03-Java核心类库

    科技2024-10-12  18

    目录

    五,网络编程

    1, 网络编程概述

    2,TCP程序

    2.1 TCP 协议 的 C/S程序

    2.2 ServerSocket

    2.3 Socket

    2.4 客户端服务器连接案例

    2.5 客户端服务器交互案例

    3,在服务器中加入多线程

    3.1 简单示例

    3.2 多线程处理示例

    4,相关类和API

    4.1 常用方法

    4.2 UDP 协议(数据报) 程序 了解

     4.3 InetAddress 描述IP地址的类

     4.4 URL 类 (统一资源定位符)(网址) 了解


    五,网络编程

    1, 网络编程概述

    1)什么是计算机网络 

    分布在不同地域的计算机, 通过硬件等网络设备使用通信线路互相连接形成的一个网格系统. 

    计算机网络, 可以很方便的进行 信息的传递, 资源的共享 !

    2)什么是计算机的IP地址

    IP地址 是计算机在互联网中的唯一标识(公网IP) . 就像人在社会中的身份证号码. 

    内网ip:

    公网ip:由于ipv4地址有限,有时候一个小区公用一个ip地址

    本机IP: 

    127.0.0.1:无论是否插网线,都可以找到自己

    localhost :127.0.0.1的域名(别名)

    IP地址分类

    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嘟是0~255之间的十进制整数,那么最多可以表示42亿个。

    IPv6:由于互联网的理勃发展,IP地址的需求量愈来应大,但是网络地址资源有限,使得IP的分配越发紧张。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ABCD:EF01: 2345:6789:ABCD:EF01:2345:6789,号称可以为全世界的每一粒沙子编上一一个网址,这样就解决了网络地址资源数量不够的问题。

    3)什么是 网络中 网站的域名

    域名可以简单的理解为, IP地址的别名. 更方便记忆, 当输入域名后(例如www.baidu.com) , 计算机会访 问域名解析商 , 然后得到ip地址, 再进行访问

    举例:

    在浏览器中按F12(或者检查元素),找到Network位置

    4)什么是计算机的端口号

    端口号的范围 0-65535 之间 . ***** 

    与ip地址很相似, IP地址是计算机在网络中的唯一标识

    端口号是计算机中 程序的标识 . 用于在一台计算机中区分不同的应用程序 

    端口号在使用时 , 应尽量避免0-1024之间的端口号, 因为已经被一些知名的软件 和 windows操作系统所占 用了.

    5)什么是计算机之间的通信协议

    是计算机与计算机之间交流的标准 . 

    是对数据的 传输速率, 传入接口, 步骤控制 出错控制 等等 制定的一套标准 ! 

    常用的通信协议: 

    1. http协议 : 超文本传输协议 . 80端口号 2. https协议: 安全的超文本传输协议 443端口号 3. ftp协议: 文件传输协议 21端口号 4. TCP协议: 传输控制协议 5. UDP协议: 数据报协议

    TCP/IP:传输控制协证(Transmission Contro1 Protoco1). 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。第一次撞手,客户端向服务器端发出连接请求,等待服务器确认。第二次握手,服务器端向客户端回送一个响应,通知喀户端收到了连接请求。第三次揭手,客户业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

    UDP:用户数据报协议(User Datagr am Pr otocol). 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。例如视频会议、QQ聊天(目前是TCP+UDP)等

    6)网络编程程序的分类

    1.B/S 程序 : 浏览器与服务器程序 (浏览器并不是自家的,所以编程时需要按照特定的格式)

    2.C/S 程序 : 客户端与服务器程序(客户端代码在用户那里,不能及时得到更新)

    7)TCP协议 - OSI网络模型

    指的是 从一台计算机的软件中, 将数据发送到另一台计算机的软件中的过程. 

    七层网络模型: 应用层 / 表现层 / 会话层 / 传输层 / 网络层 / 数据链路层 / 物理层

    2,TCP程序

    2.1 TCP 协议 的 C/S程序

    需要使用到两个类, 来编写TCP协议的 CS程序 . 

    1.ServerSocket 搭建服务器 2.Socket 搭建客户端 

    两方使用socket(套接字 , 通信端点) 进行交流.

    先有服务器,再有客户端,否则程序会崩溃

    2.2 ServerSocket

    用于创建服务器 . 创建完毕后, 会绑定一个端口号. 

    然后此服务器可以等待客户端连接 . 

    每连接一个客户端 , 服务器就会得到一个新的Socket对象, 用于跟客户端进行通信 .

    常用构造方法

    ServerSocket(int port); 

    创建一个基于TCP/IP协议的服务器 , 并绑定指定的端口号. 

    注意: 参数port的范围是: 0-65535 (建议1025-65535)

    常用方法

    Socket accept(); 

    等待客户端连接 . 此方法会导致线程的阻塞! 直到一个新的客户端连接成功, return Socket对象后, 线程再继续执行. 

    void close(); 

    释放占用的端口号 , 关闭服务器.(四次挥手)

    2.3 Socket

    是两台计算机之间通信的端点 , 是网络驱动提供给应用程序编程的一种接口 一套标准, 一种机制 .

