2019-08-21 Day18 Java网络编程以及socket


目的

  • 了解网络编程,学习它的模型和实现方法
  • 接触socket,学习使用它来传输和接收数据,掌握其使用方法

网络编程

概念

网络编程,即两台不同的设备之间传递数据,也就是网络通信

模式

1、分散式

在分散式系统中,用户只需要管理自己的计算机系统,各自独立的系统之间没有资源或信息的交换或共享。这种模型由于存在大量共享数据的重复存储,除了引起数据冗余之外,也很容易导致一个企业组织内各部门数据的不一致性,同时还会造成硬件,支持和运营维护等成本的大量增加,因此早淘汰。

2、集中式

在集中式环境中,用一台主机算计保存一个企业组织的全部数据,而用户则通过终端连接到这台主机计算机系统并与之通信,从而达到访问数据的目的。终端是包含键盘和显示器设备,通过通信链路发送和接受数据。

集中式优点是所有运作和管理处于单个部门主持与控制之下,硬件成本低。另外,由于资源集中,既促进和方便了用户间的数据共享,又减少或消除了数据的冗余与不一致性。但是,集中式的缺点也很明显,首先,可靠性不如分布式,一旦主机出现故障,所有系统全部瘫痪。其次,集中式环境不能充分满足各个部门或用户的计算需求,这是因为系统所有部门和用户数据都共享,无法满足特殊部门的特殊要求;系统响应也会变慢。

3、分布式

分布式系统是分散式系统和集中式系统的混合,它由一个又一个的计算机连接起来的独立计算机组成。相应的数据也是分布在其他计算机上,不会因为一台计算机出现故障而无法使用的情况出现,更安全可靠,而且为不同的用户设置个性化服务。

C/S模型

C/S(Client/Server)模型也叫C/S模式,它是分散式、集中式以及分布式的基础上发展来的一种新的模型,C/S模型将一个网络事务处理分为两部分,一部分为客服端(Client),它为用户提供网络请求服务接口;另一部分是服务端(Server),它负责接收客服端对服务的请求,并将这些服务透明的提供给用户。

B/S模型

B/S(Browse/Server)模型也叫B/S模式,它是一种基于WEB通信模型,使用HTTP(Hypertext Transfer Protocol,超文本传输协议)通信。

P2P模型

P2P(Peer-to-Peer,对等互连),每个联网的计算机运行一个应用程序的Client部分和Server部分。

TCP/IP网络协议

OSI(Open System Interconnect,开放式系统互连)七层参考模型,它将通信协议抽象为7层(由于较复杂,在实际应用中很少)。

广泛应用的TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol,传输控制协议/因特网互联协议),又名网络通讯协议,是Internet最基本的协议、Internet国际互联网络的基础,由网络层的IP协议和传输层的TCP协议组成。

我们今天所主要运用的是C/S模型

IP地址和域名

IP地址(Internet Protocol Address)是一种在Internet上的给主机编址的方式,也称为网际协议地址。IP地址是IP协议提供的一种统一的地址格式,它为互联网上的每一个网络和每一台主机分配一个逻辑地址,以此来屏蔽物理地址的差异。常见的IP地址,分为IPv4与IPv6两大类
而由于IP地址不便于阅读,于是某个聪明的人就想到给它取一个名字,这个名字就是域名;比如baidu.com就是一个域名

如何查看自己电脑的IP地址?
打开自己电脑的命令提示符,在其中输入ipconfig然后按下回车,就可以查看自己电脑的IP地址

image.png

两种常见的网络协议的支持:

TCP:TCP 是传输控制协议的缩写,它保障了两个应用程序之间的可靠通信;通常用于互联网协议,被称 TCP / IP;其特点是面向连接的,安全的
UDP:UDP 是用户数据报协议的缩写,一个无连接的协议;提供了应用程序之间要发送的数据的数据包;其特点是面向无连接的,不安全,但速度快
这两者的关系如下图

image.png

端口号

那么TCP/IP协议中的端口指的是什么呢?如果把IP地址比作一间房子 ,端口就是出入这间房子的门;端口号就是打开门的钥匙;真正的房子只有几个门,但是一个IP地址的端口可以有65536个之多;端口是通过端口号来标记的,端口号只有整数,范围是从0到65535
IP和端口号组成了你的网络地址;区别在于,IP就是一个电脑节点的网络物理地址,端口是该计算机逻辑通讯接口

Socket

概念

所谓socket通常也称作"套接字",用于描述IP地址和端口,是一个通信链的句柄;应用程序通常通过"套接字"向网络发出请求或者应答网络请求
Java中的网络通信是通过Socket实现的,Socket分为ServerSocketSocket两大类,ServerSocket用于服务端,通过accept方法监听请求,监听到请求后返回Socket,Socket用于具体完成数据传输,客户端直接使用Socket发起请求并传输数据

