java課件-網(wǎng)絡(luò)編程

javaSE什么是網(wǎng)絡(luò)編程網(wǎng)絡(luò)編程就是在兩個(gè)或兩個(gè)以上的設(shè)備(例如計(jì)算機(jī))之間傳輸數(shù)據(jù)。程序員所作的事情就是把數(shù)據(jù)發(fā)送到指定的位置，或者接收到指定的數(shù)據(jù)，這個(gè)就是狹義的網(wǎng)絡(luò)編程范疇。在發(fā)送和接收數(shù)據(jù)時(shí)，大部分的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言都設(shè)計(jì)了專門的API實(shí)現(xiàn)這些功能，程序員只需要調(diào)用即可。對(duì)于網(wǎng)絡(luò)編程來(lái)說(shuō)，最主要的是計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)之間的通信，這樣首要的問(wèn)題就是如何找到網(wǎng)絡(luò)上的計(jì)算機(jī)呢？這就需要了解IP地址的概念。為了能夠方便的識(shí)別網(wǎng)絡(luò)上的每個(gè)設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)設(shè)備都會(huì)有一個(gè)唯一的數(shù)字標(biāo)識(shí)，這個(gè)就是IP地址。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中,現(xiàn)在命名IP地址的規(guī)定是IPv4協(xié)議，該協(xié)議規(guī)定每個(gè)IP地址由4個(gè)0-255之間的數(shù)字組成，例如4。每個(gè)接入網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算機(jī)都擁有唯一的IP地址，這個(gè)IP地址可能是固定的，例如網(wǎng)絡(luò)上各種各樣的服務(wù)器，也可以是動(dòng)態(tài)的，例如使用ADSL撥號(hào)上網(wǎng)的寬帶用戶，無(wú)論以何種方式獲得或是否是固定的，每個(gè)計(jì)算機(jī)在聯(lián)網(wǎng)以后都擁有一個(gè)唯一的合法IP地址，就像每個(gè)手機(jī)號(hào)碼一樣。網(wǎng)絡(luò)通訊網(wǎng)絡(luò)通訊基于“請(qǐng)求-響應(yīng)”模型。為了理解這個(gè)模型，先來(lái)看一個(gè)例子，經(jīng)?？措娨暤娜丝隙ㄒ?jiàn)過(guò)審訊的場(chǎng)面吧，一般是這樣的：警察：姓名嫌疑犯：XXX警察：性別嫌疑犯：男警察：年齡嫌疑犯：29……在這個(gè)例子中，警察問(wèn)一句，嫌疑犯回答一句，如果警察不問(wèn)，則嫌疑犯保持沉默。這種一問(wèn)一答的形式就是網(wǎng)絡(luò)中的“請(qǐng)求-響應(yīng)”模型。也就是通訊的一端發(fā)送數(shù)據(jù)，另外一端反饋數(shù)據(jù)，網(wǎng)絡(luò)通訊都基于該模型。網(wǎng)絡(luò)通訊方式在現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)絡(luò)通訊的方式主要有兩種：1、TCP(傳輸控制協(xié)議)方式2、UDP(用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議)方式TCP/IP概述TCP/IP模型有四層結(jié)構(gòu)應(yīng)用層（ApplicationLayer）傳輸層（TransportLayer）網(wǎng)絡(luò)層（InternetLayer）鏈路層（LinkLayer）應(yīng)用層

應(yīng)用層為用戶提供所需要的各種服務(wù)，負(fù)責(zé)傳送各種最終形態(tài)的數(shù)據(jù)，是直接與用戶打交道的層，典型協(xié)議包含HTTP、FTP等。應(yīng)用層（ApplicationLayer）傳輸層

傳輸層為應(yīng)用層實(shí)體提供端到端的通信功能，該層定義了兩個(gè)主要的協(xié)議：傳輸控制協(xié)議（TCP）和用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議（UDP)。其中，TCP協(xié)議提供的是一種可靠的、面向連接的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)；而UDP協(xié)議提供的是不可靠的、無(wú)連接的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。

傳輸層（TransportLayer）網(wǎng)絡(luò)層

網(wǎng)絡(luò)層主要解決主機(jī)到主機(jī)的通信問(wèn)題。該層有四個(gè)主要協(xié)議：網(wǎng)絡(luò)協(xié)議（IP）、地址解析協(xié)議（ARP）、互聯(lián)網(wǎng)組管理協(xié)議（IGMP）和互聯(lián)網(wǎng)控制報(bào)文協(xié)議（ICMP）。其中，IP協(xié)議是網(wǎng)絡(luò)層最重要的協(xié)議。