    构造方法

    Socket(String ip,int port) 

    创建一个套接字, 并连接指定ip和端口号的 服务器. 参数1. 服务器的ip地址 参数2. 服务器软件的端口号

    常用方法

    - OutputStream getOutputStream(); 

    返回的是 , 指向通信的另一端点的输出流 

    - InputStream getInputStream(); 

    返回的是 , 指向通信的另一端点的输入流 

    - void close(); 

    关闭套接字 

    注意:

    在网络编程时, 获取输入输出流的操作 ,对于客户端与服务器来说是相对的 

    客户端的输入流, 输入的是服务器的输出流 输出的内容. 客户端的输出刘, 输出到了服务器的输入流中. 

    所以 在使用时, 需要注意以下一点规则: 

    客户端与服务器获取流的顺序必须是相反的: 例如:客户端先得到了输入流 , 那服务器必须先获取输出流

    2.4 客户端服务器连接案例

    1)源代码

    2)运行效果

    先启动服务器,然后陷入阻塞,等待客户端连接:

    启动客户端

    2.5 客户端服务器交互案例

    1)源代码

    ServerDemo

    package com.kaikeba; import java.io.IOException; import java.io.OutputStream; import java.io.PrintStream; import java.net.ServerSocket; import java.net.Socket; public class SeverDemo { // 服务器 public static void main(String[] args) throws IOException { // 搭建服务器 ServerSocket server = new ServerSocket(55555); System.out.println("服务器启动了"); // 等待客户端的连接 Socket socket = server.accept(); System.out.println("服务器连接了"); // 获得输出流 OutputStream op = socket.getOutputStream(); // 转换为打印流 PrintStream ps = new PrintStream(op); // 发送消息 ps.println("欢迎连接服务器"); System.out.println("服务器程序执行结束"); } }

    ClientDemo

    package com.kaikeba; import java.io.BufferedReader; import java.io.IOException; import java.io.InputStream; import java.io.InputStreamReader; import java.net.Socket; public class ClientDemo { // 客户端 public static void main(String[] args) throws IOException { Socket socket = new Socket("127.0.0.1", 55555); InputStream is = socket.getInputStream(); BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(is)); String text = br.readLine(); System.out.println("客户端收到:" + text); } }

     2)运行效果

    启动服务器后陷入阻塞,等待连接:

    启动客户端,收到服务器传来的消息:

    服务器程序结束:

    3,在服务器中加入多线程

    3.1 简单示例

    1)源代码

    2)运行效果

    服务器启动

    客户端启动

    再次启动客户端

    3)存在的问题

    一次while循环,只能接受一个客户端的请求,如果while循环中需要等待10min,那么其他客户端的连接也需要跟着一起等待。

    解决方法:while循环仍不断获取客户端请求,只不过采用线程对socket进行操作

    3.2 多线程处理示例

    1)源代码

    SeverDemo

    package com.kaikeba; import java.io.IOException; import java.io.InputStream; import java.io.OutputStream; import java.io.PrintStream; import java.net.ServerSocket; import java.net.Socket; public class SeverDemo { // 服务器 public static void main(String[] args) throws IOException { // 搭建服务器 ServerSocket server = new ServerSocket(55555); System.out.println("服务器启动了"); while (true) { // 等待客户端的连接 Socket socket = server.accept(); System.out.println("服务器连接了"); new Thread(){ @Override public void run() { try { InputStream is = socket.getInputStream(); OutputStream os = socket.getOutputStream(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } }.start(); } } }

     

    4,相关类和API

    4.1 常用方法

    4.2 UDP 协议(数据报) 程序 了解

    用户数据报协议, 与tcp协议不同, UDP的连接是不可信的. 数据发送的成功与失败 与 数据报是无关的. (在目前程序员生涯中已经越来越少见了)

    使用到两个类: 

    1)数据报套接字: DatagramSocket 

    用于发送 与 接收数据包的Socket 

    - 构造方法: 

    - DatagramSocket(int port); - 参数: 端口号 

    - 常用方法: 

    - close() : 关闭套接字. - send(DatagramPacket dp) 将一个数据包dp 发送出去 - receive(DatagramPacket dp) 接收一个数据包, 并存储到参数dp中. 

    2)数据包 DatagramPacket 

    用于发送或接收数据时, 盛放数据的对象! 

    - 构造方法

    1.用于发送数据时, 组装数据的 构造方法. 

    DatagramPacket(byte[] bytes,int startIndex,int len,InetAddress ip,int port);  参数1. 要发送的数据, 是字节数组的形式 参数2. 有效数据 在数组中的起始位置 参数3. 有效数据 在数组中的长度 参数4. 当前这个数据包, 准备发送到的IP地址, InetAddress 这个类的对象, 用于描述 IP . 参数5. 当前这个数据包, 准备发送到目标计算机的哪个端口号. 

