Java语言课件：第3章 2网络编程

1、1第3章 线程和网络编程-网络编程重点内容: 1 网络编程基础2 基于TCP的网络编程 3 基于UDP的网络编程21、 网络编程基础1 通信协议TCP/IP模型，TCP/IP起源于美国国防部高级研究规划署(DARPA)的一项研究计划实现若干台主机的相互通信。现在TCP/IP已成为Internet上通信的工业标准。TCP/IP模型包括4个层次：与ISO/OSI的7层结构有所简化。 应用层 传输层 网络层 网络接口1 网络编程基础3各层所使用的协议主要有：应用层：远程登录协议Telnet、文件传输协议FTP、超文本传输协议HTTP、域名服务DNS、简单邮件传输协议SMTP、邮局协议POP3 等。传

2、输层：传输控制协议TCP、用户数据报协议UDP。网络层：网际协议IP Internet控制报文协议ICMP、Internet组管理协议IGMP等。1 网络编程基础4 TCP协议TCP（Transmission Control Protocol），指的是传输控制协议，它是主要负责数据的分组和重组。在简化的计算机网络OSI模型中，它完成传输层所指定的功能TCP是一个“可靠的”、面向连结的传输机制，通过三次握手建立连接。它提供一种可靠的字节流保证数据完整、无损并且按顺序到达1 网络编程基础5UDP协议UDP（User Datagram Protocol）指的是用户数据报协议。和TCP一样都是网络传输

3、层上的协议，但与TCP有本质的区别UDP是“不可靠”、无连结和面向消息的协议，它使用数据报进行传输1 网络编程基础62端口端口（Port）可以被理解成计算机与外界通信交流的窗户。网络上的一台计算机可以提供多种服务，单靠IP地址无法将它们区别开，所以通过“IP地址+端口号”的形式来区分不同的服务端口号是一个整数，通常范围在065535。小于1024的端口号一般的分配给特定的服务协议的1 网络编程基础73套接字（socket）的引入为了方便开发网络应用软件，最早由美国佰克利大学在Unix上推出了一种应用程序访问通信协议的操作系统调用socket（套接字）。Socket的出现使程序员可以很方便地访问

4、TCP/IP，从而开发各种网络应用程序。随着Unix的应用推广，套接字在编写网络软件中得到了极大的普及。后来，套接字又被引进了Windows等操作系统中。Java语言也引入了套接字编程模型。1 网络编程基础8套接字套接字，是支持TCP/IP的网络通信的基本操作单元，可以看成在两个程序进行通讯连接中的一个端点，是连接应用程序和网络驱动程序的桥梁，Socket在应用程序中创建，通过绑定与网络驱动建立关系通常用的TCP/IP协议的3种套接字类型有 流套接字（SOCK_STREAM）、数据报套接字（SOCK_DGRAM）、原始套接字（SOCK_RAW）流套接字用于提供面向连接、可靠的数据传输服务数据报

5、套接字提供了一种无连接的服务原始套接字（SOCK_RAW）：原始套接字可以读写内核没有处理的IP数据包，可以进行比较底层的操作。一般的程序也涉及不到原始套接字。1 网络编程基础9客户/服务器模式C/S（Client/Server，客户机/服务器）模式又称C/S结构，是20世纪80年代末逐步成长起来的一种模式，是软件系统体系结构的一种C/S结构的关键在于功能的分布，一些功能放在前端机（即客户机）上执行，另一些功能放在后端机（即服务器）上执行客户机/服务器的通信基于套接字。套接字是internet通信的端点。可以理解为是客户机和服务器之间的两端在 Berkeley 套接字中，套接字的概念允许单个计

6、算机同时服务于很多不同的客户，并能够提供不同类型信息的服务1 网络编程基础10Java与网络Java 通过扩展流式输入/输出接口和增加在网络上建立输入/输出对象特性这两个方法支持 TCP/IPJava 支持TCP和UDP协议族Java提供的网络功能主要有三大类：URL、Socket、DatagramTCP用于网络的可靠的流式输入/输出。UDP支持更简单的、快速的、点对点的数据报模式1 网络编程基础11URL类URL 提供了一个相当容易理解的形式来唯一确定或对 Internet 上的信息进行编址在 Java 的网络类库中，URL 类为用URL在Internet 上获取信息提供了一个简单的、简洁的

