黑马程序员---网络编程（重点）

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一、网络模型

OSI参考模型(开放式网络：7层体系结构)。

TCP/IP参考模型(4层体系结构)。



二、网络通讯三要素

1、IP地址:InetAddress(找到对方IP地址)：

网络中设备的标识不易记忆，可用主机名。本地回环地址：127.0.0.1，主机名：localhost。

InetAddress类：表示互联网协议 (IP) 地址，该类中都是对IP地址的操作。

static InetAddress getLocalHost()：返回本地主机。

String getHostAddress()：返回 IP 地址字符串（以文本表现形式）。

String getHostName()：获取此 IP 地址的主机名。

static InetAddress getByName(String host)：获取网络上已连接的主机信息，可能只有IP地址而没有主机名，是因为该主机IP和主机名的映射关系未被注册到DNS服务器上。

注：对网络操作，获取IP地址最重要，即：getHostAddress 。

2、端口号或逻辑端口号：

用于标识进程的逻辑地址，不同进程的标识。

有效端口：0~65535，其中0~1024为系统使用或保留端。

3、传输协议(重点)，常见协议：TCP和UDP

3.1、用户数据报协议 UDP：User Datagram Protocol

面向无连接的，不可靠，只求速度数据包在64K以内。

将数据以及源和目的封装在数据包中，不需要建立连接，速度块。

如：视屏对话、桌面共享、某些聊天工具、步话机等。

3.2、传输控制协议 TCP：Transmission Control Protocol

面向连接的，可靠，传输量大，速度慢。

建立连接，形成传输数据的通道，通过三次握手完成连接，效率稍低。

如：打电话。

三次握手：

第一次：发送方A向接收方B发送数据，等待B接收到数据后返回的确认信息。

第二次：B接收到数据，返回给A一个接收到数据的信息，若B未接收到任何数据则不会发送任何信息。

第三次：若A接到到B的确认信息，则发送下一条数据。若A在一定时间内未接收到B返回的信息(可能B未发送信息或者B发送了信息但是在网络传输中出现了延迟或丢失)，则认为是刚才发送的数据丢失，再次重新发送，直到收到B的确认信息。

三、Socket套接字

1、网络编程即socket编程，是两台机器间通信的端点。

2、通信的两端都有Socket。

3、数据在两个Socket间通过IO流传输。

四、UDP和TCP编码流程(记住流程)

1、UDP数据包传输

UDP发送端：

示例：通过udp传输方式，把键盘录入将文字数据发送出去。

思路：

1，建立Updsocket服务。

2，通过输入流，录入数据，并将数据封装到数据包中。

3，通过socket服务的发送功能，将数据包发出去。

4，关闭资源。

import java.net.*;
import java.io.*;

class UdpSend
{
public static void main(String[] args) throws Exception
{
//1、建立UDP服务，通过DatagramSocket对象建立。(可以对对象指定一个端口进行监听)
DatagramSocket ds = new DatagramSocket(8888);
//2、通过输入流输入数据，并将数据封装到数据包中
BufferedReader bufIn = new  BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
String line = null;
while ((line=bufIn.readLine())!=null)
{
if ("886".equals(line))
break;
byte[] buf = line.getBytes();
DatagramPacket dp =
new DatagramPacket(buf,buf.length,InetAddress.getByName("psy"),10000);
//3，通过socket服务，将已有的数据包发送出去。通过send方法。
ds.send(dp);
}
//4、关闭资源
ds.close();
}
}

示例：定义一个应用程序，用于接收udp协议传输的数据，并把处理后的信息返回给发送者。

思路：

1，定义UdpSocket服务。通常会监听一个端口。其实就是给这个接收网络应用程序定义数字标识。方便于明确哪些数据过来该应用程序可以处理。

2，定义一个数据包，要存储接收到的字节数据。因为数据包对象中有更多功能可以提取字节数据中的不同数据信息。

3，通过socket服务的receive方法将收到的数据存入已定义好的数据包中。

4，通过数据包对象的特有功能。将这些不同的数据取出。打印在控制台上。

5，关闭资源，接收端的资源一般不关。

import java.net.*;
import java.io.*;

class UdpReceive
{
public static void main(String[] args) throws Exception
{
//1、创建UdpSocket，建立端点，监听端口10000
DatagramSocket ds = new DatagramSocket(10000);
while (true)
{
//2、定义数据包，用于存储数据
byte[] buf = new byte[1024];
DatagramPacket dp = new DatagramPacket(buf,buf.length);
//3、通过服务的receive方法将首的数据存入数据包中
ds.receive(dp);		//阻塞方法
//4、通过数据包方法获取其中的数据
String ip = dp.getAddress().getHostAddress();
String data = new String(dp.getData(),0,dp.getLength());
System.out.println(ip+"..."+data.toUpperCase());
}
//5、关闭资源
ds.close();
}
}