    得到InetAddress对象的方式:

    InetAddress ip = InetAddress.getByName("192.168.102.228"); 

    2.用于接收数据时, 存储数据的 构造方法. 

    创建的是 不包含数据的数据包, 用于在接收到数据后, 存储数据 ! 

    DatagramPacket(byte[] bytes,int len)  参数1. 用于存储数据的 数组 参数2. 允许存储的最大长度 

    - 常用方法

    byte[] getData()用于获取数据包中的有效字节数组 int getLength() 用于获取数据包中的有效数据的长度.

     4.3 InetAddress 描述IP地址的类

    InetAddress 这个类的对象, 用于描述IP . 

    1)得到InetAddress对象的方式: 

    InetAddress ip = InetAddress.getByName("192.168.102.228"); 

    2)不同协议获取IP的方式

    在UDP协议中,通过数据包DatagramPacket的getAddress方法, 可以得到数据包来自哪个ip 

    在TCP协议中,通过套接字Socket的getInetAddress方法, 可以得到套接字连接的ip地址. 

    3)常用方法: 

    String getHostAddress() ip地址字符串 

    String getHostName() 计算机名称, 当名称无法获取时, 获取的为ip地址.

     4.4 URL 类 (统一资源定位符)(网址) 了解

    1)案例一:下载文件

    public class ClientDemo { public static void main(String[] args) throws Exception { Scanner input = new Scanner(System.in); System.out.println("欢迎使用嘿嘿雷下载器"); System.out.println("请输入要下载的文件网址:"); String urlString = input.nextLine(); System.out.println("请输入要保存的文件名称:"); System.out.println("(文件默认下载位置:d盘download文件夹中)"); String fileString = input.nextLine(); //1. 确保文件夹存在 File dir = new File("d://download"); if(!dir.exists()) { dir.mkdirs(); } //2. 创建一个文件输出流, 用于输出数据 FileOutputStream fos = new FileOutputStream(new File(dir,fileString)); //3. 今天学习的新内容 //3.1 创建一个网址对象(统一资源定位符) URL url = new URL(urlString); //3.2 打开链接 , 并得到链接对象 URLConnection conn = url.openConnection(); //3.3 通过连接对象, 获取连接到的文件的输入流 InputStream is = conn.getInputStream(); //[3.4] 获取网址指向文件的 大小 long fileLength = conn.getContentLengthLong(); //3.5 循环读取 并写出到fos中 用于存储 每次读取的数据 byte[] bytes = new byte[1024*1024]; int len = -1; //用于存储每次读取的数据长度 int count = 0; //用于存储已读取的所有数据的长度 while((len = is.read(bytes))!=-1) { //将每次循环读取的bytes 写出到文件中 fos.write(bytes,0,len); count+=len; System.out.println("下载中:"+(count/(fileLength/100))+"%"); } is.close(); System.out.println("文件下载完毕"); } }

    2)案例二:传输参数, 并下载数据

    static Scanner input = new Scanner(System.in); public static void main(String[] args) throws Exception { System.out.println("自动P图小程序:"); System.out.println("请选择菜单:"); int menu = menu(); System.out.println("请输入名字:"); String name = input.nextLine(); String name2 = URLEncoder.encode(name, "UTF-8"); //1. 得到网址, 这个网址指向的内容 是另一个图片的网址 String urlString = "http://itdage.cn/B/img?id="+menu+"&s1="+name2; URL url = new URL(urlString); //2. 打开链接 URLConnection conn = url.openConnection(); //3. 得到输入流 //3.1 因为我们这个网址的内容 只是一个图片的地址, 也就是一行文字, 所以我们将这个流转换为逐行读取流, 读取一行文本就可以了 InputStream is = conn.getInputStream(); //3.2 转换为字符流 InputStreamReader isr = new InputStreamReader(is); //3.3 转换为逐行读取流 BufferedReader br = new BufferedReader(isr); String imgUrlString = br.readLine(); System.out.println("图片已制作完成 , 地址:"+imgUrlString); } public static int menu(){ System.out.println("1. 捐*补助");//1 System.out.println("2. 登月插旗");//2 娃娃 System.out.println("3. 娃娃订单");//3 娃娃 System.out.println("4. 相思癌");//4相思癌 System.out.println("5. 孕检证明"); System.out.println(";6. 玛莎拉蒂订单");//6.玛莎拉蒂订单 System.out.println("7. 马云湖畔大学");// System.out.println("122. 男举牌 娶你");// System.out.println("123. 女举牌 生猴子");// String text = input.nextLine(); int m = -1; try { m = Integer.parseInt(text); }catch(Exception e) { } if(m<1 || (m>7&&m<122) || m>123) { return menu(); } return m; }

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