7、用户编程接口（API）URL规范以四个元素为基础：所用到的协议、主机名或所用主机的IP地址、端口号、实际的文件路径如:/home/welcome.html1 网络编程基础12URL类中常用方法方法名称方法说明public URL(String addr) throws MalformedURLException创建一个给定资源地址的URL对象，这里，addr应是一个合法的URL值。public URL(String protocol,String host, String file) throws MalformedURLException创建一个拥有指定协议名称、主机名、文件名的URL对象p

8、ubic URL(String protocol, String host, int port, String file) throws MaformedURLException创建一个拥有指定协议名称、主机名、端口号、文件名的URL对象public String getProtocol()返回URL中的协议名称1 网络编程基础13方法名称方法说明public String getHost()返回URL中的主机名public int getPort()返回URL中的端口号。如果URL中没有设定端口号，该函数返回-1。public String getFile()返回URL中的文件名部分publ

9、ic String getRef()返回URL的引用。public String toString()返回整个URL值URL类中常用方法1 网络编程基础14URL类举例 import .*;public class Test public static void main(String args) throws MalformedURLException URL hp = new URL(/download); System.out.println(Protocol: + hp.getProtocol(); System.out.println(Port: + hp.getPort(); Sy

10、stem.out.println(Host: + hp.getHost(); System.out.println(File: + hp.getFile(); System.out.println(Ext: + hp.toExternalForm(); Protocol: httpPort: -1Host: File: /downloadExt:/download1 网络编程基础15URL类举例通过URL类我们可以从网络上获取想要的资源.方法是调用 URL类中的方法 openConnection(),创建一个URLConnection对象，用该对象创建输入/输出流,这样网络上的资源就可以流入本

11、地了.下面来看一个通过URL下载文件的例子:1 网络编程基础16使用URL下载文件的例子:import java.awt.*;import java.awt.event.*;import .*;import java.io.*;public class Download public static void main(String args) Frame f=new Frame(“程序下载);f.setSize(600,400);f.setLocation(100,100);1 网络编程基础17Panel p=new Panel(); Label l=new Label(Please inpu

12、t URL:);final TextField tf=new TextField(30);p.add(l);p.add(tf);f.add(p,North);final TextArea ta=new TextArea();f.add(ta,Center);Button btn=new Button(Download);f.add(btn,South);btn.addActionListener(this); 使用URL下载文件的例子:1 网络编程基础18public void actionPerformed(ActionEvent e) String str=tf.getText();try

13、 URL url=new URL(str); URLConnection urlConn=url.openConnection(); String line=System.getProperty(line.separator); ta.append(Host: +url.getHost(); ta.append(line); ta.append(Port: +url.getPort(); ta.append(line); ta.append(ContentType: +urlConn.getContentType(); ta.append(line); ta.append(ContentLen

14、gth: +urlConn.getContentLength(); InputStream is=urlConn.getInputStream(); FileOutputStream fos=new FileOutputStream(“d.html); int data; while(data=is.read()!=-1) fos.write(data); is.close(); fos.close();catch(Exception ex) ex.printStackTrace(); 使用URL下载文件的例子:1 网络编程基础19 f.addWindowListener(new Window

15、Adapter() public void windowClosing(WindowEvent e) System.exit(0); ); f.show(); 使用URL下载文件的例子:1 网络编程基础20执行结果:返回使用URL下载文件的例子:1 网络编程基础212 基于TCP的网络编程Java的TCP编程是通过流式套接字实现的。流式套接字用于在主机和 Internet 之间建立可靠的、双向的、持续的、点对点的流式连接。J包中有两类TCP套接字。一种是服务器端的套接字serverSocket类 ，另一种是客户端的套接字Socket类。Socket类：表示双向连接的客户端。ServerSock

16、et类：表示双向连接的服务端Java实用编程技术22基于TCP的Socket编程ServerServerSocket(int port)Socket.accept()OutputStreamSocket.getOutputSrteam()InputStreamSocket.getInputStream()Socketclose()ClientSocket(inetAddress Address, int port)OutputStreamSocket.getOutputSrteam()InputStreamSocket.getInputStream()Socketclose()2 基于TCP的

