Java编程技术课件：12网络编程(2学时)

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网络编程12.1基础知识12.2基于URL的高层次Java网络编程12.3基于Socket的低层次Java网络编程12.4支持多客户的client/server程序设计12.1基础知识Socket概念网络上的两个应用程序之间的通信是分层进行的。socket是应用程序进行网络通信的接口。端口号如果要发起网络连接，还需要知道远程机器的地址或名字。此外，每个网络连接需要一个端口号，客户端和服务器必须事先约定所使用的端口。如果系统两部分所使用的端口不一致，那就不能进行通信。TCP/IP系统中的端口号是一个16位的数字，它的范围是0~65535。实际上，小于1024的端口号保留给预定义的服务。

两类传输协议--TCP和UDPTCP：一种面向连接的保证可靠传输的协议。(TranferControlProtocol)通过TCP协议传输，得到的是一个顺序的无差错的数据流。发送方和接收方的两个socket之间必须建立连接，当一个socket（通常都是serversocket）等待建立连接时，另一个socket可以要求进行连接，一旦这两个socket连接起来，它们就可以进行双向数据传输，双方都可以进行发送或接收操作。一旦连接建立起来，双方的socket就可以按统一的格式传输大量的数据。TCP传输的效率不如UDP高。本章Socket编程将重点介绍TCP方式两类传输协议--TCP和UDP(续)UDP：一种无连接的协议。(UserDatagramProtocol)每个数据报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。数据报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传输数据时是有大小限制的，每个被传输的数据报必须限定在64KB之内。

【Return】12.2基于URL的高层次Java网络编程关于URL创建一个URL解析一个URL从URL读取WWW网络资源通过URLConnetction连接WWW【Return】关于URLURL：UniformResourceLocatorURL表示Internet上某一资源的地址。通过URL可以访问Internet上的各种网络资源，比如最常见的WWW，FTP站点。URL的组成基本结构：protocol://resourceNameProtocol：协议名，指明获取资源所使用的传输协议，如http、ftp、gopher、file等。resourceName：资源名是资源的完整地址，包括主机名、端口号、文件名或文件内部的引用(相对位置,锚)。例如：/协议名://主机名/home/welcome.html

协议名://主机名＋文件名:80/Gamelan/network.html#11

协议名://主机名＋端口号＋文件名＋内部引用.【Return】创建一个URLpublicURL(Stringspec);例：URLurl1=newURL("http:///");publicURL(URLcontext,Stringspec);例：URLurl2=newURL(url1,"index.html");publicURL(Stringprotocol,Stringhost,Stringfile);例：URLurl3=newURL("http","","/sports/football.html");publicURL(Stringprotocol,Stringhost,intport,Stringfile);例：URLurl4=newURL(“http”,“",80,"news/tech.html");注意生成URL对象时，通常要用try-catch语句进行捕获MalformedURLException(URL格式错误异常)。用法如下：try{

URLmyURL=newURL(…)}catch(MalformedURLExceptione){

…

}【Return】解析一个URLpublicStringgetProtocol()获取该URL的协议名。publicStringgetHost()获取该URL的主机名。publicintgetPort()获取该URL的端口号，如果没有设置则-1。publicStringgetFile()获取该URL的文件名。publicStringgetQuery()获取该URL的查询信息。publicStringgetPath()获取该URL的路径publicStringgetAuthority()获取该URL的权限信息publicStringgetUserInfo()获得使用者的信息publicStringgetRef()获取该URL在文件中的内部引用(相对位置)。【Return】从URL读取WWW网络资源当得到一个URL对象后，就可以通过它读取指定的WWW资源。方法：InputStreamopenStream();功能：与指定的URL建立连接并返回InputStream类型对象以从这一连接中读取数据。

示例importjava.io.*;import.*;publicclasscalendar{publicstaticvoidmain(String[]args)throwsException{URLurl1=newURL("/");//使用openStream得到一输入流并由此构造一个BufferedReader对象BufferedReaderin=newBufferedReader(new InputStreamReader(url1.openStream()));StringinputLine;while((inputLine=in.readLine())!=null)System.out.println(inputLine);

in.close();}}输出的结果是网页的HTML文档【Return】通过URLConnetction连接WWW通过URL的openStream()方法，只能从网络上读取数据。如果同时还想输出数据，例如向服务器端的CGI程序发送一些数据，必须先与URL建立连接，然后才能对其进行读写，这时就要用到URLConnection类。URLConnetction用法Try{

URLurl1=newURL("/index.shtml");

//打开URL对象上的一个连接

URLConnectonntc=url1.openConnection();

}catch(MalformedURLExceptione){//创建URL()对象失败

…

}catch(IOExceptione){//openConnection()失败

…

}}URLConnection对象的两个方法InputSteramgetInputSteram();获得输入流OutputSteramgetOutputStream();获得输出流通过返回的输入/输出流可以与远程对象进行通信示例//创建一URL对象，其中backwards为服务器端的CGI程序。URLurl=newURL("/cgi-bin/backwards");URLConnectincon=url.openConnection();//由URLConnection获取输入流，并构造DataInputStream对象DataInputStreamdis=newDataInputStream(con.getInputSteam());//由URLConnection获取输出流，并构造PrintStream对象PrintStreamps=newPrintSteam(con.getOutputSteam());Stringline=dis.readLine();//从服务器读入一行ps.println("client…");//向服务器写出字符串"client…"【Return】12.3基于Socket的低层次Java网络编程Socket工作过程：Server端Listen(监听)某个端口是否有连接请求，Client端向Server端发出Connect(连接)请求，Server端向Client端发回Accept(接受)消息，一个连接就建立起来了。Server端和Client端都可以通过Send，Write等方法与对方通信。四个基本的步骤：（1）创建Socket；（2）打开连接到Socket的输入/出流；（3）按照一定的协议对Socket进行读/写操作；（4）关闭Socket。TCPsocket连接图示主要过程如下：服务器分配一个端口号port：newServerSocket(intport)。如果客户端请求一个连接，服务器则用accept()方法从连接请求队列中取出一个socket连接打开。客户端在自己主机上的port端口建立连接：newSocket(主机地址,端口号port)。服务器和客户使用Socket的InputStream和OutputStream进行通信。