2、TCP传输

1>tcp分客户端和服务端。

2>客户端对应的对象是Socket，服务端对应的对象是ServerSocket。

客户端：通过查阅Socket对象，发现在该对象建立时，就可以去连接指定主机。因为TCP是面向连接的，所以在建立Socket服务时，就要有服务端存在，并连接成功，形成通路后，在该通道进行数据的传输。

需求：建立一个文本转换服务器。客户端给服务端发送文本，服务单会将文本转成大写在返回给客户端。而且客户端可以不断的进行文本转换。当客户端输入over时，转换结束。

分析：既然是操作设备上的数据，那么就可以使用io技术，并按照io的操作规律来思考。

源：键盘录入。

目的：网络设备，网络输出流。

而且操作的是文本数据。可以选择字符流。

步骤：

1，建立服务。

2，获取键盘录入。

3，将数据发给服务端。

4，获取服务端返回的大写数据。

5，结束，关资源。

都是文本数据，可以使用字符流进行操作，同时提高效率，加入缓冲。

import java.io.*;
import java.net.*;

class  TransClient
{
public static void main(String[] args) throws Exception
{
//创建客户端的Socket服务，并指定目的的主机和端口
Socket s = new Socket("psy",10002);
//定义读取键盘数据的流对象。
BufferedReader bufr = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
//为了发送数据，应该获取Socket流中的输出流。
PrintWriter out = new PrintWriter(s.getOutputStream(),true);
//定义一个Socket读取流，读取服务端返回的信息
BufferedReader bufIn = new BufferedReader(new InputStreamReader(s.getInputStream()));

String line = null;
while ((line=bufr.readLine())!=null)
{
if ("over".equals(line))
break;
//发送数据。
out.println(line);

String str = bufIn.readLine();
System.out.println("server: "+str);
}
bufr.close();	//关闭键盘录入流
s.close();		//关闭客户端
}
}

服务端：服务端通过ServerSocket来指定，并监听客户端需要访问的一个端口，达到建立服务端的目的，实现与客户端数据通信的基础。

需求：建立一个文本转换服务器。客户端给服务端发送文本，服务单会将文本转成大写在返回给客户端。而且客户端可以不断的进行文本转换。当客户端输入over时，转换结束。

分析：

源：Socket读取流

目的：Socket输出流

都是文本，装饰一下。

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。通过ServerSokcet的 accept方法。没有连接就会等，所以这个方法是阻塞式的。

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，并把大写数据返回给客户端。

4，关闭服务端。（可选，一般不会关闭服务器）

import java.io.*;
import java.net.*;

class  TransServer{
public static void main(String[] args) throws Exception{
//1、建立服务端Socket服务，并监听一个端口。
ServerSocket ss = new ServerSocket(10002);
//2、通过accept方法获取连接过来的客户端对象。
Socket s = ss.accept();
String ip = s.getInetAddress().getHostAddress();
System.out.println(ip+"...is connected!");
//3、读取Socket读取流中的数据
BufferedReader bufIn = new BufferedReader(new InputStreamReader(s.getInputStream()));
//目的：socket输出流。将大写数据写入到Socket输出流中，并放松给客户端。
PrintWriter out = new PrintWriter(s.getOutputStream(),true);

String line = null;
while ((line=bufIn.readLine())!=null)
{
out.println(line.toUpperCase());
}
s.close();		//关闭客户端
ss.close();		//关闭服务端
}
}

3、演示客户端和服务端。

3.1、客户端：浏览器 (telnet)

服务端：自定义。

自定义服务端。

ServerSocket ss = new ServerSocket(10006);
Socket s = ss.accept();
System.out.println(s.getInetAddress().getHostAddress());
PrintWriter out = new PrintWriter(s.getOutputStream(),true);
out.println("<font color='red' size='8'>客户端你好</font>");//返回给telnet的信息
s.close();
ss.close();