網(wǎng)絡(luò)層（InternetLayer）鏈路層

鏈路層負(fù)責(zé)建立電路連接，是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的物理基礎(chǔ)，典型的協(xié)議包括以太網(wǎng)、ADSL等。鏈路層（LinkLayer）TCP/IP概述進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)編程主要需要解決兩個(gè)問(wèn)題

如何在網(wǎng)絡(luò)中找到一臺(tái)或多臺(tái)主機(jī)：

可以依靠網(wǎng)絡(luò)層的IP解決，即提供主機(jī)的IP地址找到主機(jī)。當(dāng)通信雙方成功連接后，如何進(jìn)行可靠的數(shù)據(jù)傳輸：

針對(duì)傳輸層進(jìn)行編程，傳輸層主要的兩個(gè)協(xié)議是TCP和UDP。TCP、UDPTCP（TranferControlProtocol）面向連接的，可靠的傳輸協(xié)議UDP（UserDatagramProtocol）

無(wú)連接的，不可靠的傳輸協(xié)議TCP、UDP1.TCP:通過(guò)TCP傳輸，得到的是一個(gè)順序的無(wú)差錯(cuò)的數(shù)據(jù)流。TCP在網(wǎng)絡(luò)通信上有極強(qiáng)的生命力，如遠(yuǎn)程連接（Telnet）和文件傳輸（FTP）都需要不定長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)被可靠地傳輸。但是可靠的傳輸是要付出代價(jià)的，對(duì)數(shù)據(jù)內(nèi)容正確性的檢驗(yàn)必然占用計(jì)算機(jī)的處理時(shí)間和網(wǎng)絡(luò)的帶寬，因此TCP傳輸?shù)男什蝗鏤DP高。2.UDP:每個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)都是一個(gè)獨(dú)立的信息，包括完整的源地址或目的地址，它在網(wǎng)絡(luò)上以任何可能的路徑傳往目的地，因此能否到達(dá)目的地，到達(dá)目的地的時(shí)間以及內(nèi)容的正確性都是不能被保證的。UDP操作簡(jiǎn)單，而且僅需要較少的監(jiān)護(hù)。例如視頻會(huì)議系統(tǒng)，并不要求音頻視頻數(shù)據(jù)絕對(duì)的正確，只要保證連貫性就可以了，這種情況下顯然使用UDP會(huì)更合理一些。目錄IP地址端口包基于TCP編程15Socket通常稱作“套接字”，通常通過(guò)“套接字”向網(wǎng)絡(luò)發(fā)出請(qǐng)求或者應(yīng)答網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求。主機(jī)甲Socket通信原理A程序主機(jī)乙B程序TCP/IP協(xié)議網(wǎng)卡網(wǎng)絡(luò)管理軟件socketsocket主機(jī)甲上的A程序?qū)⒁欢螖?shù)據(jù)寫入socket中主機(jī)乙上的B程序從socket中讀取這段數(shù)據(jù)IP地址IP地址網(wǎng)絡(luò)中有多臺(tái)計(jì)算機(jī)，它們必須通過(guò)某種標(biāo)識(shí)來(lái)區(qū)分每一臺(tái)機(jī)器，這就是IP地址；IP地址由4個(gè)字節(jié)共32位二進(jìn)制數(shù)組成，類似于：；在網(wǎng)絡(luò)尋找某一臺(tái)計(jì)算機(jī)都是依靠它的IP地址（用域名或計(jì)算機(jī)名定位主機(jī)其實(shí)也是通過(guò)某種服務(wù)轉(zhuǎn)成IP地址后再找到該主機(jī)）許多網(wǎng)絡(luò)地址被保留用于特殊用途；和就是兩個(gè)此類地址，第一個(gè)稱為缺省路由，后一個(gè)是環(huán)回地址；被保留用于用戶主機(jī)的本地IP話務(wù)，它被分配給一個(gè)特殊接口，即起到閉合電路作用的環(huán)回接口。端口端口在一臺(tái)物理性的計(jì)算機(jī)中，往往運(yùn)行著多個(gè)網(wǎng)絡(luò)程序，一個(gè)IP地址并不足以完整標(biāo)識(shí)一個(gè)服務(wù)器，因此，端口是機(jī)器內(nèi)部獨(dú)一無(wú)二的場(chǎng)所；一臺(tái)計(jì)算機(jī)上可能同時(shí)運(yùn)行多個(gè)網(wǎng)絡(luò)程序，IP地址只能確保把數(shù)據(jù)送到指定的計(jì)算機(jī)，但不能保證把這些數(shù)據(jù)傳遞給哪個(gè)網(wǎng)絡(luò)程序；端口使用一個(gè)16位的數(shù)字來(lái)表示，它的范圍是0~65535，1024以下的端口號(hào)保留給預(yù)定義的服務(wù)，如：http使用80端口；網(wǎng)絡(luò)間通信其實(shí)是在網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序端口之間進(jìn)行的。