源
        FileInputStream fis = new FileInputStream("c:\\1.jpg");
        //2.创建一个客户端Socket对象,构造方法中绑定服务器的IP地址和端口号
        Socket socket = new Socket("127.0.0.1",8888);
        //3.使用Socket中的方法getOutputStream,获取网络字节输出流OutputStream对象
        OutputStream os = socket.getOutputStream();
        //4.使用本地字节输入流FileInputStream对象中的方法read,读取本地文件
        int len = 0;
        byte[] bytes = new byte[1024];
        while((len = fis.read(bytes))!=-1){
            //5.使用网络字节输出流OutputStream对象中的方法write,把读取到的文件上传到服务器
            os.write(bytes,0,len);
        }

        socket.shutdownOutput();//上传完文件,给服务器写一个结束标记

        //6.使用Socket中的方法getInputStream,获取网络字节输入流InputStream对象
        InputStream is = socket.getInputStream();


        //7.使用网络字节输入流InputStream对象中的方法read读取服务回写的数据
        while((len = is.read(bytes))!=-1){
            System.out.println(new String(bytes,0,len));
        }

        //8.释放资源(FileInputStream,Socket)
        fis.close();
        socket.close();
    }
}

public class TCPServer {
    public static void main(String[] args) throws IOException {

        ServerSocket server = new ServerSocket(8888);


        /*
            让服务器一直处于监听状态(死循环accept方法)
            每监听到一个就抛出一个线程
         */
        while(true){
            Socket socket = server.accept();

            /*
                每监听到一个客户端上传文件就抛出一个线程
             */
            new Thread(new Runnable() {

                @Override
                public void run() {
                   try {

                       InputStream is = socket.getInputStream();

                       File file =  new File("d:\\upload");
                       if(!file.exists()){
                           file.mkdirs();
                       }

                    /*
                        自定义一个文件的命名规则:防止同名的文件被覆盖
                        规则:域名+毫秒值+随机数
                     */
                       String fileName = "itcast"+System.currentTimeMillis()+new Random().nextInt(999999)+".jpg";

                       FileOutputStream fos = new FileOutputStream(file+"\\"+fileName);

                       int len =0;
                       byte[] bytes = new byte[1024];
                       while((len = is.read(bytes))!=-1){
                           fos.write(bytes,0,len);
                       }


                       socket.getOutputStream().write("上传成功".getBytes());
                       fos.close();
                       socket.close();
                   }catch (IOException e){
                       System.out.println(e);
                   }
                }
            }).start();


        }

        //服务器就不用关闭
        //server.close();
    }
}

五、模拟BS服务器

现在客户端不再使用java程序了，而是使用HTML浏览器

p411–p412模拟BS服务器代码实现

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