TCP 网路编程: 

  1、TCP 三次握手:

    第一次握手,客户端向服务器端发出连接请求等待服务器确认
    第二次握手,服务器端向客户端回送一个响应通知客户端收到了连接请求
    第三次握手,客户端再次向服务器端发送确认信息,确认连接。
 
  2、TCP的通讯步骤:
    服务器先启动
    服务器不会主动请求客户端
    必须使用客户端请求服务器端
    客户端和服务器端会建立一个逻辑连接
    而这个链接包含一个对象
    这个对象就是IO对象
    客户端和服务端就可以使用
    IO对象进行通信
    通信的数据不仅仅是字符
    所以IO对象是字节流对象
 
  3、服务端要做:
 
    1、多个客户端同时和服务器进行交互,服务器必须明确和那个客户端进行交互
      在服务端有一个方法,叫accept,用来获取到请求的客户端对象
   
     accept方法的返回值是Socket
 
    2、多个客户端同时和服务端进行交互,就需要进行多个IO流对象。
      而服务端没有IO流服务端可以获取到请求的客户端对象的Socket
         使用每一个客户端Socket中提供的IO流和客户端进行交互。
  
    3、服务端使用客户端的字节输入流读取用户端发送的数据
       服务端使用客户端的字节输出流给客户端回写数据。
 
    简单记:服务端使用客户端的流和客户端交互。
 
  4、Socket通讯代码实现;
 
    TCPServer代码:
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket; /*
TCP通信的服务器端:接收客户端的请求,读取客户端发送的数据,给客户端回写数据
表示服务器的类:
java.net.ServerSocket:此类实现服务器套接字。 构造方法:
ServerSocket(int port) 创建绑定到特定端口的服务器套接字。 服务器端必须明确一件事情,必须的知道是哪个客户端请求的服务器
所以可以使用accept方法获取到请求的客户端对象Socket
成员方法:
Socket accept() 侦听并接受到此套接字的连接。 服务器的实现步骤:
1.创建服务器ServerSocket对象和系统要指定的端口号
2.使用ServerSocket对象中的方法accept,获取到请求的客户端对象Socket
3.使用Socket对象中的方法getInputStream()获取网络字节输入流InputStream对象
4.使用网络字节输入流InputStream对象中的方法read,读取客户端发送的数据
5.使用Socket对象中的方法getOutputStream()获取网络字节输出流OutputStream对象
6.使用网络字节输出流OutputStream对象中的方法write,给客户端回写数据
7.释放资源(Socket,ServerSocket)
*/
public class TCPServer {
public static void main(String[] args) throws IOException {
//1.创建服务器ServerSocket对象和系统要指定的端口号
ServerSocket serverSocket=new ServerSocket(8888);
//2.使用ServerSocket对象中的方法accept,获取到请求的客户端对象Socket
Socket socket= serverSocket.accept();
//3.使用Socket对象中的方法getInputStream()获取网络字节输入流InputStream对象
InputStream is= socket.getInputStream();
//4.使用网络字节输入流InputStream对象中的方法read,读取客户端发送的数据
byte[] bytes=new byte[1024];
int len=is.read(bytes); System.out.println(new String(bytes,0,len));
//5.使用Socket对象中的方法getOutputStream()获取网络字节输出流OutputStream对象
OutputStream os=socket.getOutputStream();
//6.使用网络字节输出流OutputStream对象中的方法write,给客户端回写数据
os.write("收到,谢谢".getBytes());
//7.释放资源(Socket,ServerSocket)
socket.close();
serverSocket.close();
}
}
  TCPClient代码:
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.Socket;
/*
TCP通信的客户端:向服务器发送连接请求,给服务器发送数据,读取服务器回写的数据
表示客户端的类:
java.net.Socket:此类实现客户端套接字(也可以就叫“套接字”)。套接字是两台机器间通信的端点。
套接字:包含了IP地址和端口号的网络单位 构造方法:
Socket(String host, int port) 创建一个流套接字并将其连接到指定主机上的指定端口号。
参数:
String host:服务器主机的名称/服务器的IP地址
int port:服务器的端口号 成员方法:
OutputStream getOutputStream() 返回此套接字的输出流。
InputStream getInputStream() 返回此套接字的输入流。
void close() 关闭此套接字。 实现步骤:
1.创建一个客户端对象Socket,构造方法绑定服务器的IP地址和端口号
2.使用Socket对象中的方法getOutputStream()获取网络字节输出流OutputStream对象
3.使用网络字节输出流OutputStream对象中的方法write,给服务器发送数据
4.使用Socket对象中的方法getInputStream()获取网络字节输入流InputStream对象
5.使用网络字节输入流InputStream对象中的方法read,读取服务器回写的数据
6.释放资源(Socket)
注意:
1.客户端和服务器端进行交互,必须使用Socket中提供的网络流,不能使用自己创建的流对象
2.当我们创建客户端对象Socket的时候,就会去请求服务器和服务器经过3次握手建立连接通路
这时如果服务器没有启动,那么就会抛出异常ConnectException: Connection refused: connect
如果服务器已经启动,那么就可以进行交互了
*/
public class TCPClient {
public static void main(String[] args) throws IOException {
//1.创建一个客户端对象Socket,构造方法绑定服务器的IP地址和端口号
Socket socket =new Socket("127.0.0.1",8888);
//2.使用Socket对象中的方法getOutputStream()获取网络字节输出流OutputStream对象
OutputStream os=socket.getOutputStream();
//3.使用网络字节输出流OutputStream对象中的方法write,给服务器发送数据
os.write("你好服务器".getBytes()); //4.使用Socket对象中的方法getInputStream()获取网络字节输入流InputStream对象
InputStream is = socket.getInputStream(); //5.使用网络字节输入流InputStream对象中的方法read,读取服务器回写的数据
byte[] bytes = new byte[1024];
int len = is.read(bytes);
System.out.println(new String(bytes,0,len)); //6.释放资源(Socket)
socket.close();
}
}