3.2、客户端：自定义。

服务端：Tomcat服务器。

自定义IE浏览器(客户端)。

Socket s = new Socket("127.0.0.1",8080);
PrintWriter out = new PrintWriter(s.getOutputStream(),true);
out.println("GET /myweb/demo.html HTTP/1.1");
out.println("Accept: */*");
out.println("Accept-Language: zh-ch");
out.println("Host:psy:100"); //一定要有主机信息
out.println("Connection: closed");
//一定要有空行，保证请求消息头和请求数据体之间有一行空行
out.println();
BufferedReader bufr = new BufferedReader(new InputStreamReader(s.getInputStream()));
String line = null;
while ((line=bufr.readLine())!=null){
System.out.println(line);
}
s.close();

3.3、HTTP的请求消息头：浏览器在访问服务器时，向服务器发送的是HTTP请求，该请求信息中包含用户当前要访问服务端的信息内容，当服务端收到该HTTP请求时，会按照服务端浏览器支持的解压格式，将网页数据打包，再发送给服务端浏览器，这样做的目的是节省流量开支。

HTTP的请求消息头：

GET /myweb/demo.html HTTP/1.1 //GET请求：客户端要访问/myweb/demo.html，通过HTTP协议1.1版本
Accept: image/gif, image/jpeg, image/pjpeg, image/pjpeg, application/x-shockwave
-flash, application/vnd.ms-excel, application/vnd.ms-powerpoint, application/msw
ord, application/xaml+xml, application/x-ms-xbap, application/x-ms-application,
application/vnd.ms-xpsdocument  //可接收的文件类型(数据)
Accept-Language: zh-cn    //支持语言
User-Agent: Mozilla/4.0 (compatible; MSIE 7.0; Windows NT 5.1; Trident/4.0; QQDo
wnload 718; .NET4.0C; .NET4.0E; .NET CLR 2.0.50727; .NET CLR 3.0.4506.2152; .NET
CLR 3.5.30729)      //用户信息
Accept-Encoding: gzip, deflate  //支持压缩格式(重要：提高效率)
Host: 127.0.0.1:10006    //访问主机的10006端口(一台服务器可能有多个主机)
Connection: Keep-Alive    //保持连接

//请求消息头后是请求数据体，用一个空行隔开

应带消息头(从服务器发出)

HTTP/1.1 200 OK      //200：相应状态码(代表成功：OK)
Server: Apache-Coyote/1.1   //服务器
Accept-Ranges: bytes
ETag: W/"269-1364666220000"   //一个标记
Last-Modified: Sat, 30 Mar 2013 17:57:00 GMT //被修改时间
Content-Type: text/html    //文本类型
Content-Length: 269     //大小269字节
Date: Sat, 30 Mar 2013 18:38:45 GMT
Connection: close

五、统一资源定位符 URL Uniform Resource Locater

1、URL对象常用方法

构造方法：URL(String protocol, String host, int port, String file)

方法：String getFile() ：获取此 URL 的文件名。

String getHost() ：获取此 URL 的主机名（如果适用）。

String getPath() ：获取此 URL 的路径部分。

int getPort() ：获取此 URL 的端口号。

String getProtocol() ：获取此 URL 的协议名称。

String getQuery() ：获取此 URL 的查询部，即文件名后的附加参数信息

URLConnection openConnection()：连接到指定的主机。

URLConnection 抽象类将Socket对象封装且封有内置协议，所以简化了Socket方法，一句话搞定网络连接，同时该抽象类应用于应用层，会通过HTTP协议将HTTP消息头解析，所以将不会再显示消息头。

InputStream openStream()：开流，即线连接再获取流，封装了openConnection().getInputStream()。但是一般情况我们还是会分步来做，因为openConnection()可获取连接对象，有更多的操作可以实现。

2、域名解析

(1)http:\\127.0.0.1:8080/myweb/index.html

(2)http:\\www.sina.com.cn

问：两个URL在访问主机时做了什么事情？

答：(1)127.0.0.1:8080因为是IP+端口，所以直接访问指定主机，没做其它事情。

(2)www.sina.com.cn是一个主机名，那么它会先在本地C:\WINDOWS\system32\drivers\etc\hosts文件中找其与该主机名映射的IP地址，若找到则使用该IP；否则才会去公网上找一台域名解析服务器(该服务中有很多主机名和IP地址的映射关系)来解析该主机名对应的IP地址。

