java基础-day25-网络编程
2021-06-29 本文已影响0人
触手不可及
网络编程
1. 网络编程概述
1.1 C/S和B/S
C/S
客户端 服务器软件结构
服务提供商给予用户服务需要准备的内容
1. 各大平台的客户端
Android iOS PC Windows Linux macOS
QQ 微信 淘宝 JD 剑与远征
2. 服务器提供服务
软件更新:
LOL服务器版本更新，同时本地软件也要进行更新操作。这个操作非常耗时。
热更新
B/S
浏览器 服务器软件结构
服务提供商只要提供数据服务就OK，以及前端数据展示方式
1. 浏览器提供商非常非常多
谷歌，火狐，欧朋，Safari，Edge
2. 服务器提供服务
软件更新:
服务器更新数据，浏览器刷新就ok了
1.2 网络通信协议
协议：
protocol协议
网络通信协议是要求双方传递数据的计算机必须遵守的，按照对应的网络传输协议，才可以进入数据的交互和传递。
目前网络段数据传输比较常见的协议:
UDP TCP/IP
image.png
1.3 UDP和TCP/IP区别
UDP
1. 面向无连接，数据传递不算特别安全
2. 因为面向无连接，传输速度快
3. 因为面向无连接，数据传递存在丢包问题
4. UDP没有客户端和服务器区别，都可以作为发送端和接收端
UDP协议使用场景
直播，网络游戏
TCP/IP
1. 面向连接，数据传递较为安全
2. 因为面向连接，所有传递速度较慢
3. 面向连接，数据传递有保障
4. TCP/IP协议是有明确的服务器和客户端概念
TCP/IP协议使用场景
客户端登陆，数据下载，文件传输
1.4 网络编程的三要素
1. 协议
两个在于网络情况下的计算机数据传递，都需要对应的协议来完成。
2. IP地址
Internet Protocol Address
当前计算机在网络中的一个地址编号，类似于手机号号码
IP地址有IPv4协议和IPv6协议
IPv4是一个32位的二进制数，通常展示效果是a.b.c.d 例如 192.168.1.1
a.b.c.d 各代表0 ~ 255的数字，目前已经消耗殆尽 42亿个
IPv6
IPv6是能够保证地球上的每一粒沙子都有一个IP地址。
128位地址长度，16字节一组
8组 0x0 ~ 0xFFFF
3. 端口号
端口号是当前应用程序在计算机中的一个编号。可以让计算机明确知道，当前的数据是给予那一个程序使用，或者数据从哪一个程序出现的。
端口号是一个short类型 0 ~ 65535
0~1024不能用于自定义端口号使用，特定的系统端口号
2. IP类
SUN公司提供给开发使用的IP地址类
InetAddress
常用方法:
InetAddress getLocalhost();
获取本机IP地址类对象
InetAddress getByName(String str);
根据指定的主机名获取对应的IP地址对象
InetAddress[] getAllByName(String str);
获取指定主机名，或者域名对应的所有IP地址类对象
package com.qfedu.a_ip;
import java.net.InetAddress;
import java.net.UnknownHostException;
/*
* IP类演示
*/
public class Demo1 {
public static void main(String[] args) throws UnknownHostException {
InetAddress localHost = InetAddress.getLocalHost();
System.out.println(localHost);
InetAddress byName = InetAddress.getByName("DESKTOP-M89SDP7");
System.out.println(byName);
InetAddress byName2 = InetAddress.getByName("www.4399.com");
System.out.println(byName2);
System.out.println("----------------------------------");
InetAddress[] allByName = InetAddress.getAllByName("www.baidu.com");
for (InetAddress inetAddress : allByName) {
System.out.println(inetAddress);
}
System.out.println("----------------------------------");
InetAddress[] allByName1 = InetAddress.getAllByName("www.taobao.com");
for (InetAddress inetAddress : allByName1) {
System.out.println(inetAddress);
}
System.out.println("----------------------------------");
InetAddress[] allByName2 = InetAddress.getAllByName("www.jd.com");
for (InetAddress inetAddress : allByName2) {
System.out.println(inetAddress);
}
}
}
3. UDP协议数据传输
3.1 UDP数据传输方式
User Datagram Protocol
数据传递采用数据包方式传递，所有的数据要进行打包操作，并且没有对应的客户端服务器概念，有且只有发送段和接收端
Socket 套接字
数据需要进行传递操作，在数据传递的两台计算机当中必须有对应的Socket。这里采用UDP协议，那么必须有一个UDP协议的Socket