    步骤:先开启服务端,在开启客户端。

    服务端结果:收到,谢谢

    客户端结果:你好服务器

   5、TCP通讯的文件上传案例

    原理客户端读取本地文件,把文件上传到服务器,服务器再把上传的文件保存在服务器的硬盘上。

    步骤:

    1、客户端使用本地字节输入流,读取要上传的文件

    2、客户端使用网络字节输出流,把读取到的文件上传到服务器

    3、服务器使用网络字节输入流,读取客户端上传的文件

    4、服务器使用本地字节输出流,把从客户端读取到的文件,保存到服务器硬盘上。

    5、服务器使用网路字节输出流,给客户端回写“上传成功”

    6、客户端使用网络字节输入流,读取服务器回写的数据

    7、释放资源

  注意:

    客户端,服务器和本地硬盘进行读写,需要使用自己创建的字节流对象(本地流)

    客户端和服务器之间的读写,必须使用Socket中提供的字节流对象(网络流)

  代码实现:

  客户端代码:

import java.io.*;
import java.net.Socket; /*
文件上传案例的客户端:读取本地文件,上传到服务器,读取服务器回写的数据 明确:
数据源:c:\\1.jpg
目的地:服务器 实现步骤:
1.创建一个本地字节输入流FileInputStream对象,构造方法中绑定要读取的数据源
2.创建一个客户端Socket对象,构造方法中绑定服务器的IP地址和端口号
3.使用Socket中的方法getOutputStream,获取网络字节输出流OutputStream对象
4.使用本地字节输入流FileInputStream对象中的方法read,读取本地文件
5.使用网络字节输出流OutputStream对象中的方法write,把读取到的文件上传到服务器
6.使用Socket中的方法getInputStream,获取网络字节输入流InputStream对象
7.使用网络字节输入流InputStream对象中的方法read读取服务回写的数据
8.释放资源(FileInputStream,Socket)
*/
public class FileUpLoadClint {
public static void main(String[] args) throws IOException {
//1.创建一个本地字节输入流FileInputStream对象,构造方法中绑定要读取的数据源
FileInputStream fis=new FileInputStream("D:\\video\\1\\123.png");
//2.创建一个客户端Socket对象,构造方法中绑定服务器的IP地址和端口号
Socket socket=new Socket("127.0.0.1",8888);
//3.使用Socket中的方法getOutputStream,获取网络字节输出流OutputStream对象
OutputStream os=socket.getOutputStream();
//4.使用本地字节输入流FileInputStream对象中的方法read,读取本地文件,存入 bytes
int len=0;
byte[] bytes=new byte[1024];
while ((len=fis.read(bytes))!=-1){
//5.使用网络字节输出流OutputStream对象中的方法write,把读取到的文件上传到服务器
os.write(bytes,0,len);
}
// 6.使用Socket中的方法getInputStream,获取网络字节输入流InputStream对象
InputStream is=socket.getInputStream();
//7.使用网络字节输入流InputStream对象中的方法read读取服务回写的数据,存入 bytes
while ((len=is.read(bytes))!=-1){
System.out.println(new String(bytes,0,len));
}
//8.释放资源(FileInputStream,Socket)
is.close();
os.close();
fis.close(); }
}

