第10章 网络程序设计

第10章网络程序设计Java语言最初是作为一种网络程序设计语言而出现的，因此具有强大的网络功能。Java所编写的网络程序，能够使用网络上的各种资源和数据，能够与服务器建立各种形式的连接和传输通道，能够让计算机间进行通信。10.1网络通信概述在介绍网络程序设计之前，首先要对网络有一定的认识，了解网络通信的有关概念。因此在这一节中，先对网络通信的相关知识作简要的介绍。10.1.1什么是网络通信计算机网络是把地理上分散、具有独立功能的计算机，用通信线路和通信设备连接起来，以实现资源共享的系统。计算机网络是由硬件系统、协议和软件组成。通信双方在通信过程中，必须共同遵守约定和规则。按网络覆盖的地理范围分类，分为局域网（LAN）（几十米至数公里）、城域网（MAN）（几十公里至数百公里）、广域网（WAN）（数百公里以上，甚至上万公里）。10.1.2网络协议基础在网络中，凡是涉及到两个或多个通信的远程实体，都会受到网络协议的制约。协议定义了在两个或多个通信实体之间，交换的报文格式以及报文传输时所采取的动作。OSI（OpenSystemInterconnection）参考模型将整个网络分为七层。10.1.3Java中所涉及到的网络应用类在Java语言中，提供网络功能的类都包含在包中，主要分为三大类：使用URL：使用套接字Socket：使用数据报Datagram方式：10.2一个简单的网络编程实例本小节介绍一个使用URL方式访问指定服务器资源的实例。该实例使用URL方式，编写程序实现一个简易的网页浏览器。10.3使用URL类IP地址用来唯一标识网络中的计算机，而URL则标识了网络中计算机上的资源。Java中使用URL类来封装URL相关的数据信息。使用URL类和URLConnetion类，都能够实现对一个服务器的访问，获取服务器上的资源。在这一节中，将向大家介绍URL类和URLConnetion类，以及如何使用这两个类的对象及方法，来实现对网络中URL资源的访问。10.3.1URL类中常用的方法创建URL类的对象，主要使用以下4种构造方法。构造方法作用URL(String

str)使用参数str指定的完整的Web地址，来创建一个URL对象URL(URLurl,Stringstr)使用指定的URL对象url作为基本地址，使用参数str作为相对路径来创建一个URL对象URL(Stringstr1,Stringstr2,Stringstr3)使用参数str1指定网络协议（例如http或ftp），参数str2指定主机名，参数str3作为相对路径来创建一个URL对象URL(Stringstr1,Stringstr2,intport,Stringstr3)使用参数str1指定网络协议（例如http或ftp），参数str2指定主机名，参数port指定端口号，参数str3作为相对路径来创建一个URL对象10.3.2使用URLConnetion类URLConnetion类的对象可以与指定URL建立动态连接。同时使用URLConnetion类的对象可以实现向服务器发送请求，将数据送回服务器。创建URLConnetion类的对象，一般都会使用URL对象的openConnection()方法来返回，如下代码片断所示：URLurl=newURL(“”);URLConnection

urlConn=url.openConnection();10.4使用InetAddress类获取IP地址信息InetAddress类是用来封装IP地址相关信息的类。可以为本地主机或指定地址的远程主机建立InetAddress对象，从而获取该主机地址的相关信息。使用InetAddress类时，并不能通过构造方法获取其对象，需要使用InetAddress类中的静态方法publicstaticInetAdress