包使用包可以實(shí)現(xiàn)Java的網(wǎng)絡(luò)功能，其中包含了一系列與網(wǎng)絡(luò)通訊相關(guān)的類，比較重要的有：InetAddressSocketServerSocket如果要進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通訊編程的話，必須導(dǎo)入此包。包客戶端Socket(InetAddressaddress,intport);Socket(InetAddressaddress,intport,booleanstream);Socket(Stringhost,intprot);Socket(Stringhost,intprot,booleanstream);服務(wù)器端：ServerSocket(intport);獲得輸入輸出流，Socket類中的方法getInputStream，獲得基于當(dāng)前Socket的輸入流getOutputStream,獲得基于當(dāng)前Socket的輸出流Socket編程步驟服務(wù)器端創(chuàng)建ServerSocket對(duì)象，調(diào)用accept方法返回Socket對(duì)象客戶端創(chuàng)建Socket對(duì)象，通過(guò)端口連接到服務(wù)器客戶端、服務(wù)器端都使用Socket中的getInputStream方法和getOutputStream方法獲得輸入流和輸出流，進(jìn)一步進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫操作總結(jié)網(wǎng)絡(luò)上的計(jì)算機(jī)通過(guò)IP地址來(lái)區(qū)分不同的機(jī)器；端口是數(shù)據(jù)的通道，使得多個(gè)應(yīng)用程序在同一主機(jī)上進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信；應(yīng)用程序由一個(gè)IP地址和一個(gè)端口號(hào)唯一確定。InetAddress用來(lái)描述主機(jī)地址；Socket用來(lái)創(chuàng)建兩臺(tái)主機(jī)之間的連接；ServerSocket用來(lái)偵聽(tīng)來(lái)自客戶端的請(qǐng)求；Socket通常稱作“套接字”，通常通過(guò)“套接字”向網(wǎng)絡(luò)發(fā)出請(qǐng)求或者應(yīng)答網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求。單一服務(wù)器對(duì)多客戶端服務(wù)端：1、創(chuàng)建套接字。2、將套接字綁定到一個(gè)本地地址和端口上。3、將套接字設(shè)為監(jiān)聽(tīng)模式，準(zhǔn)備接收客戶請(qǐng)求。4、等待客戶請(qǐng)求到來(lái)；當(dāng)請(qǐng)求到來(lái)后，接受連接請(qǐng)求，返回一個(gè)新的對(duì)應(yīng)于此次連接的套接字。啟動(dòng)線程為當(dāng)前的連接服務(wù)。5、返回，等待另一客戶請(qǐng)求。6、關(guān)閉套接字?？蛻舳耍?、創(chuàng)建套接字。2、向服務(wù)器發(fā)出連接請(qǐng)求。3、和服務(wù)器端進(jìn)行通信。4、關(guān)閉套接字。單一服務(wù)器對(duì)多客戶端單一服務(wù)器對(duì)多客戶端服務(wù)端：每次連接成功一個(gè)客戶端，則啟動(dòng)一個(gè)線程為其服務(wù)publicclassServer{ publicstaticvoidmain(String[]args)throwsIOException{ ServerSocketss=newServerSocket(10086); System.out.println("服務(wù)器正常啟動(dòng)。。。"); while(true){ Socketsocket=ss.accept(); System.out.println("用戶接入成功。。。"); newServerThread(socket).start(); }}}UDPa.DatagramPacket與DatagramSocket位于包中b.DatagramPacket表示存放數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)報(bào)，DatagramSocket表示接受或發(fā)送數(shù)據(jù)報(bào)的套接字c.