第7章 Java网络编程

1、1,第7章 Java网络编程,重点内容: 7.1 网络编程基础 7.2 基于TCP的网络编程 7.3 基于UDP的网络编程,2,TCP/IP模型,TCP/IP起源于美国国防部高级研究规划署(DARPA)的一项研究计划实现若干台主机的相互通信。 现在TCP/IP已成为Internet上通信的工业标准。 TCP/IP模型包括4个层次：与ISO/OSI的7层结构有所简化。 应用层 传输层 网络层 网络接口,7.1 网络编程基础,3,各层所使用的协议主要有：,应用层：远程登录协议Telnet、文件传输协议FTP、超文本传输协议HTTP、域名服务DNS、简单邮件传输协议SMTP、邮局协议POP3 等。

2、传输层：传输控制协议TCP、用户数据报协议UDP。 网络层：网际协议IP Internet控制报文协议ICMP、Internet组管理协议IGMP等。,7.1 网络编程基础,4,TCP协议,TCP（Transmission Control Protocol），指的是传输控制协议，它是主要负责数据的分组和重组。在简化的计算机网络OSI模型中，它完成传输层所指定的功能 TCP是一个“可靠的”、面向连结的传输机制，通过三次握手建立连接。它提供一种可靠的字节流保证数据完整、无损并且按顺序到达,7.1 网络编程基础,5,UDP协议,UDP（User Datagram Protocol）指的是用户数据报协

3、议。和TCP一样都是网络传输层上的协议，但与TCP有本质的区别 UDP是“不可靠”、无连结和面向消息的协议，它使用数据报进行传输,7.1 网络编程基础,6,端口,端口（Port）可以被理解成计算机与外界通信交流的窗户。网络上的一台计算机可以提供多种服务，单靠IP地址无法将它们区别开，所以通过“IP地址+端口号”的形式来区分不同的服务 端口号是一个整数，通常范围在065535。小于1024的端口号一般的分配给特定的服务协议的,7.1 网络编程基础,7,套接字（socket）的引入,为了方便开发网络应用软件，最早由美国佰克利大学在Unix上推出了一种应用程序访问通信协议的操作系统调用socket（

4、套接字）。Socket的出现使程序员可以很方便地访问TCP/IP，从而开发各种网络应用程序。 随着Unix的应用推广，套接字在编写网络软件中得到了极大的普及。后来，套接字又被引进了Windows等操作系统中。Java语言也引入了套接字编程模型。,7.1 网络编程基础,8,套接字,套接字，是支持TCP/IP的网络通信的基本操作单元，可以看成在两个程序进行通讯连接中的一个端点，是连接应用程序和网络驱动程序的桥梁，Socket在应用程序中创建，通过绑定与网络驱动建立关系 通常用的TCP/IP协议的3种套接字类型有 流套接字（SOCK_STREAM）、数据报套接字（SOCK_DGRAM）、原始套接字（

5、SOCK_RAW） 流套接字用于提供面向连接、可靠的数据传输服务 数据报套接字提供了一种无连接的服务 原始套接字（SOCK_RAW）：原始套接字可以读写内核没有处理的IP数据包，可以进行比较底层的操作。一般的程序也涉及不到原始套接字。,7.1 网络编程基础,9,客户/服务器模式,C/S（Client/Server，客户机/服务器）模式又称C/S结构，是20世纪80年代末逐步成长起来的一种模式，是软件系统体系结构的一种 C/S结构的关键在于功能的分布，一些功能放在前端机（即客户机）上执行，另一些功能放在后端机（即服务器）上执行 客户机/服务器的通信基于套接字。套接字是internet通信的端点。

6、可以理解为是客户机和服务器之间的两端 在 Berkeley 套接字中，套接字的概念允许单个计算机同时服务于很多不同的客户，并能够提供不同类型信息的服务,7.1 网络编程基础,10,Java与网络,Java 通过扩展流式输入/输出接口和增加在网络上建立输入/输出对象特性这两个方法支持 TCP/IP Java 支持TCP和UDP协议族 Java提供的网络功能有三大类：URL、Socket、Datagram TCP用于网络的可靠的流式输入/输出。UDP支持更简单的、快速的、点对点的数据报模式,7.1 网络编程基础,11,URL类,URL 提供了一个相当容易理解的形式来惟一确定或对 Internet

7、上的信息进行编址 在 Java 的网络类库中，URL 类为用URL在Internet 上获取信息提供了一个简单的、简洁的用户编程接口（API） URL规范以四个元素为基础：所用到的协议、主机名或所用主机的IP地址、端口号、实际的文件路径 如:,7.1 网络编程基础,12,URL类中常用方法,7.1 网络编程基础,13,URL类中常用方法,7.1 网络编程基础,14,URL类举例,import .*; public class Test public static void main(String args) throws MalformedURLException URL hp = new U

