第17单元网络编程实验 Java网络编程

第17单元

网络编程主讲人：叶利华Java程序设计实践教程实验

Java网络编程目录2实验目标4拓展训练3实验内容1

知识要点网络编程基础计算机网络是通过传输介质、通信设施和网络通信协议，把分散在不同地点的计算机设备互连起来的，实现资源共享和数据传输的系统。网络编程就是编写程序使互联网的两个(或多个)设备(如计算机)之间进行数据传输。网络程序分类从软件结构来看，一般可以将网络应用程序分为：Client/Server(C/S)结构和Browser/Server(B/S)结构。从网络通信协议来分，可以分为面向连接的传输控制协议(TransmissionControlProtocol，TCP)和面向无连接的用户数据报协议(UserDatagramProtocol，UDP)。TCP和UDP传输各有优势，其区别如下：1)TCP基于连接，UDP是无连接的；2)对系统资源的要求，TCP较多，UDP较少；3)TCP是流模式，而UDP是数据报模式；4)TCP保证数据正确性，而UDP可能丢包；5)TCP保证数据顺序，而UDP不保证。Socket网络编程Socket是网络驱动层提供给应用程序编程接口和一种机制。Socket编程主要涉及到客户端和服务器端两个方面，首先是在服务器端创建一个服务器套接字(ServerSocket)，并把它附加到一个端口上，服务器从这个端口监听连接。客户端请求与服务器进行连接的时候，根据服务器的域名或者IP地址，加上端口号，打开一个套接字。基于Socket的通信模型如图所示。Java网络编程常用类Java中为方便网络编程，对常规网络编程中需要使用的相关功能进行良好的封装，提供了一些相关的封装类，极大降低了网络编程的难度。1)InetAddress类2)URL和URLConnection类3)Socket和ServerSocket类4)DatagramSocket类知识目标：了解计算机网络通信原理相关概念；了解网络编程框架的使用方法；理解服务器架构模型。能力目标：学会基于Java网络类URL的网络数据访问、Socket服务器和客户端、DatagramSocket数据包编程。素质目标：建立互联协助思维，养成协同互助工作习惯。231验证性实验--URL和URLConnection应用测试下列采用URL和URLConnection类客户端访问http资源代码。点拨：saveToFile方法的图像连接可以修改为任何一个网络图片URL地址。publicstaticvoidmain(String[]args){DownImagedw=newDownImage(); dw.saveToFile("/v2-4ae8b1376e61b774b359e917dc843e0c_r.jpg");}验证性实验--Netty框架应用采用Netty框架实现了一个聊天室的功能，包括服务器端和和客户端。测试下列代码，并分析框架实现多客户端网络用的优势。点拨：运行程序需要netty-all-4.1.24.Final.jar以上版本的jar包，并添加到工程中。设计性实验--简单客户端和服务端通信程序采用Socket和ServerSocket编写一个简单一对一客户端和服务端程序。客户端Client类连接到客户端后，客户端输入一串字符串，服务器端收到后直接返回该字符串，当客户端输入!q后，客户端退出，并关闭连接。服务器端收到!q后，也一并关闭连。左图和右图分别为服务器端程序和客户端程序运行的结果。点拨：(1)服务器端运行后，直接在accept处等待客户端连接；(2)将输入输出流用字符缓冲流进行包装

InputStreamin=socket.getInputStream(); OutputStreamout=socket.getOutputStream(); InputStreamReaderisr=newInputStreamReader(in); BufferedReaderreader=newBufferedReader(isr); OutputStreamWriterosw=newOutputStreamWriter(out); BufferedWriterwriter=newBufferedWriter(osw);设计性实验--多线程服务端程序基于第1题的编写成果，修改为可以同时连接多个客户端，每个客户端都有一个独立的线程进行交互。当客户端输入一串字符串，服务器端线程直接返回字符串，当客户端输入!q后，客户端退出，并关闭连接。服务器端线程收到!q后，也一并关闭连接，并结束该线程。点拨：(1)服务器端运行后，直接在accept处等待客户端连接，当有客户端连接后，创建一个线程服务该连接，然后重新等待accept；(2)将输入输出流用字符缓冲流进行包装。设计性实验--多客户端的聊天群基于TCP服务器编写一个多客户端的聊天群，服务器端接收一个客户端一串文本，并将该文本分别发送给其它客户端。当客户端输入!q后，通知服务器后，该客户端退出，并关闭连接。点拨：(1)创建ClientInfo类存放客户端的InetAddress和端口信息；(2)创建HashMap对象，存放客户端和Socket信息，每个连接有唯一的信息；publicstaticConcurrentHashMap<ClientInfo,Socket>map=newConcurrentHashMap<>();(3)当服务器端线程接收到对应客户端发送的字符串后，假如不是!q，则将字符串通过遍历Map对象发送给其他客户端，其中map的值为Socket。设计性实验--Udp服务聊天群基于Udp服务器编写一个多客户端的聊天群，服务器端接收一个客户端一串文本，并将该文本分别发送给其它客户端。当客户端输入!q后，通知服务器后，该客户端退出。点拨：(1)将InetAddress和port作为客户端的唯一标识，直接生成InetAddress+":"+port字符串，并存放到ArrayList<String>集合对象中；(2)服务器收到客户端的字符串信息后，直接遍历ArrayList的客户端信息，分别转发收到的信息。思考面向连接和面向无连接通信方式在网络应用中的选择。测试多种服务器