JavaSE复习（五）网络编程

客户端：java.net.Socket 类表示。创建Socket对象，向服务端发出连接请求，服务端响应请求，两者建立连接开始通信

服务端：java.net.ServerSocket 类表示。创建ServerSocket对象，相当于开启一个服务，并等待客户端的连接

Socket类

Socket 类：该类实现客户端套接字，套接字指的是两台设备之间通讯的端点。

构造方法

• public Socket(String host, int port) :创建套接字对象并将其连接到指定主机上的指定端口号。如果指定的host是null ，则相当于指定地址为回送地址。

  回送地址(127.x.x.x) 是本机回送地址（Loopback Address），主要用于网络软件测试以及本地机进程间通信，无论什么程序，一旦使用回送地址发送数据，立即返回，不进行任何网络传输。

构造举例，代码如下：

Socket client = new Socket("127.0.0.1", 6666);

成员方法

• public InputStream getInputStream() ： 返回此套接字的输入流。
  • 如果此Scoket具有相关联的通道，则生成的InputStream 的所有操作也关联该通道。
  • 关闭生成的InputStream也将关闭相关的Socket。
• public OutputStream getOutputStream() ： 返回此套接字的输出流。
  • 如果此Scoket具有相关联的通道，则生成的OutputStream 的所有操作也关联该通道。
  • 关闭生成的OutputStream也将关闭相关的Socket。
• public void close() ：关闭此套接字。
  • 一旦一个socket被关闭，它不可再使用。
  • 关闭此socket也将关闭相关的InputStream和OutputStream 。
• public void shutdownOutput() ： 禁用此套接字的输出流。
  • 任何先前写出的数据将被发送，随后终止输出流。

ServerSocket类

ServerSocket类：这个类实现了服务器套接字，该对象等待通过网络的请求。

构造方法

• public ServerSocket(int port) ：使用该构造方法在创建ServerSocket对象时，就可以将其绑定到一个指定的端口号上，参数port就是端口号。

构造举例，代码如下：

ServerSocket server = new ServerSocket(6666);

成员方法

• public Socket accept() ：侦听并接受连接，返回一个新的Socket对象，用于和客户端实现通信。该方法会一直阻塞直到建立连接。

简单的TCP网络程序

TCP通信分析

1. 【服务端】启动,创建ServerSocket对象，等待连接。

2. 【客户端】启动,创建Socket对象，请求连接。

3. 【服务端】接收连接,调用accept方法，并返回一个Socket对象。

4. 【客户端】Socket对象，获取OutputStream，向服务端写出数据。

5. 【服务端】Scoket对象，获取InputStream，读取客户端发送的数据。

   到此，客户端向服务端发送数据成功。自此，服务端向客户端回写数据。

6. 【服务端】Socket对象，获取OutputStream，向客户端回写数据。

7. 【客户端】Scoket对象，获取InputStream，解析回写数据。

8. 【客户端】释放资源，断开连接。

客户端向服务器发送数据

服务端实现：

System.out.println("服务端启动 , 等待连接 .... ");
// 1.创建 ServerSocket对象，绑定端口，开始等待连接
ServerSocket ss = new ServerSocket(6666);
// 2.接收连接 accept 方法, 返回 socket 对象.
Socket server = ss.accept();
// 3.通过socket 获取输入流
InputStream is = server.getInputStream();
// 4.一次性读取数据
// 4.1 创建字节数组
byte[] b = new byte[1024];
// 4.2 据读取到字节数组中.
int len = is.read(b)；
// 4.3 解析数组,打印字符串信息
String msg = new String(b, 0, len);
System.out.println(msg);
//5.关闭资源.
is.close();
server.close();

客户端实现：

System.out.println("客户端 发送数据");
// 1.创建 Socket ( ip , port ) , 确定连接到哪里.
Socket client = new Socket("localhost", 6666);
// 2.获取流对象 . 输出流
OutputStream os = client.getOutputStream();
// 3.写出数据.
os.write("你好么? tcp ,我来了".getBytes());
// 4. 关闭资源 .
os.close();
client.close();

服务器向客户端回写数据

服务端实现：

System.out.println("服务端启动 , 等待连接 .... ");
// 1.创建 ServerSocket对象，绑定端口，开始等待连接
ServerSocket ss = new ServerSocket(6666);
// 2.接收连接 accept 方法, 返回 socket 对象.
Socket server = ss.accept();
// 3.通过socket 获取输入流
InputStream is = server.getInputStream();
// 4.一次性读取数据
// 4.1 创建字节数组
byte[] b = new byte[1024];
// 4.2 据读取到字节数组中.
int len = is.read(b)；
// 4.3 解析数组,打印字符串信息
String msg = new String(b, 0, len);
System.out.println(msg);
// =================回写数据=======================
// 5. 通过 socket 获取输出流
 OutputStream out = server.getOutputStream();
// 6. 回写数据
 out.write("我很好,谢谢你".getBytes());
// 7.关闭资源.
out.close();
is.close();
server.close();