如何实现传输数据
对于Socket之间的通信其实很简单,服务端往Socket的输出流里面写东西,客户端就可以通过Socket的输入流读取对应的内容。Socket与Socket之间是双向连通的,所以客户端也可以往对应的Socket输出流里面写东西,然后服务端对应的Socket的输入流就可以读出对应的内容

通信模式

image.png

使用Socket传输数据

端口号必须相同,并且要先运行服务器端,在运行客户端

1.客户端向服务器端发送固定信息

// 模拟客户端
class Client{
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //1.创建用于通信的socket
        //  指明和谁通信:ip地址  端口号
        Socket socket = new Socket("10.129.19.144",8989);

        //接收服务器端的数据
        BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));

        //读取服务器端发来的数据
        String line = null;
        while((line = br.readLine()) != null){
            System.out.println(line);
        }

        // 客户端向服务器端发送数据
        PrintStream ps = new PrintStream(socket.getOutputStream());
        ps.println("你好啊");
    }
}
// 模拟服务器端
class Server{
    public static void main(String[] args) throws IOException{
        //1.创建服务器端的serverocket
        ServerSocket ss = new ServerSocket(8989);

        //2.获取连接的客户端的socket
        Socket clientSocket = ss.accept();


        //3.向客户端发送数据
        //BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(clientSocket.getOutputStream()));
        PrintStream ps = new PrintStream(clientSocket.getOutputStream());
        ps.println("登录成功");

        //输出完毕
        clientSocket.shutdownOutput();

        //4.接收客户端发来的数据
        BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(clientSocket.getInputStream()));
        String line = null;
        while ((line = br.readLine()) != null){
            System.out.println(line);
        }
    }
}

2.服务器端向客户端发送可变信息

class MyClient{
    public static void main(String[] args){
        //连接服务器端的socket
        Socket socket = null;
        try {
            socket = new Socket("10.129.19.144",8888);

            //接收服务器端信息
            BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
            String line = null;

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

            //从键盘输入数据 发送给服务器端

        } catch (IOException e) {
            System.out.println("网络出错 请重新登录");
        }finally {
            //关闭连接
            try {
                socket.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}
class MyServer{
    public static void main(String[] args){
        //创建ServerSocket
        try (ServerSocket ss = new ServerSocket(8888)){
            //接听客户端的连接
            Socket socket = ss.accept();

            //从终端接收数据
            BufferedReader keyin = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
            //获取向客户端输出数据的数据流
            PrintStream ps = new PrintStream(socket.getOutputStream());
            String line = null;

            while((line = keyin.readLine()) != null){
                //发送给客户端
                ps.println(line);
            }

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

3.客户端向服务器端上传图片

class Client{
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //连接服务器 获取socket
        Socket socket = new Socket("10.129.19.144",8080);

        //创建服务器端对应的输入流 用于接收服务器端发来的数据
        BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
        System.out.println(br.readLine());

        //向服务器端发送文件(图片)
        //1.将文件写入到内存
        String path = "C:\\Users\\管理员\\Desktop\\1.jpg";
        FileInputStream fis = new FileInputStream(path);

        //2.创建字节流 outputStream
        BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(socket.getOutputStream());

        //3.将文件的内容一点一旦地传输给服务器
        byte[] buf = new byte[1024];
        int len = -1;
        while ((len = fis.read(buf)) != -1){
            bos.write(buf,0,len);
        }
        socket.shutdownOutput();
    }
}
class Server{
    public static void main(String[] args) throws IOException{
        //创建服务器端的ServerSocket
        ServerSocket ss = new ServerSocket(8080);

        //监听客户端连接
        //当有客户端来连接这个服务器 就可以得到对应的socket
        //当没有客户端来连接 服务器一直在这里等待
        Socket socket = ss.accept();

        //创建客户端对应的输出流 用于向这个客户端发送数据
        PrintStream ps = new PrintStream(socket.getOutputStream());
        ps.println("连接已成功 可以发数据");

        //接收客户端传递过来的图片
        BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(socket.getInputStream());
        //文件对应的输出流
        String path = "E:\\JavaCourse\\day1\\src\\main\\java\\day13\\media\\2.jpg";
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream(path);

        byte[] buf = new byte[2014];
        int len = -1;
        while ((len = bis.read(buf)) != -1){
            fos.write(buf,0,len);
        }
    }
}

心得体会

今天学习的内容可以说是有些难度,与前面的内容串联得也很紧致,实在有些吃不消;但是我发现程序这个东西就是要多写,今天反复写了几遍socket程序,现在也渐渐熟悉起来

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