达内javaSE_day14学习笔记 —— 网络编程、模拟会话聊天室

1. 网络编程概述

1.1 计算机网络

将独立的，分散的计算机系统(手机，电脑)通过线路，通信设备(路由器，交换机)连接起来，由软件来实在资源共享，信息传递的系统。

1.2 网络模型

• OSI开放式系统互联。国际标准组织制定了OS七层网络模型（Open System Interconnection）模型
• OSI七层网络模型
  物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层

1.3 协议

• 事先规定好的通信规则
• 协议分类：
  • 公有：IP、HTTP、UDP
  • 私有： JDBC连接数据库的总协议

网络层：IP
传输层：UDP、TCP
应用层：FTP（上传下载（响应成功后不断开））、HTTP（宣传性网站（响应成功后断开））、HTTPS

1.4 IP地址

• IP地址：标识网络上的唯一一台计算机
• IP地址分为两个版本：IPv4（32位二进制）、IPv6（128位二进制）

1.5 端口

• 范围：0-65535
• (0-1024）是预留的端口号，已经被某些服务器占用

1.6域名解析

解析成IP地址
localhost(www.163.com) --> 127.0.0.1(72.1.1.1)

2. Java中的网络编程

2.1 UDP通信——写信

• 不需要创建连接
• 通过发送数据包通信 每个数据包最大64kb
• 不可靠的传输机制
• 传输速度快
• 追求速度快，可靠性要求不高的场景下 — 视频聊天

2.2 TCP通信——打电话

• 需要先创建连接。并且在创建连接的过程中，需要经过三次握手
• 底层通过 流 发送数据，数据大小没有限制
• 可靠的传输机制 – 丢包重发 包的顺序的保障
• 传输速度相对较慢
• 对于速度要求不太高，但是对可靠性要求比较高的场景下 - 文件上传 下载

eg:
要先启动接收端，再启动发送端


因为TCP在通信的过程中是需要创建连接的，

• 连接的发起者称为客户端；
• 监听端口等待被连接的一端称为服务端
  
  服务端：
  
  客户端：
  

案例：实现文件上传服务器

/**
 * 实现上传功能
 */
public class DemoUploadServer {
	public static void main(String[] args) throws IOException{
		//1.创建套接字对象
		ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(4444);
		Socket socket = serverSocket.accept();		
		//2.获取输入流对象，解析数据
		InputStream inputStream = socket.getInputStream();
		byte[] b = new byte[1];
		String str = "";
		while(!str.endsWith("\r\n")) {
			inputStream.read(b);
			str += new String(b);
		}
		//str="11\r\n";
		int fileNameLen = Integer.parseInt(str.substring(0,str.length()-2)); //[0,2)
		byte[] fileNameArr = new byte[fileNameLen];
		inputStream.read(fileNameArr);
		//文件名
		String fileName = new String(fileNameArr);		
		byte[] b2 = new byte[1];
		String str2 = "";
		while(!str2.endsWith("\r\n")) {
			inputStream.read(b2);
			str2 += new String(b2);
		}
		int fileLen = Integer.parseInt(str2.substring(0,str2.length()-2));
		byte[] fileArr = new byte[fileLen];
		inputStream.read(fileArr);		
		//3.创建文件的输出流，把数据文件的数据（byte），写到upload文件夹下，文件夹名为原数据文件的名字
		FileOutputStream fileOut = new FileOutputStream("upload/"+fileName);
		fileOut.write(fileArr);
		fileOut.close();		
		//4.使用输出流响应客户端的请求“上传成功！”
		OutputStream out = socket.getOutputStream();
		PrintWriter pWriter = new PrintWriter(out);//可以放字符流和字节流
		pWriter.println("上传成功！");//ln换行表示输入输出流结束
		pWriter.flush();//把没满的数据从缓冲区中推出来		
		//5.关闭流，关闭套接字对象
		pWriter.close();
		socket.close();
		serverSocket.close();
	}
}

/**
 * 实现上传功能
 */
public class DemoUploadClient {
	public static void main(String[] args) throws IOException {
		//1.创建套接字对象
		Socket socket = new Socket("127.0.0.1",4444);		
		//2.使用输出流输入数据文件内容
		OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();
				
