Java基础—网络编程

此部分记录了使用Java进行网络编程所使用的基本类与方法，共分为「InetAddress类、UDP通信、TCP通信」三个基础部分，并通过两个实例展示「自定键盘输入、字符缓冲流封装、反馈、从文件到文件的发送接收」展示IO流与网络编程结合的拓展使用方法。

InetAddress类

此类的主要作用是产生主机的对象，拥有如下方法：

使用时，通常不会单独用构造函数创建一个对象，而是直接使用这个静态函数当作参数

方法名	类型	说明
static InetAddress.getByName(String host)	构造函数	确定主机名称的IP地址。 host 可以是机器名称，也可以是IP地址
String getHostName()	方法	获取此IP地址的主机名
String getHostAddress()	方法	返回文本显示中的IP地址字符串

UDP通信

概念

它在通信的两端各建立一个Socket对象，没有所谓的客户端和服务器
Java提供了DatagramSocket类作为基于UDP协议的Socket

UDP发送数据

构造方法

方法名	说明
DatagramSocket()	创建【数据报套接字】，并将其绑定到本机地址上的任何可用端口
DatagramPacket(byte[] buf,int len,InetAddress add,int port)	创建【数据包】,发送长度为len的数据包到指定主机的指定端口

相关方法

对应类	方法名	说明
DatagramSocket	void send(DatagramPacket p)	发送数据报包
DatagramSocket	void close()	关闭数据报套接字

表格描述

操作中需要两个对象：

发送端对象(DatagramSocket)：负责提供发送的方法
数据包对象(DatagramPacket)：负责指定数据包「内容、接收端主机对象、端口」

操作位置	操作方式	方法名/类名	说明
主类	new	DatagramSocket()	创建发送端的Socket对象
—	定义	byte[] bys = “xxx”.getBytes();	创建数据
—	new	DatagramPacket(byte[] buf,int len,InetAddress add,int port)	数据打包
—	调用	void send(DatagramPacket p)	调用DatagramSocket对象方法发送数据
—	调用	ds.close();	关闭接收端

代码描述

//创建发送端的Socket对象(DatagramSocket)
    DatagramSocket ds = new DatagramSocket();

//创建数据，并把数据打包
    byte[] bys = "Udp 示例".getBytes();
    DatagramPacket dp = new DatagramPacket(bys, bys.length, InetAddress.getByName("192.168.1.3"), 10086);

//调用DatagramSocket对象的方法发送数据
    ds.send(dp);

//关闭发送端
    ds.close();

UDP接收数据

构造方法

方法名	说明
DatagramPacket(byte[] buf, int len)	创建一个DatagramPacket用于接收长度为len的数据包

DatagramPacket相关方法

对应类	方法名	说明
DatagramPacket	byte[] getData()	返回数据缓冲区
DatagramPacket	int getLength()	返回要发送的数据的长度或接收的数据的长度
DatagramSocket	void receive(DatagramPacket p)	从此套接字接受数据报包给到`DatagramPacket`

表格描述

操作位置	操作方式	方法名/类名	说明
主类	new	DatagramPacket(byte[] buf, int len)	创建接收端的Socket对象
—	创建	byte[] bys = new byte[1024]; DatagramPacket dp = new DatagramPacket(bys, bys.length);	创建数据包，用于接收数据
—	调用	ds.receive(dp);	调用DatagramSocket对象的方法接收数据(上一节)
—	匿名内部类/new	String new String(dp.getData(), 0,dp.getLength())	解析数据
—	调用	ds.close();	关闭接收端

代码描述

public class ReceiveDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //创建接收端的Socket对象(DatagramSocket)
        DatagramSocket ds = new DatagramSocket(10086);

        //创建一个【数据包】，用于接收数据
        byte[] bys = new byte[1024];
        DatagramPacket dp = new DatagramPacket(bys, bys.length);

        //调用DatagramSocket对象的方法接收数据
        ds.receive(dp);

    //---------------啰嗦写法-----------
        //解析【数据包】，取出【数据包】中的字节数组并把数据在控制台显示
        byte[] datas = dp.getData();//创建一个字节数组用于接收【数据包】内的字节数组
        //获取实际发送数据的长度
        int len = dp.getLength();
        //开始解析
        String dataString = new String(datas, 0, len);//排除多余空字符
        System.out.println(dataString);
    //---------------啰嗦写法 End-----------
        //简化写法：
        System.out.println(new String(dp.getData(), 0,dp.getLength()));

        //关闭接收端
        ds.close();
    }
}

TCP通信程序

Java中的TCP通信

Java使用Socket对象代表两端的通信端口，并通过Socket产生IO流来通信。
Java为客户端提供了Socket类，为服务器端提供了ServerSocket类

TCP发送数据

表格描述

操作位置	操作方式	方法名/类名	说明
主类	new	Socket(String host, int port)	创建客户端Socket对象
—	调用Socket方法	OutputStream getOutputStream()	获取输出流…
—	调用OutputStream方法	void write(“TCP 示例”.getBytes())	…写数据
—	调用Socket方法	void close()	释放资源

※释放资源只要释放最顶层的对象，衍生的对象也会释放

代码描述

public class ClientDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //创建客户端的Socket对象(Socket)
        //Socket(String host, int port) 创建流套接字并将其连接到指定主机上的指定端口号
        Socket s = new Socket("127.0.0.1", 10088);


        //获取输出流，写数据
        //OutputStream getOutputStream() 返回此套接字的输出流
        OutputStream os = s.getOutputStream();
        os.write("hello,tcp！！".getBytes());

