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菜鸟之路Day21一一网络编程（一）

作者：blue

时间：2025.3.2

0.概述

内容学习自黑马程序员BV1yW4y1Y7Ms

1.初识网络编程

①什么是网络编程：计算机与计算机之间通过网络进行数据传输

②常见软件架构有哪些：CS/BS

③通信的软件架构CS/BS各有什么区别和优缺点

​ CS:客户端服务端模式需要开发客户端

​ BS:浏览器服务端模式不需要开发客户端

​ CS:适合定制专业化的办公软件如：IDEA，网游

​ BS：适合移动互联网应用，可以在任何地方随时访问的系统

2.网络编程三要素

IP：设备在网络中的地址，是唯一的标识

端口号：应用程序在设备中唯一的标识

协议：数据在网络中传输的规则，常见的协议有UDP，TCP，http，https，ftp

3.InetAddress类的使用

InetAddress类表示互联网协议（IP）地址

public class myInetAddressDemo1 {public static void main(String[] args) throws UnknownHostException {/** static InetAddress getByName(String host) 确定主机名称的IP地址。主机名称可以是机器名称，也可以是IP地址* String getHostName() 获取此IP地址的主机名* String getHostAddress() 返回文本显示中IP地址字符串* *///获取InetAddress对象//IP的对象或者说是主机的对象InetAddress address = InetAddress.getByName("LAPTOP-CFHO6DM4");//InetAddress address = InetAddress.getByName("192.168.213.203");System.out.println(address);//获取主机名String hostName = address.getHostName();System.out.println(hostName);//获取对应的ipString ip = address.getHostAddress();System.out.println(ip);}
}

4.UDP通信程序

4.1发送数据

①创建发送端的DatagramSocket对象；②数据打包（DatagramPacket）

③发送数据；④释放资源

public class SendMessageDemo {public static void main(String[] args) throws IOException {//1.创建发送端的DatagramSocket对象//细节：//绑定端口，以后我们就是通过这个端口往外发送//空参：所有可用的都拗口中随机一个进行使用//有参：指定端口号进行绑定DatagramSocket ds = new DatagramSocket();//2.打包要发送的数据String str = "好好学习，天天向上";byte[] bytes = str.getBytes();//转为字节数组InetAddress ip = InetAddress.getByName("127.0.0.1");int port = 10086;DatagramPacket dp = new DatagramPacket(bytes,bytes.length,ip,port);//3.发送数据ds.send(dp);//4.释放资源ds.close();}
}

4.2接受数据

①创建接收端的DatagramSocket对象；②接收打包好的数据

③解析数据包；④释放资源

public class ReceiveMessageDemo {public static void main(String[] args) throws IOException {//1.创建DatagramSocket对象//注意：此时接收端所指定的端口号，必须与发送方的目的端口号相一致才能接收到数据DatagramSocket ds = new DatagramSocket(10086);//2.接收打包好的数据byte[] bytes = new byte[1024];//创建一个字节数组来存放接收到的数据DatagramPacket dp = new DatagramPacket(bytes,bytes.length);ds.receive(dp);//接收数据，注意，这个方法是阻塞的，收不到数据程序就会停在这里//3.解析数据包byte[] data = dp.getData(); //获取接收到的字节数组int length = dp.getLength();//获取数据报文的长度int port = dp.getPort(); //获取发送方的端口号InetAddress ip = dp.getAddress();//获取发送方的ipSystem.out.println("收到数据："+new String(data,0,length));System.out.println("数据长度："+length);System.out.println("数据从发送方的"+port+"端口发出");System.out.println("发送方的IP地址为："+ip);//4.释放资源ds.close();}
}

