1、1第3章 線程和網絡編程-網絡編程重點內容: 1 網絡編程基礎2 基于TCP的網絡編程 3 基于UDP的網絡編程21、 網絡編程基礎1 通信協議TCP/IP模型，TCP/IP起源于美國國防部高級研究規劃署(DARPA)的一項研究計劃實現若干臺主機的相互通信。現在TCP/IP已成為Internet上通信的工業標準。TCP/IP模型包括4個層次：與ISO/OSI的7層結構有所簡化。 應用層 傳輸層 網絡層 網絡接口1 網絡編程基礎3各層所使用的協議主要有：應用層：遠程登錄協議Telnet、文件傳輸協議FTP、超文本傳輸協議HTTP、域名服務DNS、簡單郵件傳輸協議SMTP、郵局協議POP3 等。傳

2、輸層：傳輸控制協議TCP、用戶數據報協議UDP。網絡層：網際協議IP Internet控制報文協議ICMP、Internet組管理協議IGMP等。1 網絡編程基礎4 TCP協議TCP（Transmission Control Protocol），指的是傳輸控制協議，它是主要負責數據的分組和重組。在簡化的計算機網絡OSI模型中，它完成傳輸層所指定的功能TCP是一個“可靠的”、面向連結的傳輸機制，通過三次握手建立連接。它提供一種可靠的字節流保證數據完整、無損并且按順序到達1 網絡編程基礎5UDP協議UDP（User Datagram Protocol）指的是用戶數據報協議。和TCP一樣都是網絡傳輸

3、層上的協議，但與TCP有本質的區別UDP是“不可靠”、無連結和面向消息的協議，它使用數據報進行傳輸1 網絡編程基礎62端口端口（Port）可以被理解成計算機與外界通信交流的窗戶。網絡上的一臺計算機可以提供多種服務，單靠IP地址無法將它們區別開，所以通過“IP地址+端口號”的形式來區分不同的服務端口號是一個整數，通常范圍在065535。小于1024的端口號一般的分配給特定的服務協議的1 網絡編程基礎73套接字（socket）的引入為了方便開發網絡應用軟件，最早由美國佰克利大學在Unix上推出了一種應用程序訪問通信協議的操作系統調用socket（套接字）。Socket的出現使程序員可以很方便地訪問

4、TCP/IP，從而開發各種網絡應用程序。隨著Unix的應用推廣，套接字在編寫網絡軟件中得到了極大的普及。后來，套接字又被引進了Windows等操作系統中。Java語言也引入了套接字編程模型。1 網絡編程基礎8套接字套接字，是支持TCP/IP的網絡通信的基本操作單元，可以看成在兩個程序進行通訊連接中的一個端點，是連接應用程序和網絡驅動程序的橋梁，Socket在應用程序中創建，通過綁定與網絡驅動建立關系通常用的TCP/IP協議的3種套接字類型有 流套接字（SOCK_STREAM）、數據報套接字（SOCK_DGRAM）、原始套接字（SOCK_RAW）流套接字用于提供面向連接、可靠的數據傳輸服務數據報

5、套接字提供了一種無連接的服務原始套接字（SOCK_RAW）：原始套接字可以讀寫內核沒有處理的IP數據包，可以進行比較底層的操作。一般的程序也涉及不到原始套接字。1 網絡編程基礎9客戶/服務器模式C/S（Client/Server，客戶機/服務器）模式又稱C/S結構，是20世紀80年代末逐步成長起來的一種模式，是軟件系統體系結構的一種C/S結構的關鍵在于功能的分布，一些功能放在前端機（即客戶機）上執行，另一些功能放在后端機（即服務器）上執行客戶機/服務器的通信基于套接字。套接字是internet通信的端點。可以理解為是客戶機和服務器之間的兩端在 Berkeley 套接字中，套接字的概念允許單個計

6、算機同時服務于很多不同的客戶，并能夠提供不同類型信息的服務1 網絡編程基礎10Java與網絡Java 通過擴展流式輸入/輸出接口和增加在網絡上建立輸入/輸出對象特性這兩個方法支持 TCP/IPJava 支持TCP和UDP協議族Java提供的網絡功能主要有三大類：URL、Socket、DatagramTCP用于網絡的可靠的流式輸入/輸出。UDP支持更簡單的、快速的、點對點的數據報模式1 網絡編程基礎11URL類URL 提供了一個相當容易理解的形式來唯一確定或對 Internet 上的信息進行編址在 Java 的網絡類庫中，URL 類為用URL在Internet 上獲取信息提供了一個簡單的、簡潔的