        //释放资源
        s.close();
    }
}

TCP接收数据

表格描述

操作位置	操作方式	方法名/类名	说明
主类	new	ServerSocket(int port)	创建服务器端的Socket对象(ServerSocket)
—	调用ServerSocket方法	Socket accept()	侦听连接到此的套接字接收成为【socket】对象
—	调用Socket方法	InputStream getInputStream()	获取输入流…
—	调用InputStream方法	byte[] bys = new byte[1024]; int len = is.read(bys)	…读数据…
—	new/匿名内部类	String new String(bys,0,len)	…数据处理
—	调用Socket与ServerSocket方法	close()	释放资源

※此处「字节流读数据」不能使用while循环

拓展操作实例(以TCP为例)

自定键盘输入+封装字符缓冲流发送

案例需求

客户端：数据来自于键盘录入，直到输入的数据是886,发送数据结束

服务端：接收到数据在控制台输出

案例分析

客户端创建对象，使用键盘录入循环接受数据，接受一行发送一行，直到键盘录入886为止

服务端创建对象，使用输入流按行循环接受数据，直到接受到null为止

代码实现

客户端

public class ClientDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //手寫鍵盤輸入為字符輸出流
        BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        Socket s = new Socket("127.0.0.1", 10086);
        //通信的IO流封裝字節輸出流
        BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(s.getOutputStream()));

        String line;
        while((line = br.readLine()) != null){
            bw.write(line);
            bw.newLine();
            bw.flush();

            if(line.equals("886")){
                break;
            }
        }
        s.close();
        br.close();
    }
}

服务端

public class ServerDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        ServerSocket ss = new ServerSocket(10086);
        Socket s = ss.accept();
        //封裝字符輸入流
        BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(s.getInputStream()));

        String line;
        while((line = br.readLine()) != null){
            System.out.println(line);
        }
        ss.close();
    }
}

文件到文件+反馈+多线程

案例需求

客户端：数据来自于文本文件，接收服务器反馈

服务器：接收到的数据写入文本文件，给出反馈，代码用线程进行封装，为每一个客户端开启一个线程

案例分析

创建客户端对象，创建输入流对象指向文件，每读入一行数据就给服务器输出一行数据，输出结束后使用shutdownOutput()方法告知服务端传输结束

创建多线程类，在run()方法中读取客户端发送的数据，为了防止文件重名，使用计数器给文件名编号，接受结束后使用输出流给客户端发送反馈信息。

创建服务端对象，每监听到一个客户端则开启一个新的线程接受数据。客户端接受服务端的回馈信息

代码实现

客户端

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

public class ClientDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //客户端对象+字符流
        Socket s = new Socket("127.0.0.1", 10090);
        BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(s.getOutputStream()));

        //文件输入流对象+发送文件
        BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("C:\\test\\ArrayListToFileDemo.txt"));

        String line;
        while ((line = br.readLine()) != null){
            bw.write(line);
            bw.newLine();
            bw.flush();
        }

        s.shutdownOutput();

        //接收反馈
        BufferedReader receive = new BufferedReader(new InputStreamReader(s.getInputStream()));
        String receiveLine = receive.readLine();
        System.out.println(receiveLine);

        s.close();
        br.close();
    }
}

服务端线程类

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

public class ServerThread implements Runnable {
    //接收传入的对象
    private Socket s;

    public ServerThread(Socket s) {
        this.s = s;
    }

    @Override
    public void run() {
        //排除文件重名问题
        int i = 0;
        File file = new File("C:\\test\\TCPTHREAD" + i + ".txt");
        while (file.exists()) {
            i++;
            file = new File("C:\\test\\TCPTHREAD" + i + ".txt");
        }

        try {
            BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(s.getInputStream()));
            String line;
            while ((line = br.readLine()) != null) {
                //追加写入
                BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter(file, true));
                bw.write(line);
                bw.newLine();
                bw.flush();
                bw.close();
            }

            //反馈
            BufferedWriter back = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(s.getOutputStream()));
            back.write("接收到文件" + i);
            back.newLine();
            back.flush();

            s.close();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

服务端

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

public class ServerDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //创建服务器Socket对象
        ServerSocket ss = new ServerSocket(10090);

        while(true) {
            //美接收到一个 ss.accept() 就创建并开启线程
            new Thread(new ServerThread(ss.accept())).start();
        }
    }
}

实例说明

线程类中：不可以在排除文件重名时创建文件，否则会一直循环。如果要创建，需要利用if去break
线程类中：之所以使用追加写入，就是为了能释放资源
服务端类中：开启线程使用的是缩略写法
此实例中如果排除“多线程”的话写法如下，可以更清晰的感知服务端的写法：

public class ServerDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //标准服务端操作(SS对象+侦听+封装)
        ServerSocket ss = new ServerSocket(10000);
        Socket s = ss.accept();
        BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(s.getInputStream()));

        //文件写入封装
        BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter("C:\\test\\TCPWriterNoTwo.txt"));

        String line;
        while((line = br.readLine()) != null){
            bw.write(line);
            bw.newLine();
            bw.flush();
        }

        //反馈
        BufferedWriter back = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(s.getOutputStream()));
        back.write("接收完成");
        back.newLine();
        back.flush();

        //释放资源
        ss.close();
        br.close();

    }
}

InetAddress类

UDP通信

UDP发送数据

UDP接收数据

TCP通信程序

TCP发送数据

TCP接收数据

拓展操作实例(以TCP为例)

自定键盘输入+封装字符缓冲流 发送

文件到文件+反馈+多线程

自定键盘输入+封装字符缓冲流发送