六、示例

需求：客户端通过键盘录入用户名。

服务端对这个用户名进行校验。

如果该用户存在，在服务端显示xxx，已登陆。并在客户端显示 xxx，欢迎光临。

如果该用户不存在，在服务端显示xxx，尝试登陆。并在客户端显示 xxx，该用户不存在。

最多就登录三次。

客户端实现方式

import java.io.*;
import java.net.*;
//客户端
class LoginClient
{
public static void main(String[] args) throws Exception
{
//创建客户端的socket服务。指定目的主机和端口
Socket s = new Socket("psy",10004);
//创建输入流
BufferedReader bufr = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
//获取客户端输出流
PrintWriter out = new PrintWriter(s.getOutputStream(),true);
//获取客户端输入流
BufferedReader bufIn =
new BufferedReader(new InputStreamReader(s.getInputStream()));

for (int i=0; i<3; i++)
{
String line = bufr.readLine();
if (line==null)
break;	//跳出当前循环，执行循环体以后的内容
if (line.equals(""))
{
System.out.println("用户名不能为空！");
continue;//跳出当前循环，继续执行下一次循环
}
out.println(line);

String info = bufIn.readLine();
System.out.println("客户端："+info);
if (info.contains("欢迎"))
break;
}

bufr.close();
s.close();
}
}

服务端实现方式

class LoginServer
{
public static void main(String[] args) throws Exception
{
//创建服务端，监听端口10004
ServerSocket ss = new ServerSocket(10004);
while (true)
{
//获取客户端(可获取多个不同客户端发来的数据)
Socket s = ss.accept();
//创建线程，将客户端引用作为值传递给线程构造函数。
//目的是保证不同的客户端，在服务端都享有一个独立的线程，互不影响，并发执行。
new Thread(new UserThread(s)).start();
}
}
}

将服务端处理客户端数据的过程封装进线程

class UserThread implements Runnable{
private Socket s;
UserThread(Socket s){
this.s = s;
}
public void run(){
String ip = s.getInetAddress().getHostAddress();
System.out.println(ip+"...connected");
try{
for (int x=0; x<3; x++){
//获取服务端输入流
BufferedReader bufIn = new BufferedReader(new InputStreamReader(s.getInputStream()));
String name = bufIn.readLine();
if(name==null)
break;
//创建输入流关联用户文件
BufferedReader bufr = new BufferedReader(new FileReader("user.txt"));
//获取服务端输出流
PrintWriter out = new PrintWriter(s.getOutputStream(),true);

boolean flag = false;
String line = null;
while ((line=bufr.readLine())!=null){
if (line.equals(name)){
flag = true;
break;
}
}
if (flag){
System.out.println("服务端："+name+"，已登录");
out.println(name+"，欢迎光临！");
break;  //或者用s.close()代替break。
}
else{
System.out.println("服务端："+name+"，尝试登录");
out.println("用户名"+name+"不存在！");
}
}
System.out.println("关闭客户端链接");
s.close();
}
catch (Exception e){
throw new RuntimeException(ip+"，校验失败");
}
}
}

问：第15行和第32行的break都可达到一个目的跳出for循环执行关闭客户端语句，而且他们之中只要满足第一个break，就能跳出循环执行s.close() ，为什么还得在后面实现break？

答：目的是节约资源，提高服务端性能。

若只有第15行的break 语句，也能达到关闭客户端的目的。但是会导致即使满足了if (flag) 判断条件，还得要多执行一段时间，直到下一次读到第15行的break才跳出执行s.close() 。若用户太多的情况下，不利于服务端优化，高效释放资源。break存在的必要：为了跳出当前循环，以便关闭客户端，释放资源。

总结：网络编程同IO流一样的，都是重中之重，重点掌握实现他们的步骤流程，建立在这个基础上再来处理具体的逻辑问题，就会简单很多，就好比刚建的新房，其他就只需做的好内部装饰就OK了，这就是我们现在处理问题的思路，步步深入。网络编程一般都会和IO流相搭配来完成对网络数据的操作，因为很多时候都要实现服务端与客户端的动态交互。

该章重点掌握，特别是UDP和TCP传输协议的区别和应用，URL中的openConnection()方法的使用。