DatagramSocket();
创建一个发送端UDP协议Socket对象
DatagramSocket(int port);
创建一个接收端UDP协议的Socket对象，这里需要【监听】指定端口
发送端数据包的打包方法：
DatagramPacket DatagramPacket(byte[] buf, int length, InetAddress address, int port);
buf: 需要传递数据的字节数组
length：是当前字节数组中数据容量字节数
address：接收端IP地址对象
port: 接收端对应的端口号
接收端数据包接收方式
这里需要准备一个空的数据包
DatagramPacket DatagramPacket(byte[] buf, int length);
buf: 字节缓冲数组，通常是1024整数倍
length: 当前字节缓冲数组的容量
3.2 发送端
流程:
1. 创建UDP服务器对应的发送端Socket
2. 准备对应数据包，需要带有指定数据
3. 发送数据 send
4. 关闭UDP发送端
package com.qfedu.b_udp;
import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetAddress;
/*
流程:
1. 创建UDP服务器对应的发送端Socket
2. 准备对应数据包，需要带有指定数据
3. 发送数据 send
4. 关闭UDP发送端
*/
public class SenderDemo1 {
public static void main(String[] args) throws IOException {
System.out.println("发送端启动");
// 创建对应的Socket
DatagramSocket socket = new DatagramSocket();
// 准备数据包
byte[] bytes = "今天中午吃蒸羊羔...".getBytes();
DatagramPacket packet = new DatagramPacket(bytes, // 字节数组数据
bytes.length, // 字节数组数据长度
InetAddress.getLocalHost(), // 指定接收端IP地址
8848); // 8848对应端口号
// 发送数据包
socket.send(packet);
// 关闭UDP发送端
socket.close();
}
}
3.3 接收端
流程：
1. 打开UDP服务，并且监听指定端口
2. 创建新的空数据包
3. 通过Socket接收数据
4. 关闭UDP服务接收端
package com.qfedu.b_udp;
import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
/*
流程：
1. 打开UDP服务，并且监听指定端口
2. 创建新的空数据包
3. 通过Socket接收数据 receive
4. 关闭UDP服务接收端
*/
public class ReceiveDemo1 {
public static void main(String[] args) throws IOException {
// 创建Socket监听端口
DatagramSocket socket = new DatagramSocket(8848);
// 准备空数据包
byte[] buf = new byte[1024];
DatagramPacket packet = new DatagramPacket(buf, buf.length);
// 接收数据
socket.receive(packet);
// 确定接收到的字节长度
int length = packet.getLength();
System.out.println(new String(buf, 0, length));
// 关闭socket
socket.close();
}
}
3.4 UDP数据传递丢失问题
1. 网络不够好，稳定性不行，带宽不够
2. 电脑性能不好
3.5 FeiQ
网络传输都有自己的传输规格，如果软件接受到的数据是自己的规格，那么可以读取数据
如果不是，丢弃！！！
FeiQ
version:time:sender:ip:flag:content
版本:时间:发送者名字:发送人IP:标记:内容
数据是一个String类型
而且使用的协议是UDP协议
package com.qfedu.b_udp;
import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetAddress;
public class FeiQ {
public static void main(String[] args) throws IOException {
DatagramSocket socket = new DatagramSocket();
String data = getData("Welcome to Java World!!!");
DatagramPacket datagramPacket = new DatagramPacket(data.getBytes(), data.getBytes().length
, InetAddress.getByName("192.168.31.255"), 2425);
socket.send(datagramPacket);
socket.close();
}
/**
* 传入数据，转换成FeiQ可以识别的数据
* version:time:sender:ip:flag:content
*
* @param message 字符串类型内容
* @return 符合FeiQ格式要求的字符串
*/
