java网络编程

网络编程介绍

通过使用套接字来达到进程间通信目的的编程就是网络编程

网络编程最重要的两点
1、定位目标主机(ip地址和端口)
2、如何传输数据(协议)

网络编程主要的两种模型

基于TCP编程模型

面向连接相对可靠传输协议编程
TCP:传输控制协议
案列模型:打电话通话

要点:基于TCP网络编程的核心在于建立连接,通过连接里获得流对象来实现数据的传输的目的。

备注:TCP编程的核心在于连接，以及从连接获得的流对象。

基于UDP编程模型

面向无连接不是很可靠的传输协议
UDP:用户数据报协议
案列模型:发送短信、日常寄送包裹

要点:基于UDP网络编程的核心在于构建数据包对象,从DatagramSocket对象中发送和接收数据包对象。

备注:UDP编程的核心在于数据报中

Java网络编程基础类与核心类

java网络编程基础类

InetAddress类

InetAddress对象表示IP地址，由于java是面向对象编程的语言，所以为了给IP匹配就以InetAddress来表示IP地址。直接使用字符串表示IP地址也没关系。

URL类

URL对象表示同意资源定位符，同InetAddress类似，url同样也可以使用字符串表示，只不过java是面向对象语言因此使用了URL类。

URLConnection类

URLConnection是一个抽象类，表示一个连接，其主要实现由HttpURLConnection类，http连接。
发送请求时就会使用到这个类。

java网络编程核心类

Socket套接字

A socket is an endpoint for communication between two machines.

ServerSocket服务器套接字

This class implements server sockets. A server socket waits for requests to come in over the network. 
It performs some operation

备注:可以把Socket和ServerSocket简单理解为连接端点。

DatagramSocket数据报套接字

This class represents a socket for sending and receiving datagram packets.

A datagram socket is the sending or receiving point for a packet delivery service. 
Each packet sent or received on a datagram socket is individually addressed and routed.
Multiple packets sent from one machine to another may be routed differently, 
and may arrive in any order.
备注:理解为邮局

DatagramPacket数据报

This class represents a datagram packet.
备注:理解为数据包裹

Java网络编程聊天程序

基于tcp的聊天

Client端代码

/**
 * 控制台输入信息,聊天小程序。
 * 
 * @author xuyi3
 * @2016年7月18日 @上午9:35:08
 * @Client2
 * @功能说明:<br>
 * @春风十里不如你
 * @备注
 */
public class Client {
public static void main(String[] args) throws Exception {

        // 客户端新建Socket对象,必须制定主机地址和端口
        Socket socket = new Socket("192.168.1.187", 9999);

        // 通过Socket对象获得连接的输入流
        InputStream in = socket.getInputStream();
        // 通过Socket对象获得连接的输出流
        OutputStream out = socket.getOutputStream();

        // 使用更方便的缓冲包装流来操作
        BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(in));
        BufferedWriter writer = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(out));

        // 控制台输入流
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);

        while (true) {

            // 输出信息给服务器
            System.out.print("客户端:");
            String line = null;
            line = scanner.nextLine();

            writer.write(line);
            // 以下两步非常重要,不写会让对方的输入流一直阻塞。
            writer.newLine();
            writer.flush();

            // 读取服务器信息

            String string = reader.readLine();
            System.out.println("服务器:" + string);

        }
    }
}

Server端代码

/**
 * 控制台输入信息,聊天小程序
 * 
 * @author xuyi3
 * @2016年7月18日 @上午10:24:56
 * @Server2
 * @功能说明:<br>
 * @春风十里不如你
 * @备注
 */
public class Server2 {
public static void main(String[] args) throws Exception {

        // 新建服务端ServerSocket对象,必须要指定监听端口
        ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(9999);
        // 阻塞监听...
        System.out.println("阻塞监听");
        // 监听端口创建一个新的连接
        Socket socket = serverSocket.accept();

        // 通过Socket对象获得连接的输入流
        InputStream in = socket.getInputStream();
        // 通过Socket对象获得连接的输出流
        OutputStream out = socket.getOutputStream();

        // 使用更方便的缓冲包装流来操作
        BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(in));
        BufferedWriter writer = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(out));

        // 控制台输入流
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);

        while (true) {

            // 读取客户端信息
            String string = reader.readLine();
            System.out.println("客户端:" + string);

            // 输出信息给服务器
            System.out.print("服务器:");
            String line = null;
            line = scanner.nextLine();
            writer.write(line);
            // 以下两步非常重要否则会出问题,是对方输入流一直阻塞。
            writer.newLine();
            writer.flush();

        }
    }
}

基于UDP聊天程序

Client客户端代码

/**
 * 基于UDP的聊天程序
 * 
 * @author xuyi3
 * @2016年7月18日 @上午10:52:55
 * @UdpClient
 * @功能说明:<br>
 * @春风十里不如你
 * @备注
 */
public class UdpClient {
public static void main(String[] args) throws Exception {

        // 数据包Socket对象,该对象既可以发送数据包也可以接收数据包(类似邮局既可以寄件又可以收件)
        DatagramSocket datagramSocket = new DatagramSocket(8888);
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        while (true) {

            // 发送数据
            String line = scanner.nextLine();
            // 数据包包裹对象,该对象用来承载数据信息(类似寄件过程中的包裹,发送数据包里面通常会包含要发送目标地址信息、数据大小等)
            DatagramPacket sendPacket = new DatagramPacket(line.getBytes(), 0, line.length(),
                    InetAddress.getLocalHost(), 8889);
            datagramSocket.send(sendPacket);