7、用戶編程接口（API）URL規范以四個元素為基礎：所用到的協議、主機名或所用主機的IP地址、端口號、實際的文件路徑如:/home/welcome.html1 網絡編程基礎12URL類中常用方法方法名稱方法說明public URL(String addr) throws MalformedURLException創建一個給定資源地址的URL對象，這里，addr應是一個合法的URL值。public URL(String protocol,String host, String file) throws MalformedURLException創建一個擁有指定協議名稱、主機名、文件名的URL對象p

8、ubic URL(String protocol, String host, int port, String file) throws MaformedURLException創建一個擁有指定協議名稱、主機名、端口號、文件名的URL對象public String getProtocol()返回URL中的協議名稱1 網絡編程基礎13方法名稱方法說明public String getHost()返回URL中的主機名public int getPort()返回URL中的端口號。如果URL中沒有設定端口號，該函數返回-1。public String getFile()返回URL中的文件名部分publ

9、ic String getRef()返回URL的引用。public String toString()返回整個URL值URL類中常用方法1 網絡編程基礎14URL類舉例 import .*;public class Test public static void main(String args) throws MalformedURLException URL hp = new URL(/download); System.out.println(Protocol: + hp.getProtocol(); System.out.println(Port: + hp.getPort(); Sy

10、stem.out.println(Host: + hp.getHost(); System.out.println(File: + hp.getFile(); System.out.println(Ext: + hp.toExternalForm(); Protocol: httpPort: -1Host: File: /downloadExt:/download1 網絡編程基礎15URL類舉例通過URL類我們可以從網絡上獲取想要的資源.方法是調用 URL類中的方法 openConnection(),創建一個URLConnection對象，用該對象創建輸入/輸出流,這樣網絡上的資源就可以流入本

11、地了.下面來看一個通過URL下載文件的例子:1 網絡編程基礎16使用URL下載文件的例子:import java.awt.*;import java.awt.event.*;import .*;import java.io.*;public class Download public static void main(String args) Frame f=new Frame(“程序下載);f.setSize(600,400);f.setLocation(100,100);1 網絡編程基礎17Panel p=new Panel(); Label l=new Label(Please inpu

12、t URL:);final TextField tf=new TextField(30);p.add(l);p.add(tf);f.add(p,North);final TextArea ta=new TextArea();f.add(ta,Center);Button btn=new Button(Download);f.add(btn,South);btn.addActionListener(this); 使用URL下載文件的例子:1 網絡編程基礎18public void actionPerformed(ActionEvent e) String str=tf.getText();try

13、 URL url=new URL(str); URLConnection urlConn=url.openConnection(); String line=System.getProperty(line.separator); ta.append(Host: +url.getHost(); ta.append(line); ta.append(Port: +url.getPort(); ta.append(line); ta.append(ContentType: +urlConn.getContentType(); ta.append(line); ta.append(ContentLen

14、gth: +urlConn.getContentLength(); InputStream is=urlConn.getInputStream(); FileOutputStream fos=new FileOutputStream(“d.html); int data; while(data=is.read()!=-1) fos.write(data); is.close(); fos.close();catch(Exception ex) ex.printStackTrace(); 使用URL下載文件的例子:1 網絡編程基礎19 f.addWindowListener(new Window

15、Adapter() public void windowClosing(WindowEvent e) System.exit(0); ); f.show(); 使用URL下載文件的例子:1 網絡編程基礎20執行結果:返回使用URL下載文件的例子:1 網絡編程基礎212 基于TCP的網絡編程Java的TCP編程是通過流式套接字實現的。流式套接字用于在主機和 Internet 之間建立可靠的、雙向的、持續的、點對點的流式連接。J包中有兩類TCP套接字。一種是服務器端的套接字serverSocket類 ，另一種是客戶端的套接字Socket類。Socket類：表示雙向連接的客戶端。ServerSock

16、et類：表示雙向連接的服務端Java實用編程技術22基于TCP的Socket編程ServerServerSocket(int port)Socket.accept()OutputStreamSocket.getOutputSrteam()InputStreamSocket.getInputStream()Socketclose()ClientSocket(inetAddress Address, int port)OutputStreamSocket.getOutputSrteam()InputStreamSocket.getInputStream()Socketclose()2 基于TCP的