8、RL( System.out.println(Protocol: + hp.getProtocol(); System.out.println(Port: + hp.getPort(); System.out.println(Host: + hp.getHost(); System.out.println(File: + hp.getFile(); System.out.println(Ext: + hp.toExternalForm(); ,Protocol: http Port: -1 Host: File: /download Ext:,7.1 网络编程基础,15,URL类举例,通过UR

9、L类我们可以从网络上获取想要的资源.方法是调用 URL类中的方法 openConnection(),创建一个URLConnection对象，用该对象创建输入/输出流,这样网络上的资源就可以流入本地了. 下面来看一个通过URL下载文件的例子:,7.1 网络编程基础,16,使用URL下载文件的例子:,import java.awt.*; import java.awt.event.*; import .*; import java.io.*; public class Download public static void main(String args) Frame f=new Frame(“

10、程序下载); f.setSize(600,400); f.setLocation(100,100);,7.1 网络编程基础,17,Panel p=new Panel(); Label l=new Label(Please input 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)

11、; btn.addActionListener(this);,使用URL下载文件的例子:,7.1 网络编程基础,18,public void actionPerformed(ActionEvent e) String str=tf.getText(); try URL url=new URL(str); URLConnection urlConn=url.openConnection(); String line=System.getProperty(line.separator); ta.append(Host: +url.getHost(); ta.append(line); ta.app

12、end(Port: +url.getPort(); ta.append(line); ta.append(ContentType: +urlConn.getContentType(); ta.append(line); ta.append(ContentLength: +urlConn.getContentLength(); InputStream is=urlConn.getInputStream(); FileOutputStream fos=new FileOutputStream(“d.html); int data; while(data=is.read()!=-1) fos.wri

13、te(data); is.close(); fos.close(); catch(Exception ex) ex.printStackTrace(); ,使用URL下载文件的例子:,7.1 网络编程基础,19,f.addWindowListener(new WindowAdapter() public void windowClosing(WindowEvent e) System.exit(0); ); f.show(); ,使用URL下载文件的例子:,7.1 网络编程基础,20,执行结果:,使用URL下载文件的例子:,7.1 网络编程基础,21,7.2 基于TCP的网络编程,Java的T

14、CP编程是通过流式套接字实现的。流式套接字用于在主机和 Internet 之间建立可靠的、双向的、持续的、点对点的流式连接。 J包中有两类TCP套接字。一种是服务器端的套接字serverSocket类 ，另一种是客户端的套接字Socket类。 Socket类：表示双向连接的客户端。 ServerSocket类：表示双向连接的服务端,Java实用编程技术,22,基于TCP的Socket编程,Server,ServerSocket(int port),Socket.accept(),OutputStream Socket.getOutputSrteam(),InputStream Socket.g

15、etInputStream(),Socketclose(),Client,Socket(inetAddress Address, int port),OutputStream Socket.getOutputSrteam(),InputStream Socket.getInputStream(),Socketclose(),7.2 基于TCP的网络编程,23,服务器程序编写: 1.调用ServerSocket(int port)创建一个服务器端套接字,并绑定到指定端口上; 2.调用accept(),监听连接请求,如果客户端请求连接,则接受连接,返回通信套接字. 3.调用Socket类的getO

16、utputStream()和getInputStream()获取输出流和输入流,开始网络数据的发送和接受. 4.最后关闭通信套接字.,7.2 基于TCP的网络编程,24,客户端程序编写: 1.调用Socket()创建一个流套接字,并连接到服务器端; 2.调用Socket类的OutputStream()和getInputStream获取输出流和输入流,开始网络数据的发送和接受 3.最后关闭通信套接字.,7.2 基于TCP的网络编程,25,下面是一个典型的创建Server端ServerSocket的过程: ServerSocket server=null; try server=new Serve

17、rSocket(4700); /创建一个ServerSocket在端口4700监听客户请求 catch(IOException e) System.out.println(can not listen to :+e); Socket socket=null; try socket=server.accept(); /accept()是一个阻塞的方法，一旦有客户请求， /它就会返回一个Socket对象用于同客户进行交互 catch(IOException e) System.out.println(Error:+e); ,7.2 基于TCP的网络编程,26,下面是一个典型的创建客户端Socket

18、的过程: try Socket socket=new Socket( ,4700); /是TCP/IP协议中默认的本 /机地址 catch(IOException e) System.out.println(Error:+e); ,7.2 基于TCP的网络编程,27,import java.io.*; import .*; public class ServerSoc public static void server() try ServerSocket ss=new ServerSocket(6000); System.out.println(“服务器已