public static String getData(String message) {
StringBuilder stb = new StringBuilder();
stb.append("1.0:");
stb.append(System.currentTimeMillis() + ":");
stb.append("Anonymous:");
stb.append("10.1.1.1:");
stb.append("32:");
stb.append(message);
return stb.toString();
}
}
4. TCP
4.1 TCP概述
TCP相对于UDP比较稳定的传输协议，这里存在三次握手，保证连接状态，同时有明确的客户端和服务端之分
TCP服务中需要服务器端先启动，需要监听指定端口，等待客户端连接。
客户端主动连接服务器，和服务器连接之后，才可以进行数据交互，服务器不能主动连接客户端的。
TCP操作而言，Java中提供了两个Socket
1. 服务端Socket
java.net.ServerSocket;
创建对应的ServerScoket开启服务器，等待客户端连接
2. 客户端Socket
java.net.Socket
创建客户端Scoket，并且连接服务器，同时将Socket发送给服务器绑定注册。
image.png
4.2 Socket 客户端Socket
给客户端提供数据传输的符合TCP/IP要求的Socket对象
构造方法 Constructor
Socket(String host, int port);
host是服务器IP地址，port对应服务器程序的端口号
通过指定的服务器IP地址和端口号，获取TCP连接对象
成员方法 Method
InputStream getInputStream();
获取Socket对象输入字节流，可以从服务器获取对应的数据
InputStream是一个资源，需要在程序退出是关闭
Read
OutputStream getOutputStream();
获取Sokcet对象输出字节流，可以发送数据到服务器
OutputStream是一个资源，需要在程序退出是关闭
Write
void close();
关闭客户端Socket
void shutdownOutput();
禁止当前Socket发送数据
TCP/IP协议对应的Socket是给予IO流实现的。
4.3 ServerSocket服务端Socket
在服务端开启Socket服务器
构造方法 Constructor：
ServerSocket(int port);
开启ServerSocket服务器，并且明确当前服务端口是谁
成员方法 Method：
Socket accept();
监听并且连接，得到一个Socket对象，同时该方法是一个阻塞方法，会处于一个始终
的监听状态
返回的是Socket，也就是客户端Socket对象，获取到当前Socket对象，相对于获取到
客户端连接，同时使用的Socket和客户端一致。
4.6 TCP协议代码演示
image.png
4.6.1 服务器代码
流程：
1. 创建ServerSocket服务器，同时监听指定端口
2. 通过accept方法获取Socket连接，得到客户端Socket对象
3. 通过Socket对象，获取InputStream，读取客户端发送数据
4. 通过Socket对象，获取OutputStream，发送数据给客户端
5. 关闭服务
package com.qfedu.c_tcp;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
/*
流程：
1. 创建ServerSocket服务器，同时监听指定端口
2. 通过accept方法获取Socket连接，得到客户端Socket对象
3. 通过Socket对象，获取InputStream，读取客户端发送数据
4. 通过Socket对象，获取OutputStream，发送数据给客户端
5. 关闭服务
*/
public class TcpServer1 {
public static void main(String[] args) throws IOException {
System.out.println("服务器启动");
System.out.println("-----------------------");
// 1. 创建ServerSocket服务器，同时监听指定端口
ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8848);
// 2. 通过accept方法获取Socket连接，得到客户端Socket对象
Socket socket = serverSocket.accept();
// 3. 通过Socket对象，获取InputStream，读取客户端发送数据
InputStream inputStream = socket.getInputStream();
// IO流操作
byte[] buf = new byte[1024];
int length = inputStream.read(buf);
System.out.println(new String(buf, 0, length));
// 4. 通过Socket对象，获取OutputStream，发送数据给客户端
OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();
String str = "欢迎来到德莱联盟";
outputStream.write(str.getBytes());
// 5. 关闭Socket服务 同时关闭当前Socket使用的输入字节流和输出字节流
// Closing this socket will also close the socket's InputStream and OutputStream.