17、网络编程23服务器程序编写:1.调用ServerSocket(int port)创建一个服务器端套接字,并绑定到指定端口上;2.调用accept(),监听连接请求,如果客户端请求连接,则接受连接,返回通信套接字.3.调用Socket类的getOutputStream()和getInputStream()获取输出流和输入流,开始网络数据的发送和接受.4.最后关闭通信套接字.2 基于TCP的网络编程24客户端程序编写:1.调用Socket()创建一个流套接字,并连接到服务器端;2.调用Socket类的OutputStream()和getInputStream获取输出流和输入流,开始网络数据的发送和

18、接受3.最后关闭通信套接字.2 基于TCP的网络编程25下面是一个典型的创建Server端ServerSocket的过程: ServerSocket server=null;try server=new ServerSocket(4700); /创建一个ServerSocket在端口4700监听客户请求catch(IOException e)System.out.println(can not listen to :+e);Socket socket=null;try socket=server.accept(); /accept()是一个阻塞的方法，一旦有客户请求， /它就会返回一个Sock

19、et对象用于同客户进行交互catch(IOException e)System.out.println(Error:+e);2 基于TCP的网络编程26下面是一个典型的创建客户端Socket的过程:trySocket socket=new Socket( ,4700); /是TCP/IP协议中默认的本 /机地址catch(IOException e)System.out.println(Error:+e);2 基于TCP的网络编程27import java.io.*;import .*;public class ServerSoc public static void server()try

20、ServerSocket ss=new ServerSocket(6000); System.out.println(“服务器已经启动”); Socket s=ss.accept(); OutputStream os=s.getOutputStream(); InputStream is=s.getInputStream(); os.write(Hello,welcom you!.getBytes(); byte buf=new byte100; int len=is.read(buf); System.out.println(服务器收到客户信息：+ new String(buf,0,len)

21、; os.close(); is.close(); ss.close();catch(Exception ex) ex.printStackTrace(); 2 基于TCP的网络编程TCP通信例子:28import java.io.*;import .*;public class ClientSoc public static void main(String args) client(); public static void client() try Socket s=new Socket(InetAddress.getByName(localhost),6000); OutputStre

22、am os=s.getOutputStream(); InputStream is=s.getInputStream(); os.write(Hello,this is zhangsan.getBytes(); byte buf=new byte100; int len=is.read(buf); System.out.println(客户收到服务器信息： “ +new String(buf,0,len); os.close(); is.close(); s.close(); catch(Exception ex) ex.printStackTrace(); 2 基于TCP的网络编程TCP通信

23、例子:29服务器窗口显示:服务器收到客户信息：Hello,this is zhangsan客户端窗口显示:客户收到服务器信息： Hello,welcom you!2 基于TCP的网络编程TCP通信例子:30import .*;import java.io.*;public class DemoSocket extends Threadprivate Socket s;public DemoSocket(Socket s)this.s=s; public void run() tryOutputStream os=s.getOutputStream();InputStream is=s.getI

24、nputStream();os.write(Hello,welcom you!.getBytes();byte buf=new byte100;int len=is.read(buf);System.out.println(服务器端收到客户端信息： “ + new String(buf,0,len);os.close();is.close();s.close(); catch(Exception ex) ex.printStackTrace(); 2 基于TCP的网络编程TCP多线程编程31public static void server() tryServerSocket ss=new S

25、erverSocket(6000);while(true)Socket s=ss.accept();new DemoSocket(s).start(); catch(Exception ex)ex.printStackTrace(); 2 基于TCP的网络编程TCP多线程编程32public static void client() trySocket s=new Socket(InetAddress.getByName(null),6000);OutputStream os=s.getOutputStream();InputStream is=s.getInputStream(); os.w

26、rite(Hello,this is zhangsan.getBytes();byte buf=new byte100;int len=is.read(buf);System.out.println(客户端收到服务器端信息： “ +new String(buf,0,len);os.write(Hello,this is wuxing.getBytes();os.close();is.close();s.close(); catch(Exception ex)ex.printStackTrace(); 2 基于TCP的网络编程TCP多线程编程33public static void main(S

