Java程序设计教程（第三版）课件 项目十一 Java网络编程

项目十一Java网编程【项目描述】

网络编程技术是当前一种主流的编程技术，随着互联网的发展，网络编程技术在实际开发中大量地应用到。本项目介绍了网络编程的基础知识，演示了TCP和UDP两种网络通讯方式在Java语言中的实现。

【任务分解】本项目可分解为以下四个任务：1、网络编程概述。2、TCP网络编程。3、UDP网络编程。4、多线程与网络编程的综合应用。任务一

网络编程概述

【任务描述】

任务11-1：InetAddress类的应用：分别使用域名和IP创建InetAddress类的对象，并调用类中相关的方法获取对象的域名和IP。

【必备知识】1．计算机网络的几个术语（1）IP地址：为了能够方便的识别网络上的每个设备，网络中的每个设备都会有一个唯一的数字标识，这个数字标识就是IP地址。（2）域名：由于IP地址不容易记忆，为了方便记忆，使用域名(DomainName)，例如。一个IP地址可以对应多个域名，一个域名只能对应一个IP地址。（3）端口：在同一个计算机中每个程序对应唯一的端口(port)，一个计算机可以同时运行多个程序。2．网络编程概述（1）网络编程概念：网络编程就是两个或多个程序之间的数据交换。Java中有专门的API实现发送和接受数据功能，我们只需调用即可。（2）客户端和服务器：网络通讯基于“请求--响应”模型。在网络通讯中，主动发起通讯的程序被称作客户端程序，简称客户端(Client)，而在通讯中等待连接的程序被称作服务器端程序，简称服务器(Server)。常见的网络编程结构有C/S和B/S。其中C/S结构是“客户端/服务器（Client/Server）”结构。而B/S是“浏览器/服务器（Browser/Server）”，B/S结构不使用专用的客户端，而使用通用的客户端（如浏览器）。3．网络通讯方式在现有的网络中，网络通讯方式主要有两种：TCP(传输控制协议)方式和UDP(用户数据报协议)方式。4.包网络编程有关的基本API位于包中，该包中包含了基本的网络编程实现，该包中既包含基础的网络编程类，也包含封装后的专门处理WEB相关业务的处理类。解题思路】 任务11-1:1．声明InetAddress对象inet1、inet2、inet3。使用域名创建对象，并输出该对象。2．使用IP创建对象，并输出该对象。3．调用InetAddress类的getLocalHost()方法获得本机地址对象，并输出。4．利用getHostName()，获得对象中存储的域名。5．利用getHostAddress()，获得对象中存储的IP。【任务透析】任务11-1源代码：参见InetAddressDemo.java【课堂提问】★在同一个计算机中，同一个端口可以分配给两个不同的应用程序吗?★IP地址和域名的区别与联系?【现场演练】把任务11-1代码中的域名改为谷歌、新浪或其他的网址，看看得到怎样的运行结果。12.2 URL

在WWW上，每一信息资源都有统一的且唯一的地址，该地址就叫URL（UniformResourceLocator），它是WWW的统一资源定位标志。URL由4部分组成：资源类型、存放资源的主机域名、资源文件名和端口。例如，http：//:80／top.html，其中http表示HTTP协议，是清华大学的主机域名，top.html为资源文件名，80为HTTP协议的缺省端口号。协议名和端口号之间是有一定的联系的，如HTTP协议的缺省端口号是80，FTP协议的缺省端口号是21等。所以，一般情况下URL地址可以只包含有传输协议、主机名和文件名。任务二TCP网络编程【任务描述】任务11-2：实现TCP方式网络编程，实现的功能是客户端向服务器端发送问候信息，并将服务器端的反馈显示到控制台。要求分别演示在客户端和服务器端的实现步骤。【必备知识】1.TCP网络编程TCP方式是可靠性、双向性、持续性、点对点传输，在通讯的过程中保持连接。Java中使用Socket完成TCP程序的开发，Socket是指“套接字”，指在两台计算机上运行的两个程序之间的一个双向通信的连接点，每一端称为一个Socket。服务器端使用ServerSocket，客户端使用Socket，每一个Socket代表一个客户端。Socket所要完成的通信就是基于连接的通信，建立连接所需的程序分别运行在客户端和服务器端。Socket类与ServerSocket类构造方法功能说明ServerSocket(intport)在指定的端口创建一个ServerSocket对象

ServerSocket(intport,intcount)在指定的端口创建一个ServerSocket对象并说明服务器所能支持的最大链接数

Socket(InetAddressaddress,intport)使用指定地址和端口创建一个Socket对象

Socket(InetAddressaddress,intport,booleanstream)使用指定地址和端口创建一个Socket对象（若布尔数值为true，则是采用流式通信方式）Socket(Stringhost,intport)使用指定主机和端口创建一个Socket对象Socket(Stringhost,intport,booleanstream)使用指定主机和端口创建一个Socket对象（若布尔数值为true，则是采用流式通信方式）2．TCP客户端编程步骤客户端的网络编程步骤一般由3个步骤组成:（1）建立网络连接。（2）数据交换。（3）关闭网络连接。3.TCP服务器端编程步骤服务器端的网络编程步骤一般由4个步骤组成:(1)监听端口:创建一个ServerSocket对象就是创建了一个监听服务，例如，要创建一个指定端口的ServerSocket对象：ServerSocketss=newServerSocket(9999);(2)获得连接:当客户端连接到服务器端时，服务器端就获得一个连接，这个连接包含客户端的信息，如客户端IP地址等。(3)数据交换:服务器端的数据交换步骤是首先接收客户端发送过来的数据，然后进行逻辑处理，再把处理以后的结果数据发送给客户端。(4)关闭连接:当服务器程序关闭时，需要关闭服务器端，服务器监听的端口以及占用的内存可以释放出来。【解题思路】