socket.close();
}
}
4.6.2 客户端代码
流程:
1. 创建Socket服务，同时明确连接服务器的IP地址和对应端口号
2. 通过Socket对象，获取对应的OutputStream对象，发送数据给服务器
3. 通过Socket对象，获取对应的InputStream对象，接收服务器发送数据
4. 关闭服务
package com.qfedu.c_tcp;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.Socket;
import java.net.UnknownHostException;
/*
流程:
1. 创建Socket服务，同时明确连接服务器的IP地址和对应端口号
2. 通过Socket对象，获取对应的OutputStream对象，发送数据给服务器
3. 通过Socket对象，获取对应的InputStream对象，接收服务器发送数据
4. 关闭服务
*/
public class TcpClient1 {
public static void main(String[] args) throws UnknownHostException, IOException {
System.out.println("客户端启动");
System.out.println("------------------------");
// 1. 创建Socket服务，同时明确连接服务器的IP地址和对应端口号
Socket socket = new Socket("192.168.31.154", 8848);
// 2. 通过Socket对象，获取对应的OutputStream对象，发送数据给服务器
OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();
outputStream.write("你好服务器!!!".getBytes());
// 3. 通过Socket对象，获取对应的InputStream对象，接收服务器发送数据
InputStream inputStream = socket.getInputStream();
byte[] buf = new byte[1024];
int length = inputStream.read(buf);
System.out.println(new String(buf, 0, length));
// 4. 关闭服务
socket.close();
}
}
4.7 文件上传操作
4.7.1 分析过程
image.png
4.7.2 客户端程序
流程：
1. 创建对应文件的输入字节流操作，这里可以使用缓冲
2. 启动Socket，
3. 获取Socket输出OutputStream对象，发送数据给服务器
4. 边读边发
5. 当文件读取结束，发送完毕，关闭客户端
package com.qfedu.d_fileupload;
import java.io.BufferedInputStream;
import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.OutputStream;
import java.net.InetAddress;
import java.net.Socket;
/*
流程：
1. 创建对应文件的输入字节流操作，这里可以使用缓冲
2. 启动Socket，
3. 获取Socket输出OutputStream对象，发送数据给服务器
4. 边读边发
5. 当文件读取结束，发送完毕，关闭客户端
*/
public class TcpClient {
public static void main(String[] args) throws IOException {
// 1. 创建对应文件的输入字节流操作，这里可以使用缓冲
BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(
new FileInputStream(new File("D:/aaa/1.mp4")));
// 2. 启动Socket
Socket socket = new Socket(InetAddress.getLocalHost().getHostAddress(), 8848);
// 3. 获取Socket输出OutputStream对象，发送数据给服务器
OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();
int length = -1;
byte[] buf = new byte[1024 * 8];
// 4. 读取数据，发送数据
while ((length = bis.read(buf)) != -1) {
outputStream.write(buf, 0, length);
}
// 5. 关闭资源
socket.close();
bis.close();
}
}
4.7.3 服务端程序
流程：
1. 开启服务端服务，创建ServerSocket对象
2. 明确保存文件的位置，创建对应文件夹的输出缓冲字节流
3. 读取数据，写入文件
4. 关闭服务器
package com.qfedu.d_fileupload;
import java.io.BufferedOutputStream;
import java.io.File;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
/*
流程：
1. 开启服务端服务，创建ServerSocket对象
2. 明确保存文件的位置，创建对应文件夹的输出缓冲字节流
3. 读取数据，写入文件
4. 关闭服务器
*/
public class TcpServer {
public static void main(String[] args) throws IOException {
// 1. 开启服务端服务，创建ServerSocket对象
ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8848);
Socket socket = serverSocket.accept();
// 2. 明确保存文件的位置，创建对应文件夹的输出缓冲字节流
BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(
new FileOutputStream(
new File("D:/aaa/temp.mp4")));
// 3. 获取Socket对应的输入流
InputStream inputStream = socket.getInputStream();
// 4. 边读边写
int length = -1;
byte[] buf = new byte[1024 * 8];
while ((length = inputStream.read(buf)) != -1) {
bos.write(buf, 0, length);
}
// 5. 关闭资源
bos.close();
socket.close();
}
}
4.7.4 目前服务端代码问题
1. 保存的文件名都是一致的，无法保存多个文件。
这里可以考虑使用UUID作为文件名
2. 服务端代码肯定不能执行完一个上传功能就结束
3. 服务端代码不可能只有一个上传文件功能
多线程