17、網絡編程23服務器程序編寫:1.調用ServerSocket(int port)創建一個服務器端套接字,并綁定到指定端口上;2.調用accept(),監聽連接請求,如果客戶端請求連接,則接受連接,返回通信套接字.3.調用Socket類的getOutputStream()和getInputStream()獲取輸出流和輸入流,開始網絡數據的發送和接受.4.最后關閉通信套接字.2 基于TCP的網絡編程24客戶端程序編寫:1.調用Socket()創建一個流套接字,并連接到服務器端;2.調用Socket類的OutputStream()和getInputStream獲取輸出流和輸入流,開始網絡數據的發送和

18、接受3.最后關閉通信套接字.2 基于TCP的網絡編程25下面是一個典型的創建Server端ServerSocket的過程: ServerSocket server=null;try server=new ServerSocket(4700); /創建一個ServerSocket在端口4700監聽客戶請求catch(IOException e)System.out.println(can not listen to :+e);Socket socket=null;try socket=server.accept(); /accept()是一個阻塞的方法，一旦有客戶請求， /它就會返回一個Sock

19、et對象用于同客戶進行交互catch(IOException e)System.out.println(Error:+e);2 基于TCP的網絡編程26下面是一個典型的創建客戶端Socket的過程:trySocket socket=new Socket( ,4700); /是TCP/IP協議中默認的本 /機地址catch(IOException e)System.out.println(Error:+e);2 基于TCP的網絡編程27import java.io.*;import .*;public class ServerSoc public static void server()try

20、ServerSocket ss=new ServerSocket(6000); System.out.println(“服務器已經啟動”); Socket s=ss.accept(); OutputStream os=s.getOutputStream(); InputStream is=s.getInputStream(); os.write(Hello,welcom you!.getBytes(); byte buf=new byte100; int len=is.read(buf); System.out.println(服務器收到客戶信息：+ new String(buf,0,len)

21、; os.close(); is.close(); ss.close();catch(Exception ex) ex.printStackTrace(); 2 基于TCP的網絡編程TCP通信例子:28import java.io.*;import .*;public class ClientSoc public static void main(String args) client(); public static void client() try Socket s=new Socket(InetAddress.getByName(localhost),6000); OutputStre

22、am os=s.getOutputStream(); InputStream is=s.getInputStream(); os.write(Hello,this is zhangsan.getBytes(); byte buf=new byte100; int len=is.read(buf); System.out.println(客戶收到服務器信息： “ +new String(buf,0,len); os.close(); is.close(); s.close(); catch(Exception ex) ex.printStackTrace(); 2 基于TCP的網絡編程TCP通信

23、例子:29服務器窗口顯示:服務器收到客戶信息：Hello,this is zhangsan客戶端窗口顯示:客戶收到服務器信息： Hello,welcom you!2 基于TCP的網絡編程TCP通信例子:30import .*;import java.io.*;public class DemoSocket extends Threadprivate Socket s;public DemoSocket(Socket s)this.s=s; public void run() tryOutputStream os=s.getOutputStream();InputStream is=s.getI

24、nputStream();os.write(Hello,welcom you!.getBytes();byte buf=new byte100;int len=is.read(buf);System.out.println(服務器端收到客戶端信息： “ + new String(buf,0,len);os.close();is.close();s.close(); catch(Exception ex) ex.printStackTrace(); 2 基于TCP的網絡編程TCP多線程編程31public static void server() tryServerSocket ss=new S

25、erverSocket(6000);while(true)Socket s=ss.accept();new DemoSocket(s).start(); catch(Exception ex)ex.printStackTrace(); 2 基于TCP的網絡編程TCP多線程編程32public static void client() trySocket s=new Socket(InetAddress.getByName(null),6000);OutputStream os=s.getOutputStream();InputStream is=s.getInputStream(); os.w

26、rite(Hello,this is zhangsan.getBytes();byte buf=new byte100;int len=is.read(buf);System.out.println(客戶端收到服務器端信息： “ +new String(buf,0,len);os.write(Hello,this is wuxing.getBytes();os.close();is.close();s.close(); catch(Exception ex)ex.printStackTrace(); 2 基于TCP的網絡編程TCP多線程編程33public static void main(S