  服务端代码:

import java.io.*;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket; /*
文件上传案例服务器端:读取客户端上传的文件,保存到服务器的硬盘,给客户端回写"上传成功" 明确:
数据源:客户端上传的文件
目的地:服务器的硬盘 d:\\upload\\1.jpg 实现步骤:
1.创建一个服务器ServerSocket对象,和系统要指定的端口号
2.使用ServerSocket对象中的方法accept,获取到请求的客户端Socket对象
3.使用Socket对象中的方法getInputStream,获取到网络字节输入流InputStream对象
4.判断D:\\video\\2文件夹是否存在,不存在则创建
5.创建一个本地字节输出流FileOutputStream对象,构造方法中绑定要输出的目的地
6.使用网络字节输入流InputStream对象中的方法read,读取客户端上传的文件
7.使用本地字节输出流FileOutputStream对象中的方法write,把读取到的文件保存到服务器的硬盘上
8.使用Socket对象中的方法getOutputStream,获取到网络字节输出流OutputStream对象
9.使用网络字节输出流OutputStream对象中的方法write,给客户端回写"上传成功"
10.释放资源(FileOutputStream,Socket,ServerSocket)
*/
public class FileUpLoadServer {
public static void main(String[] args) throws IOException {
// 1.创建一个服务器ServerSocket对象,和系统要指定的端口号
ServerSocket serverSocket=new ServerSocket(8888);
// 2.使用ServerSocket对象中的方法accept,获取到请求的客户端Socket对象
Socket socket=serverSocket.accept();
//3.使用Socket对象中的方法getInputStream,获取到网络字节输入流InputStream对象
InputStream is=socket.getInputStream();
//4.判断d:\\upload文件夹是否存在,不存在则创建
File file =new File("D:\\video\\2");
if(file.exists()){
file.mkdirs();
} //5.创建一个本地字节输出流FileOutputStream对象,构造方法中绑定要输出的目的地
FileOutputStream fos=new FileOutputStream(file+"\\321.png");
//6.使用网络字节输入流InputStream对象中的方法read,读取客户端上传的文件
int len=0;
byte[] bytes=new byte[1024];
while ((len=is.read(bytes))!=-1){
//7.使用本地字节输出流FileOutputStream对象中的方法write,
       //把读取到的文件保存到服务器的硬盘上
fos.write(bytes,0,len);
}
//8.使用Socket对象中的方法getOutputStream,获取到网络字节输出流OutputStream对象
OutputStream os=socket.getOutputStream();
//9.使用网络字节输出流OutputStream对象中的方法write,给客户端回写"上传成功"
os.write("上传成功".getBytes());
//10.释放资源(FileOutputStream,Socket,ServerSocket)
is.close();
os.close();
fos.close();
}
}

  结果图片虽然上传成功,但代码并没有结束运行:

  这是为什么那?

    因为:客户端的   fis.read(bytes)  读取本地文件,结束的标记是读取到 -1 ,

    而while循环是不会读取到 -1 ,也不会把结束标志写给服务器端。

    服务端也就永远读取不到文件的结束标志。

  解决方案:上传完文件,给服务端写一个结束标识 void shutdownOutput() 禁用此套接字输出流。

     对于 TCP 套接字,任何以前写入的数据都将被发送,而且后跟 TCP 的正常连接终止序列(结束标志)

  代码修改:

import java.io.*;
import java.net.Socket; /*
文件上传案例的客户端:读取本地文件,上传到服务器,读取服务器回写的数据 明确:
数据源:c:\\1.jpg
目的地:服务器 实现步骤:
1.创建一个本地字节输入流FileInputStream对象,构造方法中绑定要读取的数据源
2.创建一个客户端Socket对象,构造方法中绑定服务器的IP地址和端口号
3.使用Socket中的方法getOutputStream,获取网络字节输出流OutputStream对象
4.使用本地字节输入流FileInputStream对象中的方法read,读取本地文件
5.使用网络字节输出流OutputStream对象中的方法write,把读取到的文件上传到服务器
6.使用Socket中的方法getInputStream,获取网络字节输入流InputStream对象
7.使用网络字节输入流InputStream对象中的方法read读取服务回写的数据
8.释放资源(FileInputStream,Socket)
*/
public class FileUpLoadClint {
public static void main(String[] args) throws IOException {
//1.创建一个本地字节输入流FileInputStream对象,构造方法中绑定要读取的数据源
FileInputStream fis=new FileInputStream("D:\\video\\1\\1.jpg");
//2.创建一个客户端Socket对象,构造方法中绑定服务器的IP地址和端口号
Socket socket=new Socket("127.0.0.1",8888);
//3.使用Socket中的方法getOutputStream,获取网络字节输出流OutputStream对象
OutputStream os=socket.getOutputStream();
//4.使用本地字节输入流FileInputStream对象中的方法read,读取本地文件,存入 bytes
int len=0;
byte[] bytes=new byte[1024];
while ((len=fis.read(bytes))!=-1){
//5.使用网络字节输出流OutputStream对象中的方法write,把读取到的文件上传到服务器
os.write(bytes,0,len);
}
/*
解决:上传完文件,给服务端写一个结束标识
void shutdownOutput() 禁用此套接字输出流。
对于 TCP 套接字,任何以前写入的数据都将被发送,而且后跟 TCP 的正常连接终止序列(结束标志)
*/
socket.shutdownOutput();
// 6.使用Socket中的方法getInputStream,获取网络字节输入流InputStream对象
InputStream is=socket.getInputStream();
//7.使用网络字节输入流InputStream对象中的方法read读取服务回写的数据,存入 bytes
while ((len=is.read(bytes))!=-1){
System.out.println(new String(bytes,0,len));
}
//8.释放资源(FileInputStream,Socket)
is.close();
os.close();
fis.close(); }
}

  图片上传成功,代码也停止了运行,工作台结果输出:上传成功。

  代码优化改造:服务器一直开启可以不断的接收上传的文件,且不会覆盖同名文件,

         且为了提高多人上传文件的效率,我们为服务端开启了多线程。

  服务端代码:

import java.io.*;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
import java.util.Random; /*
文件上传案例服务器端:读取客户端上传的文件,保存到服务器的硬盘,给客户端回写"上传成功" 明确:
数据源:客户端上传的文件
目的地:服务器的硬盘 d:\\upload\\1.jpg 实现步骤:
1.创建一个服务器ServerSocket对象,和系统要指定的端口号
2.使用ServerSocket对象中的方法accept,获取到请求的客户端Socket对象
3.使用Socket对象中的方法getInputStream,获取到网络字节输入流InputStream对象
4.判断D:\\video\\2文件夹是否存在,不存在则创建
5.创建一个本地字节输出流FileOutputStream对象,构造方法中绑定要输出的目的地
6.使用网络字节输入流InputStream对象中的方法read,读取客户端上传的文件
7.使用本地字节输出流FileOutputStream对象中的方法write,把读取到的文件保存到服务器的硬盘上
8.使用Socket对象中的方法getOutputStream,获取到网络字节输出流OutputStream对象
9.使用网络字节输出流OutputStream对象中的方法write,给客户端回写"上传成功"
10.释放资源(FileOutputStream,Socket,ServerSocket)
*/
public class FileUpLoadServer {
public static void main(String[] args) throws IOException {
// 1.创建一个服务器ServerSocket对象,和系统要指定的端口号
ServerSocket serverSocket=new ServerSocket(8888);
while (true){
// 2.使用ServerSocket对象中的方法accept,获取到请求的客户端Socket对象
Socket socket=serverSocket.accept();
/*
使用多线程技术,提高程序的效率
有一个客户端上传文件,就开启一个线程,完成文件的上传
*/
new Thread(new Runnable() {
//完成文件的上传
@Override
public void run() {
try {
//3.使用Socket对象中的方法getInputStream,获取到网络字节输入流InputStream对象
InputStream is=socket.getInputStream();
//4.判断d:\\upload文件夹是否存在,不存在则创建
File file =new File("D:\\video\\2");
if(file.exists()){
file.mkdirs();
}
String fileName="Not_Copy"+System.currentTimeMillis()+new Random().nextInt(9999)+".jpg"; //5.创建一个本地字节输出流FileOutputStream对象,构造方法中绑定要输出的目的地
FileOutputStream fos=new FileOutputStream(file+"\\"+fileName);
//6.使用网络字节输入流InputStream对象中的方法read,读取客户端上传的文件
int len=0;
byte[] bytes=new byte[1024];
while ((len=is.read(bytes))!=-1){
//7.使用本地字节输出流FileOutputStream对象中的方法write,把读取到的文件保存到服务器的硬盘上
fos.write(bytes,0,len);
}
//8.使用Socket对象中的方法getOutputStream,获取到网络字节输出流OutputStream对象
OutputStream os=socket.getOutputStream();
//9.使用网络字节输出流OutputStream对象中的方法write,给客户端回写"上传成功"
os.write("上传成功".getBytes());
//10.释放资源(FileOutputStream,Socket,ServerSocket) is.close();
os.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}).start();
}
//fos.close(); 服务器不用关闭一直开启
}
}