27、tring args) if(args.length0)server();elseclient();2 基于TCP的网络编程TCP多线程编程34服务器端收到客户端信息： Hello,this is wuxing服务器端收到客户端信息： Hello,this is zhangsan服务器端收到客户端信息： Hello,this is wuxing客户端窗口1显示:客户收到服务器信息： Hello,welcom you!客户端窗口2显示:客户收到服务器信息： Hello,welcom you!服务器窗口显示:2 基于TCP的网络编程TCP多线程编程353 基于UDP的网络编程UDP协议 UDP是U

28、ser Datagram Protocol的简称，是一种无连接的协议，每个数据包都是一个独立的信息，包括完整的源地址或目的地址，它在网络上以任何可能的路径传往目的地，因此能否到达目的地，到达目的地的时间以及内容的正确性都是不能被保证的。使用UDP时，每个数据包中都给出了完整的地址信息，因此无需要建立发送方和接收方的连接。但使用UDP传输数据是有大小限制的，每个被传输的数据包必须限定在64 KB之内。36基于UDP的Socket编程接收端DatagramSocket(int port)DatagramPacket(byte buf, int length)DatagramSocket.recer

29、ve(DatagramPacket p)DatagramSocketclose()发送端DatagramSocket()DatagramPacket(bytebuf, int length,InetAddress address,Int port)DatagramSocket.send(DatagramPacket p)DatagramSocketclose()3 基于UDP的网络编程37接收端程序编写:1.调用DatagramSocket(int port)创建一个数据报套接字,并绑定到指定端口.2.调用DatagramPacket(byte buf, int length),创建一个字节数

30、组以接收UDP包.3.调用DatagramSocket类的receive(),接收UDP包.4.最后关闭数据报套接字3 基于UDP的网络编程38发送端程序编写:1.调用DatagramSocket()创建一个数据报套接字.2.调用DataramPacket(byte buf, int offset, int length,InetAddress address,int port),建立要发送的UDP包.3.调用DatagramSocket类的send(),发送UDP包4.最后关闭数据报套接字.3 基于UDP的网络编程39UDP通信例子:package code;import .*;import

31、 java.io.*;public class UdpDemo public static void main(String args) if(args.length0)recev();elsesen();3 基于UDP的网络编程40public static void recev() try DatagramSocket ds=new DatagramSocket(6000);byte buf=new byte100;DatagramPacket dp=new DatagramPacket(buf,100);ds.receive(dp);System.out.println(“接收端收到：

32、+new String(buf,0,dp.getLength();String str=Welcom you!;DatagramPacket dpSend=new DatagramPacket(str.getBytes(), str.length(), dp.getAddress(),dp.getPort();ds.send(dpSend);ds.close(); catch(Exception ex) ex.printStackTrace(); 3 基于UDP的网络编程UDP通信例子:41public static void sen() tryDatagramSocket ds=new Da

33、tagramSocket();String str=Hello,this is zhangsan;DatagramPacket dp=new DatagramPacket(str.getBytes(), str.length(),InetAddress.getByName(localhost),6000);ds.send(dp);byte buf=new byte100;DatagramPacket dpRecv=new DatagramPacket(buf,100);ds.receive(dpRecv);System.out.println(“发送端： +new String(buf,0,d

34、pRecv.getLength();ds.close(); catch(Exception ex)ex.printStackTrace(); 3 基于UDP的网络编程UDP通信例子:42接收端显示:发送端显示:发送端收到： Welcom you!接收端收到： Hello,this is zhangsan3 基于UDP的网络编程43一个简单的企业内部QQ实例该实例是UDP通信协议的应用.该实例有几个模块组成:主窗体类:EQ.java数据库操作类:Dao.java用户管理模块:UserTreeRanderer.java通信模块TelFrame.java4445public class EQ ext

35、ends Dialog public static void main(String args) try String laf = preferences.get(lookAndFeel, java默认); if (laf.indexOf(当前系统)-1) UIManager.setLookAndFeel(UIManager. getSystemLookAndFeelClassName(); EQ frame = new EQ(); frame.setVisible(true); frame.SystemTrayInitial();/ 初始化系统栏 frame.server(); frame.checkPlacard(); catch (Exception e) e.printStackTrace();46private void server() / 服务器启动方法new Thread(new Runnable() public void run() while (true) if (ss != null) byte buf = new byte4096; DatagramPacket dp = new DatagramPacket(buf, buf.length); try ss.receive(dp); catch (IOException