27、tring args) if(args.length0)server();elseclient();2 基于TCP的網絡編程TCP多線程編程34服務器端收到客戶端信息： Hello,this is wuxing服務器端收到客戶端信息： Hello,this is zhangsan服務器端收到客戶端信息： Hello,this is wuxing客戶端窗口1顯示:客戶收到服務器信息： Hello,welcom you!客戶端窗口2顯示:客戶收到服務器信息： Hello,welcom you!服務器窗口顯示:2 基于TCP的網絡編程TCP多線程編程353 基于UDP的網絡編程UDP協議 UDP是U

28、ser Datagram Protocol的簡稱，是一種無連接的協議，每個數據包都是一個獨立的信息，包括完整的源地址或目的地址，它在網絡上以任何可能的路徑傳往目的地，因此能否到達目的地，到達目的地的時間以及內容的正確性都是不能被保證的。使用UDP時，每個數據包中都給出了完整的地址信息，因此無需要建立發送方和接收方的連接。但使用UDP傳輸數據是有大小限制的，每個被傳輸的數據包必須限定在64 KB之內。36基于UDP的Socket編程接收端DatagramSocket(int port)DatagramPacket(byte buf, int length)DatagramSocket.recer

29、ve(DatagramPacket p)DatagramSocketclose()發送端DatagramSocket()DatagramPacket(bytebuf, int length,InetAddress address,Int port)DatagramSocket.send(DatagramPacket p)DatagramSocketclose()3 基于UDP的網絡編程37接收端程序編寫:1.調用DatagramSocket(int port)創建一個數據報套接字,并綁定到指定端口.2.調用DatagramPacket(byte buf, int length),創建一個字節數

30、組以接收UDP包.3.調用DatagramSocket類的receive(),接收UDP包.4.最后關閉數據報套接字3 基于UDP的網絡編程38發送端程序編寫:1.調用DatagramSocket()創建一個數據報套接字.2.調用DataramPacket(byte buf, int offset, int length,InetAddress address,int port),建立要發送的UDP包.3.調用DatagramSocket類的send(),發送UDP包4.最后關閉數據報套接字.3 基于UDP的網絡編程39UDP通信例子:package code;import .*;import

31、 java.io.*;public class UdpDemo public static void main(String args) if(args.length0)recev();elsesen();3 基于UDP的網絡編程40public static void recev() try DatagramSocket ds=new DatagramSocket(6000);byte buf=new byte100;DatagramPacket dp=new DatagramPacket(buf,100);ds.receive(dp);System.out.println(“接收端收到：

32、+new String(buf,0,dp.getLength();String str=Welcom you!;DatagramPacket dpSend=new DatagramPacket(str.getBytes(), str.length(), dp.getAddress(),dp.getPort();ds.send(dpSend);ds.close(); catch(Exception ex) ex.printStackTrace(); 3 基于UDP的網絡編程UDP通信例子:41public static void sen() tryDatagramSocket ds=new Da

33、tagramSocket();String str=Hello,this is zhangsan;DatagramPacket dp=new DatagramPacket(str.getBytes(), str.length(),InetAddress.getByName(localhost),6000);ds.send(dp);byte buf=new byte100;DatagramPacket dpRecv=new DatagramPacket(buf,100);ds.receive(dpRecv);System.out.println(“發送端： +new String(buf,0,d

34、pRecv.getLength();ds.close(); catch(Exception ex)ex.printStackTrace(); 3 基于UDP的網絡編程UDP通信例子:42接收端顯示:發送端顯示:發送端收到： Welcom you!接收端收到： Hello,this is zhangsan3 基于UDP的網絡編程43一個簡單的企業內部QQ實例該實例是UDP通信協議的應用.該實例有幾個模塊組成:主窗體類:EQ.java數據庫操作類:Dao.java用戶管理模塊:UserTreeRanderer.java通信模塊TelFrame.java4445public class EQ ext

35、ends Dialog public static void main(String args) try String laf = preferences.get(lookAndFeel, java默認); if (laf.indexOf(當前系統)-1) UIManager.setLookAndFeel(UIManager. getSystemLookAndFeelClassName(); EQ frame = new EQ(); frame.setVisible(true); frame.SystemTrayInitial();/ 初始化系統欄 frame.server(); frame.checkPlacard(); catch (Exception e) e.printStackTrace();46private void server() / 服務器啟動方法new Thread(new Runnable() public void run() while (true) if (ss != null) byte buf = new byte4096; DatagramPacket dp = new DatagramPacket(buf, buf.length); try ss.receive(dp); catch (IOException