4.3UDP通信程序练习（聊天室）

按照下面的要求实现程序

UDP发送数据:数据来自于键盘录入，直到输入的数据是886，发送数据结束

UDP接收数据:因为接收端不知道发送端什么时候停止发送，故采用死循环接收

发送端：

public class SendMessage {public static void main(String[] args) throws IOException {//发送端DatagramSocket ds = new DatagramSocket();Scanner sc = new Scanner(System.in);while (true) {System.out.println("请输入你想说的话");String str = sc.nextLine();InetAddress ip = InetAddress.getByName("127.0.0.1");int port = 10086;//目的端口和目的地址DatagramPacket dp = new DatagramPacket(str.getBytes(),str.getBytes().length,ip,port);ds.send(dp);//发送数据if("886".equals(str)) break;}//释放资源ds.close();}
}

接收端：

public class ReceiveMessage {public static void main(String[] args) throws IOException {//接收端DatagramSocket ds = new DatagramSocket(10086);byte[] bytes = new byte[1024];DatagramPacket dp = new DatagramPacket(bytes, bytes.length);while (true) {ds.receive(dp);byte[] data = dp.getData();int length = dp.getLength();String ip = dp.getAddress().getHostAddress();String name = dp.getAddress().getHostName();System.out.println("收到来自ip为:"+ip+"主机名为:"+name+"所发送的信息:"+new String(data,0,length));}}
}

4.4单播，组播，广播

单播：上述代码都是单播

组播：组播地址：224.0.0.0 - 239.255.255.255，其中224.0.0.0 - 224.0.0.255为预留的组播地址

同一分组的ip都可以接收到信息

组播发送端

public class SendMessage {public static void main(String[] args) throws IOException {//组播发送端//创建MulticastSocket对象MulticastSocket ms = new MulticastSocket();//创建DatagramPacket对象String str = "你好，你好";byte[] bytes = str.getBytes();InetAddress ip = InetAddress.getByName("224.0.0.1");int port = 10086;DatagramPacket dp = new DatagramPacket(bytes,bytes.length,ip,port);//发送数据ms.send(dp);//释放资源ms.close();}
}

组播接收端

有多个组播接收端，只要接收端的ip为发送端目的的组播ip，就都能收到信息

public class ReceiveMessageOne {public static void main(String[] args) throws IOException {//组播接收端//创建MulticastSocket对象MulticastSocket ms = new MulticastSocket(10086);//将当前本机，添加到224.0.0.1这一组中InetAddress ip = InetAddress.getByName("224.0.0.1");ms.joinGroup(ip);//创建DatagramPacket对象byte[] bytes = new byte[1024];DatagramPacket dp = new DatagramPacket(bytes, bytes.length);//接收数据ms.receive(dp);//解析数据byte[] data = dp.getData();int length = dp.getLength();String HostAddress = dp.getAddress().getHostAddress();String name = dp.getAddress().getHostName();System.out.println("收到来自ip为:"+HostAddress+"主机名为:"+name+"所发送的信息:"+new String(data,0,length));//释放资源ms.close();}
}

广播：广播地址：255.255.255.255

局域网内任意ip都可以接收到信息

只需要将目的ip改为：255.255.255.255

public class SendMessageDemo {public static void main(String[] args) throws IOException {//1.创建发送端的DatagramSocket对象//细节：//绑定端口，以后我们就是通过这个端口往外发送//空参：所有可用的端口中随机一个进行使用//有参：指定端口号进行绑定DatagramSocket ds = new DatagramSocket();//2.打包要发送的数据String str = "好好学习，天天向上";byte[] bytes = str.getBytes();//转为字节数组InetAddress ip = InetAddress.getByName("255.255.255.255");int port = 10086;DatagramPacket dp = new DatagramPacket(bytes,bytes.length,ip,port);//3.发送数据ds.send(dp);//4.释放资源ds.close();}
}

5.TCP通信程序

TCP通信协议是一种可靠的网络协议，它在通信的两端各建立一个Socket对象

通信之前要保证连接已经建立

通过Socket产生IO流来进行网络通信

客户端流程：

①创建客户端Socket对象（Socket）与指定服务端连接

Socket(String host,int port)

②获取输出流，写数据

OutputStream getOutputStream()

