JAVA-网络编程

第一节 网络通信概述

1.1 软件结构

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

1.2 网络通信协议

网络通信协议：通过计算机网络可以使多台计算机实现连接，位于同一个网络中的计算机在进行连接和通信时需要遵守一定的规则。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

TCP/IP协议：传输控制协议/因特网互联协议，是Internet最基本、最广泛的协议

1.3 网络编程三要素

协议：计算机网络通信必须遵守的规则
IP地址：指互联网协议地址，IP地址用来给一个网络中的计算机设备做唯一的编号
端口号：可以唯一标识设备中的进程（应用程序）

第二节 TCP通信

TCP通信：面向连接的通信，客户端和服务器端必须得经过3次握手，建立逻辑连接，才能通信（安全）

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，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

public class TCPClient {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        Socket socket = new Socket("127.0.0.1",8888);
        OutputStream os = socket.getOutputStream();
        os.write("你好小松狮".getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
        InputStream is = socket.getInputStream();
        byte[] bytes = new byte[1024];
        int len = is.read(bytes);
        System.out.println(new String(bytes,0, len));
        socket.close();
    }
}

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

public class TCPServer {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8888);
        Socket socket = serverSocket.accept();
        InputStream is = socket.getInputStream();
        byte[] bytes = new byte[1024];
        int len = is.read(bytes);
        System.out.println(new String(bytes,0, len));
        OutputStream os = socket.getOutputStream();
        os.write("你好小锦鲤".getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
        socket.close();
        serverSocket.close();
    }
}

第三节 综合案例(文件上传)

import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.Socket;

/*
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：本地文件
目的地：服务器
实现步骤：
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
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
3、使用Socket中的方法getOutputStream，获取网络字节输出流OutputStream对象
4、使用本地字节输入流FileInputStream对象中的方法read，读取本地文件
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
6、使用Socket中的方法getInputStream，获取网络字节输入流InputStream对象
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
8、释放资源（FileInputStream，Socket）
 */
public class TCPClient {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        FileInputStream fis = new FileInputStream("D:\\Test\\src\\Day17\\Demo07\\IL.jpg");
        Socket socket = new Socket("127.0.0.1",8888);
        OutputStream os = socket.getOutputStream();
        int len = 0;
        byte[] bytes = new byte[1024];
        while ((len = fis.read(bytes)) != -1){
            os.write(bytes,0,len);
        }
        //发生阻塞，处于死循环状态
        //解决：上传完文件，给服务器写一个结束标记
        socket.shutdownOutput();
        InputStream is = socket.getInputStream();
        while ((len = is.read(bytes)) != -1){
            System.out.println(new String(bytes, 0, len));
        }
        fis.close();
        socket.close();
    }
}

import java.io.*;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
import java.nio.charset.StandardCharsets;

/*
文件上传案例的服务器端：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
实现步骤：
1、创建一个服务器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Socket对象
3、使用Socket对象中的方法getInputStream，获取到网络字节输入流InputStream对象
4、判断文件夹是否存在，不存在则创建
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
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
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
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“
10、释放资源（FileOutputStream、Socket、ServerSocket）
 */
public class TCPServer {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8888);
        Socket socket = serverSocket.accept();
        InputStream is = socket.getInputStream();
        File file = new File("D:\\Test\\src\\Day18\\Demo\\upload");
        if (!file.exists()){
            file.mkdirs();
        }
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream(file + "\\IL.jpg");
        int len = 0;
        byte[] bytes = new byte[1024];
        while ((len = is.read(bytes)) != -1){
            fos.write(bytes,0, len);
        }
        OutputStream os = socket.getOutputStream();
        os.write("上传成功".getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
        fos.close();
        socket.close();
        serverSocket.close();
    }
}

案例优化

public class TCPServer {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8888);
        /*
        让服务器一直处于监听状态（死循环accept方法）
        有一个客户端上传文件，就保存一个文件
         */
        while (true){
            Socket socket = serverSocket.accept();
            /*
            使用多线程技术，提高程序的效率
            有一个客户端上传文件，就开启一个线程，完成文件的上传
             */
            new Thread(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    try {
                        InputStream is = socket.getInputStream();
                        File file = new File("D:\\Test\\src\\Day18\\Demo\\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 = "小松狮" + System.currentTimeMillis() + new Random().nextInt(99999) + ".jpg";
                        //FileOutputStream fos = new FileOutputStream(file + "\\IL.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);
                        }
                        OutputStream os = socket.getOutputStream();
                        os.write("上传成功".getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
                        fos.close();
                        socket.close();
                    }catch (IOException e){
                        System.out.println(e);
                    }
                }
            }).start();
        }
        //服务器就不用关闭
        //serverSocket.close();
    }
}

第四节 模拟BS服务器案例

访问页面地址：http://127.0.0.1:8080/(文件地址).html

import java.io.*;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
import java.nio.charset.StandardCharsets;

public class TCPServer {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //创建一个服务器ServerSocket，和系统要指定的端口号
        ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8080);
        /*
        浏览器解析服务器回写的html页面，页面中如果有图片，那么浏览器就会单独的开启一个线程，读取服务器的图片
        我们就得让服务器一直处于监听状态，客户端请求一次，服务器就回写一次
         */
        while (true){
            //使用accept方法获取到请求的客户端对象（浏览器）
            Socket socket = serverSocket.accept();
            new Thread(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                try {
                    //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();
                    //把is网络字节输入流对象，转换为字符缓冲输入流
                    BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(is));
                    //把客户端请求信息的第一行读取出来
                    String line = br.readLine();
                    //把读取的信息进行切割，只要中间部分
                    String[] arr = line.split(" ");
                    //把路径前边的/去掉，进行截取
                    String htmlPath = arr[1].substring(1);
                    //创建一个本地字节输入流，构造方法中绑定要读取的html路径
                    FileInputStream fis = new FileInputStream(htmlPath);
                    //使用Socket中的方法getOutputStream获取网络字节输出流OutputStream对象
                    OutputStream os = socket.getOutputStream();
                    //写入HTTP协议响应头，固定写法
                    os.write("HTTP/1.1 200 OK\r\n".getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
                    os.write("Content-Type:text/html\r\n".getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
                    //必须要写入空行，否则浏览器不解析
                    os.write("\r\n".getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
                    //一读一写复制文件，把服务器读取的html文件回写到浏览器
                    int len = 0;
                    byte[] bytes = new byte[1024];
                    while ((len = fis.read(bytes)) != -1){
                        os.write(bytes,0, len);
                    }
                    fis.close();
                    socket.close();
                }catch (IOException e){
                    e.printStackTrace();
                }
                }
            }).start();
        }
        //serverSocket.close();
    }
}