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网络编程示例

“实践出真知”，所以在进行技术学习时，还是需要进行很多的练习，才可以体会技术的奥妙，下面通过两个简单的示例，演示网络编程的实际使用。

1.3.1质数判别示例

该示例实现的功能是质数判断，程序实现的功能为客户端程序接收用户输入的数字，然后将用户输入的内容发送给服务器端，服务器端判断客户端发送的数字是否是质数，并将判断的结果反馈给客户端，客户端根据服务器端的反馈显示判断结果。

质数的规则是：最小的质数是2，只能被1和自身整除的自然数。当用户输入小于2的数字，以及输入的内容不是自然数时，都属于非法输入。

网络程序的功能都分为客户端程序和服务器端程序实现，下面先描述一下每个程序分别实现的功能：

1、 客户端程序功能：

• 接收用户控制台输入

• 判断输入内容是否合法

• 按照协议格式生成发送数据

• 发送数据

• 接收服务器端反馈

• 解析服务器端反馈信息，并输出

2、 服务器端程序功能：

• 接收客户端发送数据

• 按照协议格式解析数据

• 判断数字是否是质数

• 根据判断结果，生成协议数据

• 将数据反馈给客户端

分解好了网络程序的功能以后，就可以设计网络协议格式了，如果该程序的功能比较简单，所以设计出的协议格式也不复杂。

客户端发送协议格式：

• 将用户输入的数字转换为字符串，再将字符串转换为byte数组即可。

• 例如用户输入16，则转换为字符串“16”，使用getBytes转换为byte数组。

• 客户端发送“quit”字符串代表结束连接

服务器端发送协议格式：

• 反馈数据长度为1个字节。数字0代表是质数，1代表不是质数，2代表协议格式错误。

• 例如客户端发送数字12，则反馈1，发送13则反馈0，发送0则反馈2。

功能设计完成以后，就可以分别进行客户端和服务器端程序的编写了，在编写完成以后联合起来进行调试即可。

下面分别以TCP方式和UDP方式实现该程序，注意其实现上的差异。不管使用哪种方式实现，客户端都可以多次输入数据进行判断。对于UDP方式来说，不需要向服务器端发送quit字符串。

以TCP方式实现的客户端程序代码如下：

package example1;
import java.io.*;
import java.net.*;
/*** 以TCP方式实现的质数判断客户端程序*/
public class TCPPrimeClient {static BufferedReader br;static Socket socket;static InputStream is;static OutputStream os;/**服务器IP*/final static String HOST = "127.0.0.1";/**服务器端端口*/final static int PORT = 10005;public static void main(String[] args) {init(); //初始化while(true){System.out.println("请输入数字：");String input = readInput(); //读取输入if(isQuit(input)){ //判读是否结束byte[] b = "quit".getBytes();send(b);break; //结束程序}if(checkInput(input)){ //校验合法//发送数据send(input.getBytes());//接收数据byte[] data = receive();//解析反馈数据parse(data);}else{System.out.println("输入不合法，请重新输入！");}}close(); //关闭流和连接}/*** 初始化*/private static void init(){try {br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));socket = new Socket(HOST,PORT);is = socket.getInputStream();os = socket.getOutputStream();} catch (Exception e) {}}/*** 读取客户端输入*/private static String readInput(){try {return br.readLine();} catch (Exception e) {return null;}}/*** 判断是否输入quit* @param input 输入内容* @return true代表结束，false代表不结束*/private static boolean isQuit(String input){if(input == null){return false;}else{if("quit".equalsIgnoreCase(input)){return true;}else{return false;}}}/*** 校验输入* @param input 用户输入内容* @return true代表输入符合要求，false代表不符合*/private static boolean checkInput(String input){if(input == null){return false;}try{int n = Integer.parseInt(input);if(n >= 2){return true;}else{return false;}}catch(Exception e){return false; //输入不是整数}}/*** 向服务器端发送数据* @param data 数据内容*/private static void send(byte[] data){try{os.write(data);}catch(Exception e){}}/*** 接收服务器端反馈* @return 反馈数据*/private static byte[] receive(){byte[] b = new byte[1024];try {int n = is.read(b);byte[] data = new byte[n];//复制有效数据System.arraycopy(b, 0, data, 0, n);return data;} catch (Exception e){}return null;}/*** 解析协议数据* @param data 协议数据*/private static void parse(byte[] data){if(data == null){System.out.println("服务器端反馈数据不正确！");return;}byte value = data[0]; //取第一个byte//按照协议格式解析switch(value){case 0:System.out.println("质数");break;case 1:System.out.println("不是质数");break;case 2:System.out.println("协议格式错误");break;}}/*** 关闭流和连接*/private static void close(){try{br.close();is.close();os.close();socket.close();}catch(Exception e){e.printStackTrace();}}
}