客户端实现：

System.out.println("客户端 发送数据");
// 1.创建 Socket ( ip , port ) , 确定连接到哪里.
Socket client = new Socket("localhost", 6666);
// 2.通过Scoket,获取输出流对象
OutputStream os = client.getOutputStream();
// 3.写出数据.
os.write("你好么? tcp ,我来了".getBytes());
// ==============解析回写=========================
// 4. 通过Scoket,获取 输入流对象
InputStream in = client.getInputStream();
// 5. 读取数据数据
byte[] b = new byte[100];
int len = in.read(b);
System.out.println(new String(b, 0, len));
// 6. 关闭资源 .
in.close();
os.close();
client.close();

文件上传案例

文件上传分析

1. 【客户端】输入流，从硬盘读取文件数据到程序中。
2. 【客户端】输出流，写出文件数据到服务端。
3. 【服务端】输入流，读取文件数据到服务端程序。
4. 【服务端】输出流，写出文件数据到服务器硬盘中。

基本实现

服务端实现：

System.out.println("服务器 启动.....  ");
// 1. 创建服务端ServerSocket
ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(6666);
	// 2. 建立连接
Socket accept = serverSocket.accept();
// 3. 创建流对象
// 3.1 获取输入流,读取文件数据
BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(accept.getInputStream());
// 3.2 创建输出流,保存到本地 .
BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("copy.jpg"));
// 4. 读写数据
byte[] b = new byte[1024 * 8];
int len;
while ((len = bis.read(b)) != -1) {
    bos.write(b, 0, len);
}
//5. 关闭 资源
bos.close();
bis.close();
accept.close();
System.out.println("文件上传已保存");

客户端实现：

// 1.创建流对象
// 1.1 创建输入流,读取本地文件
BufferedInputStream bis  = new BufferedInputStream(new FileInputStream("test.jpg"));
// 1.2 创建输出流,写到服务端
Socket socket = new Socket("localhost", 6666);
BufferedOutputStream   bos   = new BufferedOutputStream(socket.getOutputStream());

//2.写出数据.
byte[] b  = new byte[1024 * 8 ];
int len ;
while (( len  = bis.read(b))!=-1) {
    bos.write(b, 0, len);
    bos.flush();
}
System.out.println("文件发送完毕");
// 3.释放资源

bos.close();
socket.close();
bis.close();
    System.out.println("文件上传完毕 ");

文件上传优化分析

1. 文件名称写死的问题

   服务端，保存文件的名称如果写死，那么最终导致服务器硬盘，只会保留一个文件，建议使用系统时间优化，保证文件名称唯一，代码如下：
   
    FileOutputStream fis = new FileOutputStream(System.currentTimeMillis()+".jpg") // 文件名称
    BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(fis);
   

2. 循环接收的问题

   服务端，指保存一个文件就关闭了，之后的用户无法再上传，这是不符合实际的，使用循环改进，可以不断的接收不同用户的文件，代码如下：
   
    // 每次接收新的连接,创建一个Socket
    while（true）{
        Socket accept = serverSocket.accept();
        ......
    }
   

3. 效率问题

   服务端，在接收大文件时，可能耗费几秒钟的时间，此时不能接收其他用户上传，所以，使用多线程技术优化，代码如下：
   
    while（true）{
        Socket accept = serverSocket.accept();
        // accept 交给子线程处理.
        new Thread(() -> {
          	......
            InputStream bis = accept.getInputStream();
          	......
        }).start();
    }
   

优化实现

System.out.println("服务器 启动.....  ");
// 1. 创建服务端ServerSocket
ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(6666);
// 2. 循环接收,建立连接
while (true) {
    Socket accept = serverSocket.accept();
  	/*
  	3. socket对象交给子线程处理,进行读写操作
       Runnable接口中,只有一个run方法,使用lambda表达式简化格式
    */
    new Thread(() -> {
        try (
            //3.1 获取输入流对象
            BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(accept.getInputStream());
            //3.2 创建输出流对象, 保存到本地 .
            FileOutputStream fis = new FileOutputStream(System.currentTimeMillis() + ".jpg");
            BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(fis);) {
            // 3.3 读写数据
            byte[] b = new byte[1024 * 8];
            int len;
            while ((len = bis.read(b)) != -1) {
              bos.write(b, 0, len);
            }
            //4. 关闭 资源
            bos.close();
            bis.close();
            accept.close();
            System.out.println("文件上传已保存");
        } catch (IOException e) {
          	e.printStackTrace();
        }
    }).start();
}

信息回写分析

前四步与基本文件上传一致.