            // 接收数据
            byte[] tem = new byte[1024];
            //接收数据包通常只需要指定数据大小即可
            DatagramPacket receivePacket = new DatagramPacket(tem, tem.length);
            datagramSocket.receive(receivePacket);
            byte[] data = receivePacket.getData();
            System.out.println("服务器:" + new String(data, 0, data.length));

        }
    }
}

Server端代码

/**
 * 基于UDP的聊天程序
 * 
 * @author xuyi3
 * @2016年7月18日 @上午11:08:49
 * @UdpServer
 * @功能说明:<br>
 * @春风十里不如你
 * @备注
 */
public class UdpServer {
public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 数据包Socket对象,该对象既可以发送数据包也可以接收数据包(类似邮局既可以寄件又可以收件)
        DatagramSocket datagramSocket = new DatagramSocket(8889);
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);

        while (true) {
            // 接收数据
            byte[] tem = new byte[1024];
            // 接收数据包通常只需要指定数据大小即可
            DatagramPacket receivePacket = new DatagramPacket(tem, tem.length);
            datagramSocket.receive(receivePacket);
            byte[] data = receivePacket.getData();
            System.out.println("客户端:" + new String(data, 0, data.length));

            // 发送数据
            String line = scanner.nextLine();
            // 数据包包裹对象,该对象用来承载数据信息(类似寄件过程中的包裹,里面通常会包含要发送目标地址信息、数据大小等)
            DatagramPacket sendPacket = new DatagramPacket(line.getBytes(), 0, line.length(),
                    InetAddress.getLocalHost(), 8888);
            datagramSocket.send(sendPacket);

        }

    }

}

基于tcp的网络文件传输

Client客户端代码

/**
 * 基于TCP实现文件上传和下载功能
 * 
 * @author xuyi3
 * @2016年7月18日 @上午11:28:51
 * @UploadClient
 * @功能说明:<br>
 * @春风十里不如你
 * @备注
 */
public class UploadClient {

public static void main(String[] args) throws Exception {

        // 客户端新建Socket对象,必须制定主机地址和端口
        Socket socket = new Socket("192.168.1.187", 9999);

        // 通过Socket对象获得连接的输出流
        OutputStream out = socket.getOutputStream();

        // 要上传的文件路径
        FileInputStream fileInputStream = new FileInputStream(new File("e:/git.png"));

        byte[] bytes = new byte[1024];
        int len = 0;
        while ((len = fileInputStream.read(bytes)) != -1) {
            out.write(bytes, 0, len);
        }
        fileInputStream.close();
        out.flush();
        out.close();
    }
}

Server端代码

/**
 * 
 * 基于TCP实现文件上传和下载功能
 * 
 * @author xuyi3
 * @2016年7月18日 @下午1:27:02
 * @UploadServer
 * @功能说明:<br>
 * @春风十里不如你
 * @备注
 */
public class UploadServer {

public static void main(String[] args) throws Exception {

        // 新建服务端ServerSocket对象,必须要指定监听端口
        ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(9999);
        // 阻塞监听...
        System.out.println("阻塞监听");
        // 监听端口创建一个新的连接
        Socket socket = serverSocket.accept();

        // 通过Socket对象获得连接的输入流
        InputStream in = socket.getInputStream();

        // 指定要下载的文件保存路径
        FileOutputStream fileOutputStream = new FileOutputStream(new File("e:/gitcopy.png"));

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

        fileOutputStream.close();
        System.out.println("传输完成");

    }

}

多客户端聊天

多客户端聊天程序，客户端代码不变，服务器端代码需要调整。思路:每连接过来一个客户端就新建一个线程单独给予处理这个客户端，
因此要抽取公共代码到线程类里面。

ServerThread线程类代码

public class ServerThread implements Runnable {

    private Socket socket;
    public ServerThread(Socket socket) {
        this.socket = socket;
    }

    @Override
    public void run() {

        try {

            // 通过Socket对象获得连接的输入流
            InputStream in = socket.getInputStream();
            // 通过Socket对象获得连接的输出流
            OutputStream out = socket.getOutputStream();

            // 使用更方便的缓冲包装流来操作
            BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(in));
            BufferedWriter writer = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(out));

            // 控制台输入流
            Scanner scanner = new Scanner(System.in);

            while (true) {

                // 读取客户端信息
                String string = reader.readLine();
                System.out.println("客户端:" + string);

                // 输出信息给服务器
                System.out.print("服务器:");
                String line = null;
                line = scanner.nextLine();
                writer.write(line);
                // 以下两步非常重要否则会出问题,是对方输入流一直阻塞。
                writer.newLine();
                writer.flush();

            }
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }

    }

}

Server端代码

/**
 * 控制台输入信息,聊天小程序<br>
 * 多客户端聊天,使用多线程为每个客户端新建一个独立线程来使用<br>
 * 
 * 客户端代码不用修改,只需要修改服务器端代码即可<br>
 * 
 * 
 * @author xuyi3
 * @2016年7月18日 @上午10:24:56
 * @Server2
 * @功能说明:<br>
 * @春风十里不如你
 * @备注
 */
public class Server3 {
public static void main(String[] args) throws Exception {

        // 新建服务端ServerSocket对象,必须要指定监听端口
        ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(9999);

        while (true) {
            // 阻塞监听...
            System.out.println("阻塞监听");
            // 监听端口创建一个新的连接
            Socket socket = serverSocket.accept();

            new Thread(new ServerThread(socket)).start();

        }

    }

}

总结

网络编程的实际用途可能有很多，但是其核心的两种编程模型就是TCP编程模型和UDP编程模型，总体思路都是相同的。

参考

1、http://www.ibm.com/developerworks/cn/education/linux/l-sock/l-sock.html
2、http://www.cnblogs.com/springcsc/archive/2009/12/03/1616413.html
3、https://en.wikipedia.org/wiki/Network_socket