java学习之高级语法(二十八)----- 网络编程

简介: java学习之高级语法(二十八)----- 网络编程

网络编程入门

▶  软件结构

C / S结构 :全称为Client / Server 结构,是指客户端和服务器结构。常见程序有QQ、迅雷等软件。

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B / S结构 :全称为Browser/Server结构,是指浏览器和服务器结构。常见浏览器有谷歌、火狐等。

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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

▶  网络通信协议

---  网络通信协议

通信协议是计算机必须遵守的规则,只有遵守这些规则,计算机之间才能进行通信。这就好比在道路中行驶的汽车一定要遵守交通规则一样,协议中对数据的传输格式、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,最终完成数据交换。

---  TCP/IP协议

传输控制协议/因特网互联协议( Transmission Control Protocol/Internet Protocol),是Internet最基本、最广泛的协议。它定义了计算机如何连入因特网,以及数据如何在它们之间传输的标准。它的内部包含一系列的用于处理数据通信的协议,并采用了4层的分层模型,每一层都呼叫它的下一层所提供的协议来完成自己的需求。

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▶  协议分类

通信的协议还是比较复杂的,java.net 包中包含的类和接口,它们提供低层次的通信细节,可以直接使用这些类和接口来专注于网络程序开发,而不用考虑通信的细节。

java.net 包中提供了两种常见的网络协议的支持:

1.  UDP  ---  用户数据报协议(User  Datagram  Protocol)

UDP协议是一个面向无连接的协议。传输数据时不需要建立连接,不管对方端服务是否启动,直接将数据、数据源和目的地都封装在数据包中直接发送,每个数据包的大小限制在64k以内。它是不可靠协议,因为无连接,所以传输速度快,但是容易丢失数据。日常应用中,例如视频会议、QQ聊天等。

2.  TCP  ---  传输控制协议 (Transmission Control Protocol)

TCP协议是面向连接的通信协议,即传输数据之前在发送端和接收端建立逻辑连接,然后再传输数据,它提供了两台计算机之间可靠无差错的数据传输。

三次握手:TCP协议中,在发送数据的准备阶段,客户端与服务器之间的三次交互,以保证连接的可靠

             (1)第一次握手,客户端向服务器端发出连接请求,等待服务器确认

             (2)第二次握手,服务器端向客户端回送一个响应,通知客户端收到了连接请求

             (3)第三次握手,客户端再次向服务器端发送确认信息,确认连接

完成三次握手,连接建立后,客户端和服务器就可以开始进行数据传输了。由于这种面向连接的特性,TCP协议可以保证传输数据的安全,所以应用十分广泛,例如下载文件、浏览网页等。

整个交互过程如下图所示:

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▶  网络编程的三要素

1.  协议:计算机网络通信必须遵守的规则

2.  IP地址:指互联网协议地址(Internet  Protocol  Address),俗称IP

IP地址用来给一个网络中的计算机设备做唯一的编号

假如我们把“个人电脑”比作“一台电话”的话,那么“IP地址”就相当于“电话号码”。

---   IP地址分类:

(1)IPv4:是一个32位的二进制数,通常被分为4个字节,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,那么最多可以表示42亿个。

(2)IPv6:由于互联网的蓬勃发展,IP地址的需求量愈来愈大,但是网络地址资源有限,使得IP的分配越发紧张。有资料显示,全球IPv4地址在2011年2月分配完毕。为了扩大地址空间,拟通过IPv6重新定义地址空间,采用128位地址长度,每16个字节一组,分成8组十六进制数,表示成 ABDC:EF01:2345:6789:ABCD:EF01:2345:6789,号称可以为全世界的每一粒沙子编上一个网址,这样就解决了网络地址资源数量不够的问题。

---  常用命令:

(1)查看本机IP地址,在控制台输入:ipconfig

(2)检查网络是否连通,在控制台输入:ping 空格 IP地址

(3)特殊的IP地址

        本机IP地址:127.0.0.1   localhost

3.  端口号

网络的通信本质上是两个进程(应用程序)的通信,每台计算机都有很多的进程,那么在网络通信时如何区分这些进程呢?

如果说IP地址可以唯一标识网络中的设备,那么端口号就可以唯一标识设备中的进程(应用程序)了。

端口号:用两个字节表示的整数,它的取值范围是0~65535。其中,0~1023之间的端口号用于一些知名的网络服务和应用,普通的应用程序需要使用1024以上的端口号。如果端口号被另外一个服务或应用所占用,会导致当前程序启动失败。

利用  协议 +  IP地址  +  端口号  三元组合,就可以标识网络中的进程了,那么进程间的通信就可以利用这个标识与其它进程进行交互。

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TCP通信协议

▶  TCP通信概述

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▶  TCP通信的客户端代码实现

---  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,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

成员方法:  

                OutputStream getOutputStream()  ---  返回此套接字的输出流

                 InputStream  getInputStream()  ---  返回此套接字的输入流

                 void  close()  ---  关闭此套接字

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 getIutputStream() 获取网络字节输入流 IutputStream对象

(5)使用网络字节输入流 IutputStream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)当创建客户端对象Socket时就会去请求服务器和服务器经过3次握手建立连接通路

        这时候如果服务器没有启动则会抛出异常

        如果服务器已经启动则可以进行交互了

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---  TCP通信的服务器端:接收客户的请求,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

服务器端必须明确一件事情:必须知道是哪个客户端请求的服务器,所以可以使用accpet方法获取到请求的客户端对象Socket

成员方法:  

               Socket  accept( )  ---  侦听并接受此套接字的连接

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 getIutputStream() 获取网络字节输入流 IutputStream对象

(4)使用网络字节输入流 IutputStream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)

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综合案例 --- 文件上传案例

▶  文件上传案例原理分析

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▶  文件上传案例代码实现

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▶  文件上传案例阻塞问题

解决方法:上传完文件,给服务器写一个结束标记

                 void shutdownOutput() ---  禁用此套接字的输出流

                 对于TCP套接字,任何以前写入的数据都将被发送,并且后跟TCP的正常连接终止序列

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