③释放资源

void close()

public class Client {public static void main(String[] args) throws IOException {//创建客户端Socket对象（Socket）与指定服务端连接Socket socket = new Socket("127.0.0.1",10000);//获取输出流，写数据OutputStream os = socket.getOutputStream();os.write("aaaa".getBytes());//释放资源os.close();socket.close();}
}

服务端流程：

①创建服务器端的Socket对象（ServerSocket）

ServerSocket(int port)

②监听客户端连接，返回一个Socket对象

Socket accpet()

③获取输入流，读数据，并把数据显示在控制台

InputStream getInputStream()

④释放资源

void close()

public class Server {public static void main(String[] args) throws IOException {//创建服务器端的Socket对象（ServerSocket）ServerSocket ss = new ServerSocket(10000);//监听客户端连接，返回一个Socket对象Socket accept = ss.accept();//获取输入流，读数据，并把数据显示在控制台InputStream is = accept.getInputStream();int b;while((b=is.read())!=-1){System.out.println((char)b);}//释放资源is.close();ss.close();}
}

6.综合练习

6.1综合练习1（多发多收）

客户端：多次发送数据

服务器：接收多次接收数据，并打印

客户端

public class Client {public static void main(String[] args) throws IOException {Socket socket = new Socket("127.0.0.1",10000);Scanner sc = new Scanner(System.in);OutputStream os = socket.getOutputStream();while (true) {System.out.println("请输入你要发送的信息");String str = sc.nextLine();os.write(str.getBytes());if("886".equals(str)) break;}socket.close();}
}

服务端

public class Server {public static void main(String[] args) throws IOException {ServerSocket ss = new ServerSocket(10000);//监听Socket accept = ss.accept();InputStreamReader isr = new InputStreamReader(accept.getInputStream());int b;while((b= isr.read())!=-1){System.out.print((char)b);}//释放资源accept.close();ss.close();}
}

6.2综合练习2（接收并反馈）

客户端:发送一条数据，接收服务端反馈的消息并打印

服务器:接收数据并打印，再给客户端反馈消息

客户端

public class Client {public static void main(String[] args) throws IOException {//创建Socket对象Socket socket = new Socket("127.0.0.1",10000);//发送数据OutputStream os = socket.getOutputStream();String str="见到你很高兴！";os.write(str.getBytes());//写一个结束标志socket.shutdownOutput();//接受服务器端返回数据InputStreamReader isr = new InputStreamReader(socket.getInputStream());int b;while((b= isr.read())!=-1){System.out.println((char)b);}//释放资源socket.close();}
}

服务端

public class Server {public static void main(String[] args) throws IOException {//创建ServerSocket对象ServerSocket ss = new ServerSocket(10000);//监听客户端Socket socket = ss.accept();//接收来自客户端的数据InputStreamReader isr = new InputStreamReader(socket.getInputStream());int b;while((b= isr.read())!=-1){System.out.println((char)b);}//对客户端进行反馈OutputStream os = socket.getOutputStream();String str="有多开心呢？";os.write(str.getBytes());socket.close();ss.close();}
}

6.3综合练习3（上传文件）

客户端:将本地文件上传到服务器。接收服务器的反馈。

服务器:接收客户端上传的文件，上传完毕之后给出反馈。

客户端

public class Client {public static void main(String[] args) throws IOException {//创建SocketSocket socket = new Socket("127.0.0.1",10000);//读本地文件的数据，然后发出去BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream("src\\ClientDir\\girl1.jpg"));BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(socket.getOutputStream());int len;byte[] bytes = new byte[1024*5];while((len=bis.read(bytes))!=-1){bos.write(bytes,0,len);}bis.close();//结束标志，很关键socket.shutdownOutput();//接收服务端反馈InputStreamReader isr = new InputStreamReader(socket.getInputStream());int B;while((B=isr.read())!=-1){System.out.println((char)B);}//释放资源socket.close();}
}