1. 【服务端】获取输出流，回写数据。
2. 【客户端】获取输入流，解析回写数据。

回写实现

System.out.println("服务器 启动.....  ");
// 1. 创建服务端ServerSocket
ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(6666);
// 2. 循环接收,建立连接
while (true) {
    Socket accept = serverSocket.accept();
  	/*
  	3. socket对象交给子线程处理,进行读写操作
       Runnable接口中,只有一个run方法,使用lambda表达式简化格式
    */
    new Thread(() -> {
        try (
            //3.1 获取输入流对象
            BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(accept.getInputStream());
            //3.2 创建输出流对象, 保存到本地 .
            FileOutputStream fis = new FileOutputStream(System.currentTimeMillis() + ".jpg");
            BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(fis);
        ) {
            // 3.3 读写数据
            byte[] b = new byte[1024 * 8];
            int len;
            while ((len = bis.read(b)) != -1) {
                bos.write(b, 0, len);
            }

            // 4.=======信息回写===========================
            System.out.println("back ........");
            OutputStream out = accept.getOutputStream();
            out.write("上传成功".getBytes());
            out.close();
            //================================

            //5. 关闭 资源
            bos.close();
            bis.close();
            accept.close();
            System.out.println("文件上传已保存");
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }).start();
}

客户端实现：

// 1.创建流对象
// 1.1 创建输入流,读取本地文件
BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream("test.jpg"));
// 1.2 创建输出流,写到服务端
Socket socket = new Socket("localhost", 6666);
BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(socket.getOutputStream());

//2.写出数据.
byte[] b  = new byte[1024 * 8 ];
int len ;
while (( len  = bis.read(b))!=-1) {
    bos.write(b, 0, len);
}
// 关闭输出流,通知服务端,写出数据完毕
socket.shutdownOutput();
System.out.println("文件发送完毕");
// 3. =====解析回写============
InputStream in = socket.getInputStream();
byte[] back = new byte[20];
in.read(back);
System.out.println(new String(back));
in.close();
// ============================

// 4.释放资源
socket.close();
bis.close();

模拟B\S服务器(扩展知识点)

模拟网站服务器，使用浏览器访问自己编写的服务端程序，查看网页效果。

分析

1. 准备页面数据，web文件夹。

   复制到Module中

2. 我们模拟服务器端，ServerSocket类监听端口，使用浏览器访问

   	ServerSocket server = new ServerSocket(8000);
   	Socket socket = server.accept();
   	InputStream in = socket.getInputStream();
        byte[] bytes = new byte[1024];
   	int len = in.read(bytes);
   	System.out.println(new String(bytes,0,len));
   	socket.close();
   	server.close();
   

3. 服务器程序中字节输入流可以读取到浏览器发来的请求信息

   GET/web/index.html HTTP/1.1是浏览器的请求消息。/web/index.html为浏览器想要请求的服务器端的资源,使用字符串切割方式获取到请求的资源。

    //转换流,读取浏览器请求第一行
    BufferedReader readWb = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
    String requst = readWb.readLine();
    //取出请求资源的路径
    String[] strArr = requst.split(" ");
    //去掉web前面的/
    String path = strArr[1].substring(1);
    System.out.println(path);
   

案例实现

服务端实现：

System.out.println("服务端  启动 , 等待连接 .... ");
// 创建ServerSocket 对象
ServerSocket server = new ServerSocket(8888);
Socket socket = server.accept();
// 转换流读取浏览器的请求消息
BufferedReader readWb = new
BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
String requst = readWb.readLine();
// 取出请求资源的路径
String[] strArr = requst.split(" ");
// 去掉web前面的/
String path = strArr[1].substring(1);
// 读取客户端请求的资源文件
FileInputStream fis = new FileInputStream(path);
byte[] bytes= new byte[1024];
int len = 0 ;
// 字节输出流,将文件写会客户端
OutputStream out = socket.getOutputStream();
// 写入HTTP协议响应头,固定写法
out.write("HTTP/1.1 200 OK\r\n".getBytes());
out.write("Content-Type:text/html\r\n".getBytes());
// 必须要写入空行,否则浏览器不解析
out.write("\r\n".getBytes());
while((len = fis.read(bytes))!=-1){
    out.write(bytes,0,len);
}
fis.close();
out.close();
readWb.close();
socket.close();
server.close();

访问效果

发现浏览器中出现很多的叉子,说明浏览器没有读取到图片信息导致。

浏览器工作原理是遇到图片会开启一个线程进行单独的访问,因此在服务器端加入线程技术。

public static void main(String[] args) throws IOException {
    ServerSocket server = new ServerSocket(8888);
    while(true){
        Socket socket = server.accept();
        new Thread(new Web(socket)).start();
    }
}
static class Web implements Runnable{
    private Socket socket;

    public Web(Socket socket){
        this.socket=socket;
    }

    public void run() {
        try{
            //转换流,读取浏览器请求第一行
            BufferedReader readWb = new
                    BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
            String requst = readWb.readLine();
            //取出请求资源的路径
            String[] strArr = requst.split(" ");
            System.out.println(Arrays.toString(strArr));
            String path = strArr[1].substring(1);
            System.out.println(path);

            FileInputStream fis = new FileInputStream(path);
            System.out.println(fis);
            byte[] bytes= new byte[1024];
            int len = 0 ;
            //向浏览器 回写数据
            OutputStream out = socket.getOutputStream();
            out.write("HTTP/1.1 200 OK\r\n".getBytes());
            out.write("Content-Type:text/html\r\n".getBytes());
            out.write("\r\n".getBytes());
            while((len = fis.read(bytes))!=-1){
                out.write(bytes,0,len);
            }
            fis.close();
            out.close();
            readWb.close();
            socket.close();
        }catch(Exception ex){

        }
    }
}