		//11 表示数据文件的文件名的长度（为了不浪费内存，也防止丢了数据）;  \r回车  \n换行 ;  read_v1.txt表示传递给服务器的文件名 ;   100表示文件长度;    代码修正...表示文件内容 
		//[11\r\nread_v1.txt100\r\n代码修正...]
		File file = new File("read_v1.txt");
		//当前文件名长度
		outputStream.write((file.getName().getBytes().length+"\r\n").getBytes());
		//文件名
		outputStream.write(file.getName().getBytes());
		//文件长度
		outputStream.write((file.length()+"\r\n").getBytes());
		//写文件内容
		FileInputStream fileIn = new FileInputStream(file);
		byte[] buff = new byte[(int) file.length()];
		fileIn.read(buff);
		fileIn.close();
		outputStream.write(buff);		
		//5.接收服务器的响应
		InputStream inputStream = socket.getInputStream();
		BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(inputStream));//字节流转换为字符流
		String msg = bufferedReader.readLine();
		System.out.println(msg);		
		//6.close()
		outputStream.close();
		inputStream.close();
		bufferedReader.close();
		socket.close();
	}
}

练习：模拟会话聊天室

v1:
代码修正
1.定义成员变量套接字
2.在构造方法中初始化
3.start方法处理读写
4.main方法创建对象，调用start方法

客户端：

public class Client {
	private Socket socket;
	public Client(){
		try {
			socket = new Socket("localhost",5555);
		} catch (IOException e) {
			// TODO Auto-generated catch block
			e.printStackTrace();
		}
	}
	public void start() throws IOException {
		//获取输出流，写信息
		OutputStream os = socket.getOutputStream();
		PrintWriter pw = new PrintWriter(os);
		pw.println("啦啦啦");
		pw.flush();
		
		//获取输入流，读信息
		InputStream is = socket.getInputStream();
		BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(is));
		String msg = br.readLine();
		System.out.println(msg);		

		//关闭流，关闭套接字
		br.close();
		socket.close();
	}
	public static void main(String[] args) throws IOException {
		Client client = new Client();
		client.start();
	}
}

服务端：

public class Server {
	ServerSocket serverSocket;
	Socket socket;
	public Server() throws IOException {
		serverSocket = new ServerSocket(5555);
		socket = serverSocket.accept();
	}
	public void Start() throws IOException {
		//获取输入流对象，读客户端的数据
		InputStream is = socket.getInputStream();
		BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(is));
		String msg = br.readLine();
		System.out.println(msg);
		
		//处理后的结果通过输出流，写出去
		OutputStream os = socket.getOutputStream();
		PrintWriter pw = new PrintWriter(os);
		pw.println(msg);
		pw.flush();
		
		//关闭流，关闭套接字对象
		br.close();
		pw.close();
		socket.close();
		serverSocket.close();
	}
	public static void main(String[] args) throws IOException {
		Server server = new Server();
		server.Start();
	}
}

v2:
控制台一对一会话
在客户端实现接收控制台输入

在v1的基础上，将客户端的写信息模块改进为控制台输入。

//客户端
//获取输出流，写信息
		OutputStream os = socket.getOutputStream();
		PrintWriter pw = new PrintWriter(os);
		Scanner scanner = new Scanner(System.in);
		System.out.println("input:");
		String str = scanner.next();
		pw.println(str);
		pw.flush();

v3：
一个客户端和服务器多次会话
客户端使用while循环输入
服务器端使用while循环接收数据

在v2的基础上，将服务端中的start() 处理读写的方法改进到while循环中。

//服务端
public void Start() throws IOException {
		Socket socket = serverSocket.accept();
		OutputStream os = null;
		InputStream is = null;
		PrintWriter pw = null;
		BufferedReader br = null;
		try {
			while(true) {
				//获取输入流对象，读客户端的数据
				is = socket.getInputStream();
				br = new BufferedReader(new InputStreamReader(is));
				String msg = br.readLine();				
				System.out.println(msg);
				msg+="好的呢";
				
				//处理后的结果通过输出流，写出去
				os = socket.getOutputStream();
				pw = new PrintWriter(os);
				pw.println(msg);
				pw.flush();
			}
		}catch(IOException e){
			e.printStackTrace();
		}finally {		
			//关闭流，关闭套接字对象
			br.close();
			pw.close();
			socket.close();
			serverSocket.close();
		}
	}