  开启服务端后,多次运行客户端,结果:

  6、模拟  浏览器/服务器   访问模式

  项目文件结构:

    后端代码:

import    java.io.*;
import java.net.Socket;
import java.net.ServerSocket; public class TCPServer {
public static void main(String[] args) throws IOException {
//创建一个服务器ServerSocket,和系统要指定的端口号
ServerSocket server = new ServerSocket(8080);
/*
浏览器解析服务器回写的html页面,页面中如果有图片,那么浏览器就会单独的开启一个线程,读取服务器的图片
我们就的让服务器一直处于监听状态,客户端请求一次,服务器就回写一次
*/
while(true){
//使用accept方法获取到请求的客户端对象(浏览器)
Socket socket = server.accept(); new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
try {
//使用Socket对象中的方法getInputStream,获取到网络字节输入流InputStream对象
InputStream is = socket.getInputStream();
//使用网络字节输入流InputStream对象中的方法read读取客户端的请求信息
/*byte[] bytes = new byte[1024];
int len = 0;
while((len = is.read(bytes))!=-1){
System.out.println(new String(bytes,0,len));
}*/ //把is网络字节输入流对象,转换为字符缓冲输入流
BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(is));
//把客户端请求信息的第一行读取出来 GET /simulationBS/web/index.html HTTP/1.1
String line = br.readLine();
System.out.println(line);
//把读取的信息进行切割,只要中间部分 /simulationBS/web/index.html
String[] arr = line.split(" ");
//把路径前边的/去掉,进行截取 simulationBS/web/index.html
String htmlpath = arr[1].substring(1);
System.out.println(htmlpath);
//创建一个本地字节输入流,构造方法中绑定要读取的html路径
FileInputStream fis = new FileInputStream(htmlpath);
//使用Socket中的方法getOutputStream获取网络字节输出流OutputStream对象
OutputStream os = socket.getOutputStream(); // 写入HTTP协议响应头,固定写法
os.write("HTTP/1.1 200 OK\r\n".getBytes());
os.write("Content-Type:text/html\r\n".getBytes());
// 必须要写入空行,否则浏览器不解析
os.write("\r\n".getBytes()); //一读一写复制文件,把服务读取的html文件回写到客户端
int len = 0;
byte[] bytes = new byte[1024];
while((len = fis.read(bytes))!=-1){
os.write(bytes,0,len);
}
//释放资源
fis.close();
socket.close();
}catch (IOException e){
e.printStackTrace();
}
}
}).start();
}
//server.close();
}
}

  浏览器访问:http://127.0.0.1:8080/src/web/index.html

  结果:

 TCP与UDP异同:

  1、TCP保证数据正确性,UDP可能丢包,

    TCP保证数据顺序,UDP不保证。

    也就是说,通过TCP连接传送的数据,无差错,不丢失,不重复,且按序到达;

    UDP尽最大努力交付,即不保证可靠交付Tcp通过校验和,重传控制,序号标识,

    滑动窗口、确认应答实现可靠传输。如丢包时的重发控制,

    还可以对次序乱掉的分包进行顺序控制。

  3、UDP是无连接的,即发送数据之前不需要建立连接;

    UDP具有较好的实时性,工作效率比TCP高,适用于对高速传输和实时性有较高的通信或广播通信。

  4、每一条TCP连接只能是点到点的,对系统资源要求较多

    UDP支持一对一,一对多,多对一和多对多的交互通信,对系统资源要求较少。

   5、UDP数据被限制在6KB以内,超出这个范围就不能发送了。

  

 
 
  
 
 

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