19、经启动”); 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(服务器收到客户信息：+ new String(buf,0,len); os.close(); is.close(); ss.close(); catch(Exception ex) ex.pri

20、ntStackTrace(); ,7.2 基于TCP的网络编程,TCP通信例子:,28,import java.io.*; import .*; public class ClientSoc public static void main(String args) client(); public static void client() try Socket s=new Socket(InetAddress.getByName(null),6000); OutputStream os=s.getOutputStream(); InputStream is=s.getInputStream()

21、; os.write(Hello,this is zhangsan.getBytes(); byte buf=new byte100; int len=is.read(buf); System.out.println(客户收到服务器信息： “ +new String(buf,0,len); os.close(); is.close(); s.close(); catch(Exception ex) ex.printStackTrace(); ,7.2 基于TCP的网络编程,TCP通信例子:,29,服务器窗口显示:,服务器收到客户信息：Hello,this is zhangsan,客户端窗口显示

22、:,客户收到服务器信息： Hello,welcom you!,7.2 基于TCP的网络编程,TCP通信例子:,30,import .*; import java.io.*; public class DemoSocket extends Thread private Socket s; public DemoSocket(Socket s)this.s=s; public void run() try OutputStream os=s.getOutputStream(); InputStream is=s.getInputStream(); os.write(Hello,welcom you

23、!.getBytes(); byte buf=new byte100; int len=is.read(buf); System.out.println(服务器端收到客户端信息： “ + new String(buf,0,len); os.close(); is.close(); s.close(); catch(Exception ex) ex.printStackTrace(); ,7.2 基于TCP的网络编程,TCP多线程编程,31,public static void server() try ServerSocket ss=new ServerSocket(6000); while(

24、true) Socket s=ss.accept(); new DemoSocket(s).start(); catch(Exception ex) ex.printStackTrace(); ,7.2 基于TCP的网络编程,TCP多线程编程,32,public static void client() try Socket s=new Socket(InetAddress.getByName(null),6000); OutputStream os=s.getOutputStream(); InputStream is=s.getInputStream(); byte buf=new byt

25、e100; int len=is.read(buf); System.out.println(客户端收到服务器端信息： “ +new String(buf,0,len); os.write(Hello,this is wuxing.getBytes(); os.close(); is.close(); s.close(); catch(Exception ex)ex.printStackTrace(); ,7.2 基于TCP的网络编程,TCP多线程编程,33,public static void main(String args) if(args.length0) server(); else

26、 client(); ,7.2 基于TCP的网络编程,TCP多线程编程,34,服务器端收到客户端信息： Hello,this is wuxing 服务器端收到客户端信息： Hello,this is zhangsan 服务器端收到客户端信息： Hello,this is wuxing,客户端窗口1显示:,客户收到服务器信息： Hello,welcom you!,客户端窗口2显示:,客户收到服务器信息： Hello,welcom you!,服务器窗口显示:,7.2 基于TCP的网络编程,TCP多线程编程,35,7.3 基于UDP的网络编程,UDP协议 UDP是User Datagram Prot

27、ocol的简称，是一种无连接的协议，每个数据包都是一个独立的信息，包括完整的源地址或目的地址，它在网络上以任何可能的路径传往目的地，因此能否到达目的地，到达目的地的时间以及内容的正确性都是不能被保证的。使用UDP时，每个数据包中都给出了完整的地址信息，因此无需要建立发送方和接收方的连接。但使用UDP传输数据是有大小限制的，每个被传输的数据包必须限定在64 KB之内。,36,基于UDP的Socket编程,接收端,DatagramSocket(int port),DatagramPacket(byte buf, int length),DatagramSocket.recerve (Datagra

28、mPacket p),DatagramSocketclose(),发送端,DatagramSocket(),DatagramPacket(byte buf, int length, InetAddress address, Int port),DatagramSocket.send (DatagramPacket p),DatagramSocketclose(),7.3 基于UDP的网络编程,37,接收端程序编写: 1.调用DatagramSocket(int port)创建一个数据报套接字,并绑定到指定端口. 2.调用DatagramPacket(byte buf, int length),

29、创建一个字节数组以接收UDP包. 3.调用DatagramSocket类的receive(),接收UDP包. 4.最后关闭数据报套接字,7.3 基于UDP的网络编程,38,发送端程序编写: 1.调用DatagramSocket()创建一个数据报套接字. 2.调用DataramPacket(byte buf, int offset, int length,InetAddress address,int port),建立要发送的UDP包. 3.调用DatagramSocket类的send(),发送UDP包 4.最后关闭数据报套接字.,7.3 基于UDP的网络编程,39,UDP通信例子: packa