任务11-2:客户端实现步骤为：1.首先要建立连接。2.进行网络数据交换。3.数据交换完成，关闭网络连接，释放网络连接所占用的各种资源。用close()方法关闭网络连接。服务器端实现的步骤为：

1.监听端口。

2.获得连接。实现获得连接的代码是：

Socketsocket=ss.accept();accept（）表示接收客户端连接，该方法是一个阻塞方法，也就是当没有连接到达时，程序将阻塞，直到连接到达时才执行该行代码。

3.关闭服务器端连接。完成服务器端通信后，要关闭连接，用close()方法。获得连接后，后续的编程步骤和客户端类似。【任务透析】

任务11-2：1.客户端代码为：SocketClientDemo11_2.javapackagetask11_2;importjava.io.*;import.*;publicclassSocketClientDemo11_2{ publicstaticvoidmain(String[]args){ Socketsocket=null; InputStreamis=null; OutputStreamos=null; Stringdata="你好！来自客户端的问候";//要发送的内容 try{ socket=newSocket("localhost",8800);//指定连接主机及端口 //发送数据 os=socket.getOutputStream(); os.write(data.getBytes()); //接收数据 is=socket.getInputStream(); byte[]b=newbyte[1024];

intn=is.read(b); //输出反馈数据 System.out.println("服务器反馈："+newString(b,0,n)); }catch(Exceptione){ e.printStackTrace(); }finally{ try{ //关闭流和连接 is.close(); os.close(); socket.close(); }catch(Exceptione){ e.printStackTrace(); } } }}在该任务案例中，Socket类代表客户端连接，在客户端连接建立了一个连接到IP地址为localhost(本机)端口号码为8800的TCP类型的网络连接，然后获得连接的输出流对象，将需要发送的字符串data转换为byte数组写入到输出流中，由系统将输出流中的数据发送出去，如果需要强制发送，可以调用输出流对象的flush()方法实现。2．服务器端代码：SocketServerDemo11_2.javapackagetask11_2;importjava.io.*;import.*;publicclassSocketServerDemo11_2{ publicstaticvoidmain(String[]args){ ServerSocketserverSocket=null; Socketsocket=null; OutputStreamos=null; InputStreamis=null; try{ //服务器在8800端口上进行监听 serverSocket=newServerSocket(8800); System.out.println("服务器端已经启动了，等待客户端的连接..."); //接收客户端连接 socket=serverSocket.accept(); //获得客户端发送的信息

is=socket.getInputStream(); byte[]b=newbyte[1024]; intn=is.read(b); //输出 System.out.println("客户端发送过来的内容是："+newString(b,0,n)); //向客户端发送反馈内容 os=socket.getOutputStream(); os.write(b,0,n); }catch(Exceptione){ e.printStackTrace(); }finally{ try{ //关闭流和连接 os.close(); is.close(); socket.close(); serverSocket.close(); }catch(Exceptione){ e.printStackTrace(); } } }}

在本任务案例中，ServerSocket类代表服务器端连接，在服务器端中建立了一个监听当前计算机8800号端口的服务器端Socket连接，然后获得客户端发送过来的连接，如果有连接到达时，读取连接中发送过来的内容，并将发送的内容在控制台进行输出，输出完成以后将客户端发送的内容再反馈给客户端。最后关闭流和连接对象，程序结束。

图11.2任务11-2服务器端程序的运行结果图11.3任务11-2客户端程序的运行结果【课堂提问】★TCP网络编程方式中，主要是利用哪两个类来实现的?★简单说说在TCP网络编程中，客户端和服务器端各自的编程步骤。【现场演练】任务11-2是实现在同一部计算机中进行发送和接收信息的，请修改源代码，完成在两部计算机之间收发信息。任务三UDP网络编程【任务描述】任务11-3：该任务的功能是实现将客户端程序的系统时间发送给服务器端，服务器端接收到时间以后，向客户端反馈字符串“HelloJava”。客户端程序的输出结果为：服务器端反馈为：“HelloJava”。【必备知识】1.UDP网络编程UDP通信是一种无连接的数据报通信，采用数据报通信协议UDP（UserDatagramProtocol）。按照这个协议，两个系统在进行通信时，不要建立连接，优点是它发送数据的速度很快，而缺点是数据较易丢失，例如我们使用的红外线数据传输就是采用UDP的传输协议。DatagramSocket常用的方法：DatagramPacket常用的方法：2.UDP客户端编程步骤UDP客户端编程由4个步骤组成，分别是：建立连接、发送数据、接收数据和关闭连接。（1）建立连接。（2）发送数据。（3）接收数据。（4）关闭连接。3.UDP服务器端编程步骤

（1）建立一个连接。（2）接收客户端发送过来的数据。（3）对从客户端接收到的数据进行逻辑处理，然后将处理结果发送回客户端。（4）关闭服务器端连接。【解题思路】 任务11-3:

请参照必备知识中介绍的UDP客户端编程步骤和UDP服务器端编程步骤

实现。【任务透析】任务11-3:

1.客户端源代码：请参见UDPClientDemo11_3.java2.服务器端源代码：请参见UDPServerDemo11_3.java【课堂提问】★UDP方式的编程主要由哪两个类实现的？★TCP和UDP两种网络编程方式最主要的区别是什么?【现场演练】将任务11-3修改为在两部计算机之间收发信息,编译并运行程序代码,观察程序的输出结果。任务四多线程与网络编程的综合应用【任务描述】任务11-4：完成一个猜数字的控制台小