TCPsocket连接是由

包中的类来实现的TCP服务器端ServerSocketserversocket=null;StringsendString="HelloNetWorld!";//服务器要传送给客户端的消息System.out.println("Serverstarting...");try{

serversocket=newServerSocket(5432);//服务器分配一个通信的端口号5432}catch(IOExceptione){}

while(true){//服务器一直监听通信端口 try{ System.out.println("Watingconnection...");

Socketsocket=serversocket.accept(); //一旦获取客户端请求，程序才开始往下继续：

System.out.println("AcceptingConnectionat"+

socket.getInetAddress()+":"+socket.getLocalPort()+ "attime:"+(newDate()).toLocaleString() ); OutputStreamos=socket.getOutputStream();//为socket创建输出流

BufferedWriterbw=newBufferedWriter(newOutputStreamWriter(os));//封装一下

bw.write(sendString+"\n");//输出消息

System.out.println("Messagesendcompleted!"); bw.close();os.close();socket.close();//关闭连接，但不关闭ServerSocket }catch(IOExceptione){}}ServerSocket的accept()方法：从连接请求队列中取出一个客户的连接请求，然后创建与客户连接的Socket对象，并将它返回。如果队列中没有连接请求，accept()方法就会一直等待，直到接收到了连接请求才返回。补充知识对于OutputStream字节流，还可以用DataOutputStream封装：

OutputStreamos=socket.getOutputStream(); DataOutputStreamdos=newDataOutputStream(os); dos.writeUTF(sendString);用于输出一个UTF-8编码的字符串UTF-8编码是与机器无关的，例如国外的用户如果使用英文版OS，浏览UTF-8编码的任何网页，无论是中文、还是日文、韩文、阿拉伯文，都可以正常显示。补充知识对于serversocket=newServerSocket(5432)，如果运行时如果无法绑定到指定的端口号，该代码会抛出IOException。可能的原因是：端口已经被其他服务器进程占用；在某些OS中，如果没有以超级用户的身份来运行服务器程序，那么OS不允许服务器绑定到1~1023之间的端口。如果把端口号port设为0，表示由OS来为服务器分配一个任意可用的端口。也称为匿名端口。对于多数服务器，会使用明确的端口，而不会使用匿名端口。TCP客户端try{ System.out.println("Clientstarting...");

//在5432端口创建socket连接

Socketsocket=newSocket("",5432); InputStreamis=socket.getInputStream();//为socket创建输入流

BufferedReaderbr=newBufferedReader(newInputStreamReader(is)); System.out.println(br.readLine());//readLine()读取一行

br.close();is.close();socket.close();//关闭socket连接}catch(IOExceptione){}一个TCP/IP应用程序的客户端依靠Socket类，完成了建立一个连接所需的大部分工作。

补充知识对于InputStream字节流，还可以用DataInputStream封装：

InputStreamis=socket.getInputStream(); DataInputStreamdis=newDataInputStream(is); System.out.println(dis.readUTF());DataInputStream的readUTF()方法用于读取一个UTF-8格式编码的字符串示例改进：服务器和客户端交互(键盘输入信息)importjava.io.*;import.*;publicclassTalkServer{publicstaticvoidmain(String[]args){ServerSocketserver=null;System.out.println("Serverstarting...");try{server=newServerSocket(5432);}catch(Exceptione){System.out.println("cannotlistento:"+e);

}try{Socketsocket=server.accept();BufferedReaderis=newBufferedReader(newInputStreamReader(socket.getInputStream()));PrintWriteros=newPrintWriter(socket.getOutputStream());

BufferedReadersin=newBufferedReader(newInputStreamReader(System.in));System.out.println("Client:"+is.readLine());

Stringline=sin.readLine();

while(!line.equals("bye")){

os.println(line);

os.flush();System.out.println("Server:"+line);

System.out.println("Client:"+is.readLine());

line=sin.readLine();

}

//关闭Socket输出流、Socket输入流、Socket和ServerSocket

os.close();is.close();socket.close();server.close();}catch(IOExceptione){System.out.println("Error:"+e);

}}}服务器端importjava.io.*;import.*;publicclassTalkClient{publicstaticvoidmain(String[]args){System.out.println("Clientstarting...");try{Socketsocket=newSocket("",5432);BufferedReadersin=newBufferedReader(newInputStreamReader(System.in));PrintWriteros=newPrintWriter(socket.getOutputStream());BufferedReaderis=newBufferedReader(newInputStreamReader(socket.getInputStream()));Stringreadline=sin.readLine();//从系统标准输入读入一字符串while(!readline.equals("bye")){os.println(readline);os.flush();System.out.println("Client:"+readline);System.out.println("Server:"+is.readLine());readline=sin.readLine();//从系统标准输入读入一字符串}os.close();is.close();socket.close();//关闭Socket输出流、Socket输入流和Socket }catch(IOExceptione){ S