服务器

public class Server {public static void main(String[] args) throws IOException {//创建ServerSocket对象ServerSocket ss = new ServerSocket(10000);//监听客户端Socket socket = ss.accept();//接收客户端发来的数据，写到本地BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(socket.getInputStream());BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("src\\ServerDIr\\girl1.jpg"));int len;byte[] bytes = new byte[1024*5];while((len=bis.read(bytes))!=-1){bos.write(bytes,0,len);}bos.close();//向客户端反馈BufferedOutputStream Bos = new BufferedOutputStream(socket.getOutputStream());Bos.write("上传成功".getBytes());Bos.flush(); // 刷新输出流，确保数据发送到客户端//释放资源socket.close();ss.close();}
}

6.4综合练习4（解决上一题文件名重复的问题）

我们可以用UUID这个类，来形成随机的文件名称

public class UUIDdemo {public static void main(String[] args) {String str = UUID.randomUUID().toString().replace("-","");System.out.println(str);}
}

修改上题的服务端代码，将文件名替换为随机的UUID

public class Server {public static void main(String[] args) throws IOException {//创建ServerSocket对象ServerSocket ss = new ServerSocket(10000);//监听客户端Socket socket = ss.accept();//接收客户端发来的数据，写到本地BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(socket.getInputStream());String name = UUID.randomUUID().toString().replace("-","");//随机的文件名BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("src\\ServerDIr\\"+name+".jpg"));int len;byte[] bytes = new byte[1024*5];while((len=bis.read(bytes))!=-1){bos.write(bytes,0,len);}bos.close();//向客户端反馈BufferedOutputStream Bos = new BufferedOutputStream(socket.getOutputStream());Bos.write("上传成功".getBytes());Bos.flush(); // 刷新输出流，确保数据发送到客户端//释放资源socket.close();ss.close();}
}

6.5综合练习5（上传文件一一多线程版）

Runnable类

public class MyRunnable implements Runnable{Socket socket;public MyRunnable(Socket socket) {this.socket = socket;}@Overridepublic void run() {try {//接收客户端发来的数据，写到本地BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(socket.getInputStream());String name = UUID.randomUUID().toString().replace("-","");//随机的文件名BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("src\\ServerDIr\\"+name+".jpg"));int len;byte[] bytes = new byte[1024*5];while((len=bis.read(bytes))!=-1){bos.write(bytes,0,len);}bos.close();//向客户端反馈BufferedOutputStream Bos = new BufferedOutputStream(socket.getOutputStream());Bos.write("上传成功".getBytes());Bos.flush(); // 刷新输出流，确保数据发送到客户端} catch (IOException e) {throw new RuntimeException(e);} finally {if (socket!=null) { //做一个非空判断try {socket.close();} catch (IOException e) {throw new RuntimeException(e);}}}}
}

服务端

public class Server {public static void main(String[] args) throws IOException {//创建ServerSocket对象ServerSocket ss = new ServerSocket(10000);while (true) {//监听客户端Socket socket = ss.accept();//开启一条线程，一个用户对应服务端一条线程new Thread(new MyRunnable(socket)).start();}}
}

6.6综合练习6（线程池优化）

频繁创建线程并销毁非常浪费系统资源，所以要用线程池优化，需要更改的只有服务端的代码

服务端

public class Server {public static void main(String[] args) throws IOException {//创建ServerSocket对象ServerSocket ss = new ServerSocket(10000);//线程池ThreadPoolExecutor poolExecutor = new ThreadPoolExecutor(3,//核心线程数量，不能小于016,//最大线程数，不能小于0，最大数量 >= 核心线程数量60,//空闲线程最大存活时间TimeUnit.SECONDS,//时间单位new ArrayBlockingQueue<>(3),//任务队列Executors.defaultThreadFactory(),//创建线程工厂new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy()//任务的拒绝策略);while (true) {//监听客户端Socket socket = ss.accept();//开启一条线程，一个用户对应服务端一条线程poolExecutor.submit(new MyRunnable(socket));}}
}