在该代码中，将程序的功能使用方法进行组织，使得结构比较清晰，核心的逻辑流程在main方法中实现。

以TCP方式实现的服务器端的代码如下：

package example1;
import java.net.*;
/*** 以TCP方式实现的质数判别服务器端*/
public class TCPPrimeServer {public static void main(String[] args) {final int PORT = 10005;ServerSocket ss = null;try {ss = new ServerSocket(PORT);System.out.println("服务器端已启动：");while(true){Socket s = ss.accept();new PrimeLogicThread(s);}} catch (Exception e) {}finally{try {ss.close();} catch (Exception e2) {}}}
}
package example1;
import java.io.*;
import java.net.*;
/*** 实现质数判别逻辑的线程*/
public class PrimeLogicThread extends Thread {Socket socket;InputStream is;OutputStream os;public PrimeLogicThread(Socket socket){this.socket = socket;init();start();}/*** 初始化*/private void init(){try{is = socket.getInputStream();os = socket.getOutputStream();}catch(Exception e){}}public void run(){while(true){//接收客户端反馈byte[] data = receive();//判断是否是退出if(isQuit(data)){break; //结束循环}//逻辑处理byte[] b = logic(data);//反馈数据send(b);}close();}/*** 接收客户端数据* @return 客户端发送的数据*/private byte[] receive(){byte[] b = new byte[1024];try {int n = is.read(b);byte[] data = new byte[n];//复制有效数据System.arraycopy(b, 0, data, 0, n);return data;} catch (Exception e){}return null;}/*** 向客户端发送数据* @param data 数据内容*/private void send(byte[] data){try{os.write(data);}catch(Exception e){}}/*** 判断是否是quit* @return 是返回true，否则返回false*/private boolean isQuit(byte[] data){if(data == null){return false;}else{String s = new String(data);if(s.equalsIgnoreCase("quit")){return true;}else{return false;}}}private byte[] logic(byte[] data){//反馈数组byte[] b = new byte[1];//校验参数if(data == null){b[0] = 2;return b;}try{//转换为数字String s = new String(data);int n = Integer.parseInt(s);//判断是否是质数if(n >= 2){boolean flag = isPrime(n);if(flag){b[0] = 0;}else{b[0] = 1;}}else{b[0] = 2; //格式错误System.out.println(n);}}catch(Exception e){e.printStackTrace();b[0] = 2;}return b;}/**** @param n* @return*/private boolean isPrime(int n){boolean b = true;for(int i = 2;i <= Math.sqrt(n);i++){if(n % i == 0){b = false;break;}}return b;}/*** 关闭连接*/private void close(){try {is.close();os.close();socket.close();} catch (Exception e){}}
}

本示例使用的服务器端的结构和前面示例中的结构一致，只是逻辑线程的实现相对来说要复杂一些，在线程类中的logic方法中实现了服务器端逻辑，根据客户端发送过来的数据，判断是否是质数，然后根据判断结果按照协议格式要求，生成客户端反馈数据，实现服务器端要求的功能。

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