由這兩個(gè)類所有構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)鏈接是基于UDP協(xié)議，是一種不可靠的協(xié)議。之所以不可靠是因?yàn)榘l(fā)送方不負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)是否發(fā)送成功，接收方收到數(shù)據(jù)時(shí)也不會(huì)向發(fā)送方反饋成功消息，容易導(dǎo)致信息的丟失。但是這種協(xié)議卻是快捷的，比如CS(半條命)游戲就是基于UDP協(xié)議，否則我們估計(jì)要玩一次游戲后就會(huì)把機(jī)子砸了，所以我們可以看到游戲有時(shí)會(huì)失幀。DatagramSocket的構(gòu)造器DatagramSocket（）：創(chuàng)建一個(gè)DatagramSocket實(shí)例，并將該對(duì)象綁定到本機(jī)默認(rèn)IP地址、本機(jī)所有可用端口中隨機(jī)選擇的某個(gè)端口。DatagramSocket（intprot）：創(chuàng)建一個(gè)DatagramSocket實(shí)例，并將該對(duì)象綁定到本機(jī)默認(rèn)IP地址、指定端口。DatagramSocket（intport,InetAddressladdr）：創(chuàng)建一個(gè)DatagramSocket實(shí)例，并將該對(duì)象綁定到指定IP地址、指定端口。通常在創(chuàng)建服務(wù)器時(shí)，我們創(chuàng)建指定端口的DatagramSocket實(shí)例--這樣保證其他客戶端可以將數(shù)據(jù)發(fā)送到該服務(wù)器。一旦得到了DatagramSocket實(shí)例之后，就可以通過(guò)如下兩個(gè)方法來(lái)接收和發(fā)送數(shù)據(jù)：receive（DatagramPacketp）：從該DatagramSocket中接收數(shù)據(jù)報(bào)。send（DatagramPacketp）：以該DatagramSocket對(duì)象向外發(fā)送數(shù)據(jù)報(bào)。從上面兩個(gè)方法可以看出，使用DatagramSocket發(fā)送數(shù)據(jù)報(bào)時(shí)，DatagramSocket并不知道將該數(shù)據(jù)報(bào)發(fā)送到哪里，而是由DatagramPacket自身決定數(shù)據(jù)報(bào)的目的。就像碼頭并不知道每個(gè)集裝箱的目的地，碼頭只是將這些集裝箱發(fā)送出去，而集裝箱本身包含了該集裝箱的目的地。當(dāng)Client/Server程序使用UDP協(xié)議時(shí)，實(shí)際上并沒(méi)有明顯的服務(wù)器和客戶端，因?yàn)閮煞蕉夹枰冉⒁粋€(gè)DatagramSocket對(duì)象，用來(lái)接收或發(fā)送數(shù)據(jù)報(bào)，然后使用DatagramPacket對(duì)象作為傳輸數(shù)據(jù)的載體。通常固定IP、固定端口的DatagramSocket對(duì)象所在的程序被稱為服務(wù)器，因?yàn)樵揇atagramSocket可以主動(dòng)接收客戶端數(shù)據(jù)。測(cè)試時(shí)先啟動(dòng)接收方，然后啟動(dòng)發(fā)送方DatagramPacket的構(gòu)造器DatagramPacket（bytebuf[],intlength）：以一個(gè)空數(shù)組來(lái)創(chuàng)建DatagramPacket對(duì)象，該對(duì)象的作用是接收DatagramSocket中的數(shù)據(jù)。DatagramPacket（bytebuf[],intlength,InetAddressaddr,intport）：以一個(gè)包含數(shù)據(jù)的數(shù)組來(lái)創(chuàng)建DatagramPacket對(duì)象，創(chuàng)建該DatagramPacket時(shí)還指定了IP地址和端口--這就決定了該數(shù)據(jù)報(bào)的目的。DatagramPacket（byte[]buf,intoffset,intlength）：以一個(gè)空數(shù)組來(lái)創(chuàng)建DatagramPacket對(duì)象，并指定接收到的數(shù)據(jù)放入buf數(shù)組中時(shí)從offset開(kāi)始，最多放length個(gè)字節(jié)。DatagramPacket（byte[]buf,int