getLocalHost()来获取。方法作用publicstaticInetAddress

getLocalHost()用于为本地主机创建一个InetAddress对象publicstaticInetAddress

getByName(Stringhostname)用于为指定的主机名创建一个InetAddress对象，参数hostname指定主机名publicstaticInetAddress[]getAllByName(Stringhostname)用于为指定的一组同名的主机创建一个InetAddress对象数组，参数hostname指定主机名publicbyte[]getAddress()用于返回一个表示主机地址的字节数组publicStringgetHostAdress()用于返回一个表示主机ip地址的字符串publicStringgetHostName()用于返回一个表示主机名的字符串10.5使用套接字Socket类套接字Socket类，是通过C/S（客户端/服务器）方式，来实现网络中的两个程序间的连接。通过指定的IP地址以及端口来实现互联。建立连接的两个程序间可以实现双向通信，任何一方既可以接受请求，也可以向另一方发送请求，因此利用套接字Socket类可以轻易的实现网络中数据的传递。10.5.1Socket类与ServerSocket类由于使用套接字Socket实现的网络连接，是基于C/S模式的TCP/IP协议下的连接，因此在使用的时候也会分为客户端套接字和服务器端套接字两种。在Java中同样提供了用于实现客户端套接字的Socket类，以及用于实现服务器端套接字的ServerSocket类。在网络中的两个程序间需要建立连接的时候，一个程序会作为客户端，而另一个程序会作为服务器端。（1）作为客户端的程序中，会建立客户端套接字Socket对象，并需要指定服务器端的地址及端口号。（2）作为服务器端的程序，会建立服务器端套接字ServerSocket对象，并指定监听端口号。10.5.2建立与服务器的连接通过前一节的介绍，应该对Socket类与ServerSocket类有了初步的认识。下面就以一个具体的例子来说明，如何使用这两个类来实现网络程序间的连接。在这个例子中，使用本机同时作为服务器及客户端，模拟实现服务器端程序与客户端程序的连接，同时实现服务器端与客户端的数据传输。（1）客户端程序如下代码所示，创建Socket对象，同时实现三种构造方法，可以实现执行程序时，根据参数的不同，来选择不同的构造方法。（2）服务器端程序如下代码所示，创建ServerSocket对象，指定监听端口号为“10745”。若监测到客户端有发送来的请求，便建立Socket对象来保存该连接；10.6使用套接字Datagram类Java语言中除了使用Socket套接字实现网络连接以外，还提供了Datagram（数据报）套接字类，来实现网络间数据的传输。但与Socket套接字不同，使用Datagram（数据报）套接字实现的数据传输是基于UDP协议的，是将传送数据的目的地址记录在数据报中，之后直接将数据报在网络中传输，并不能保证数据是否能够安全、能完整地发送到接收方，因此是不能保证传输质量的，但其传输的效率却高于使用Socket套接字传输。10.6.1Datagram（数据报）套接字在包中，提供了DatagramSocket和DatagramPacket两个类，用来实现应用程序间建立的数据报方式的网络通信。使用Datagram数据报方式实现通信，要将数据打包后才能进行传送和接收。而DatagramPacket类就是用来创建数据包的。所创建的数据包分为如下所示的以下两种。（1）发送数据包：发送数据方程序创建并使用，该数据包中包含所要传送的数据信息，以及要传递到的目的地址。（2）接收数据包：接收数据方程序创建并使用。10.6.2使用Datagram实现数据传输通过前一节的介绍，应该对数据包套接字Datagram有了初步的认识。下面就以一个具体的例子来说明，如何使用DatagramPacket及DatagramSocket两个类来实现网络程序间的数据传输。在这个例子中，同样使用本机机器同时作为发送端和接收端，模拟实现网络中数据传输。（1）发送数据端程序如下代码所示，创建发送数据包，向指定地址机器（本机地址）发送该数据包，并显示发送信息。（2）接收数据端程序如下代码所示，创建接收数据包，并显示接受到的数据信息。10.7网络程序经典示例--聊天室程序在了解了Java的网络特性及其使用的基础上，在这一节中，介绍如何用Java程序来实现一个简易的网络聊天室。10.7.1聊天室基本原理在这里所实现的聊天室程序，是基于C/S模式的TCP/IP协议下的连接。在网络中包含多个客户端聊天室程序和一个服务器端程序。程序中使用Socket及ServerSocket类实现网络通信。程序执行的过程如下：（1）当服务器启动后，就将一直监听指定的端口中，是否有客户端发送来的请求。（2）当客户端已经建立了到服务器的连接后，就可以实现聊天功能，当任何一个客户端发言时，该发言的字符信息会首先传送到服务器，之后，服务器会使用循环，将该信息发送至服务器端已经记录了建立连接的客户端。10.7.2客户端程序客