30、ge code; import .*; import java.io.*; public class UdpDemo public static void main(String args) if(args.length0) recev(); else sen(); ,7.3 基于UDP的网络编程,40,public static void recev() tryDatagramSocket ds=new DatagramSocket(6000); byte buf=new byte100; DatagramPacket dp=new DatagramPacket(buf,100); ds.r

31、eceive(dp); System.out.println(“接收端收到： + 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(); ,7.3 基于UDP的网络编程,UDP通信例子:,41,pu

32、blic static void sen() try DatagramSocket ds=new DatagramSocket(); 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.rec

33、eive(dpRecv); System.out.println(“发送端： + new String(buf,0,dpRecv.getLength(); ds.close(); catch(Exception ex)ex.printStackTrace(); ,7.3 基于UDP的网络编程,UDP通信例子:,42,接收端显示: 发送端显示:,发送端收到： Welcom you!,接收端收到： Hello,this is zhangsan,7.3 基于UDP的网络编程,43,一个简单的企业内部QQ实例,该实例是UDP通信协议的应用.该实例有几个模块组成: 主窗体类:EQ.java 数据库操作类

34、:Dao.java 用户管理模块:UserTreeRanderer.java 通信模块TelFrame.java,44,45,public class EQ extends Dialog public static void main(String args) try String laf = preferences.get(lookAndFeel, java默认); if (laf.indexOf(当前系统)-1) UIManager.setLookAndFeel(UIManager . getSystemLookAndFeelClassName(); EQ frame = new EQ()

35、; frame.setVisible(true); frame.SystemTrayInitial();/ 初始化系统栏 frame.server(); frame.checkPlacard(); catch (Exception e) e.printStackTrace(); ,46,private void server() / 服务器启动方法 new Thread(new Runnable() public void run() while (true) if (ss != null) byte buf = new byte4096; DatagramPacket dp = new Da

36、tagramPacket(buf, buf.length); try ss.receive(dp); catch (IOException e) e.printStackTrace(); TelFrame.getInstance(ss, dp, chatTree); ).start(); ,47,public TelFrame(DatagramSocket ssArg, DatagramPacket dpArg, final ChatTree treeArg) this.tree = treeArg; ip = dpArg.getAddress().getHostAddress(); dao

37、= Dao.getDao(); user = dao.getUser(ip); frame = this; ss = ssArg; dp = dpArg; buf = dp.getData(); try setBounds(200, 100, 521, 424); . receiveText.setEditable(false); sendButton.addActionListener(new sendActionListener(); sendButton.setText(发送); sendText.setDragEnabled(true); sendText.requestFocus()

38、; .,48,class sendActionListener implements ActionListener public void actionPerformed(final ActionEvent e) String sendInfo = getSendInfo(); /从发送文本框中获得发送信息 if (sendInfo = null) return; insertUserInfoToReceiveText(tree); /将发送者信息加入接受框 appendReceiveText(sendInfo + “n”, null); /将发送信息加入接受框 byte tmpBuf = s

39、endInfo.getBytes(); DatagramPacket tdp = null; try tdp = new DatagramPacket(tmpBuf, tmpBuf.length, new InetSocketAddress(ip, 1111); /构建发送数据包 ss.send(tdp); /发送数据报 catch (SocketException e2) e2.printStackTrace(); catch (IOException e1) e1.printStackTrace(); JOptionPane.showMessageDialog(TelFrame.this,

40、 e1 . getMessage(); sendText.setText(null); /清空发送信息 sendText.requestFocus(); ,49,思考与习题,请简述基于TCP编程的步骤，并举例 请简述基于UDP编程的步骤，并举例 编程实现：将客户端录入的十个数传入服务器端，计算平均值结果再传给客户端 编程实现：将某个网站的首页内容输出到控制台,Java实用编程技术,50,4 HTTP协议网络编程,URL的组成 protocol:/resourceName 协议名（protocol）指明获取资源所使用的传输协议，如http、ftp、gopher、file等， 资源名（resour

41、ceName）则应该是资源的完整地址，包括主机名、端口号、文件名或文件内部的一个引用。 如:,51,4 HTTP协议网络编程,为了表示URL，中实现了类URL。我们可以通过下面的构造方法来初始化一个URL对象： （1）public URL (String spec); 通过一个表示URL地址的字符串可以构造一个URL对象。 URL urlBase=new URL(http:/www. （2）public URL(URL context, String spec); 通过基URL和相对URL构造一个URL对象。 URL net263=new URL ( URL index263=new URL(net263, index.html),52,4 HTTP协议网