【网络编程--UDP、TCP】
2024-05-13 06:35:37
目录
- 1.UDP
- 1.1 网络编程
- 1.2 怎么查看进程的端口号
- 1.2 InetAddress
- 1.3 端口协议：
- 1.4 UDP协议
- 1.5 UDP 数据交互代码演示
- 2.TCP
- 2.1 TCP 三次握手
- 2.2 TCP四次挥手
- 2.2 基本代码演示
- 2.3 TCP发送端 接收端 使用多种方式实现字符串的传输和就收
- 2.4 TCP 实现图片的传输，优化后结合多线程
- 3 注意点
1.UDP
1.1 网络编程
网络编程
意义：能在不同的电脑上，传输数据
网络三要素：ip 端口，协议
问题:访问百度首页，本质上是访问百度的服务器
ipv4是点分十进制，如192.168.23.44 ipv6 冒分十六进制。因为ipv4资源枯竭（255255255*255），使用ipv6进行补充（ 很多app也支持ipv6 如支付宝app的首页，手机设置中也可以看到）
1.2 怎么查看进程的端口号
1.第一步：任务管理器 -->详细信息–>查看pid —>飞秋
第二步：查到飞秋的pid后，在cmd执行netstat -ano 通过pid 对应端口
1.2 InetAddress
// static InetAddress getByName(String host)确定主机名称的IP地址。主机名称可以是机器名称，也可以是IP地址// String getHostName() 获取此IP地址的主机名 //String getHostAddress() 返回文本显示中的IP地址字符串 public class InetAddressDemo {public static void main(String[] args) throws UnknownHostException {
//InetAddress address = InetAddress.getByName("itheima");InetAddress address = InetAddress.getByName("192.168.1.66");//public String getHostName()：获取此IP地址的主机名String name = address.getHostName();//public String getHostAddress()：返回文本显示中的IP地址字符串String ip = address.getHostAddress();System.out.println("主机名：" + name);System.out.println("IP地址：" + ip);}
}
1.3 端口协议：
端口:
设备上应用程序的唯一标识
端口号: 了解：
用两个字节表示的整数，它的取值范围是065535。其中，01023之间的端口号用于一些知名的网络服务和应用，普通的应用程序需要使用1024以上的端口号。如果端口号被另外一个服务或应用所占用，会导致当前程序启动失败
如果平常使用udp 或者tcp 建议直接使用10000以上的端口---->避免端口冲突
如：443—https 80–>http 3306—>数据库的端口
1.4 UDP协议
无连接通信协议，在通信前不需要建立逻辑连接，所以发送的数据可能丢失，发送数据的时候不管你接不接受得到，发完就不管了，接收端也不会向发送端发送反馈信息。
由于使用UDP协议消耗系统资源小，通信效率高，所以通常都会用于音频、视频和普通数据的传输
1.5 UDP 数据交互代码演示
UDP三种通讯方式分别是什么?
单播（一对一） 单播用于两个主机之间的端对端通信 组播（多对一） 组播用于对一组特定的主机进行通信 广播（一对多）
广播用于一个主机对整个局域网上所有主机上的数据通信
发送数据
/*** 127.0.0.1本机回送地址，用于测试使用，如网线拔了 ，不存在192.168.12.xxx地址*/
public class ClientDemo {public static void main(String[] args) throws IOException {//1.找码头--找一个快递员DatagramSocket ds = new DatagramSocket();//2.打包礼物//DatagramPacket(byte[] buf, int length, InetAddress address, int port)String s = "送给村长老丈人的礼物";byte[] bytes = s.getBytes();//将ip换成了对象//指定唯一 一个发送的IP,这是单播，（一对一）InetAddress address = InetAddress.getByName("127.0.0.1");int port = 10000;
// 如 包裹，包裹的重量，包裹的地址，包裹的电话号码DatagramPacket dp = new DatagramPacket(bytes,bytes.length,address,port);//3.由码头发送包裹ds.send(dp);//4.付钱走羊ds.close();}
}
接收数据
public class ServerDemo {//注意点://1.要先运行接收端,再运行发送端//2.如果接收端再启动之后,没有接收到数据,那么会死等(阻塞).//3.在接收数据的时候,需要调用一个getLength方法,表示接收到了多少字节public static void main(String[] args) throws IOException {//1.找码头 ---- 表示接收端从10000端口接收数据的.DatagramSocket ds = new DatagramSocket(10000);//2,创建一个新的箱子byte [] bytes = new byte[1024];DatagramPacket dp = new DatagramPacket(bytes,bytes.length);//3.接收礼物,把礼物放到新的箱子中System.out.println("-----------接收前----------");ds.receive(dp);System.out.println("------------接收后---------");//4.从新的箱子里面获取礼物byte[] data = dp.getData();// 获得数据的长度int length = dp.getLength();System.out.println(new String(data,0,length));//5.拿完走羊ds.close();}
}
代码的练习
UDP使用组播发送消息：
package com.ww.udp2;import java.io.IOException;
import java.net.*;/*** 组播*/
public class Client {public static void main(String[] args) throws IOException {DatagramSocket ds = new DatagramSocket();String s="大家好本组的成员们";byte[] bytes = s.getBytes();int port=10000;InetAddress address = InetAddress.getByName("224.0.1.2");//设置组播的地址，向在一个组的接收端发消息DatagramPacket dp = new DatagramPacket(bytes,0,bytes.length,address,port);ds.send(dp);ds.close();}
}
UDP使用组播接收消息：
package com.ww.udp2;import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.InetAddress;
import java.net.MulticastSocket;public class ServiceZu {public static void main(String[] args) throws IOException {MulticastSocket ms = new MulticastSocket(10000);byte [] bytes = new byte[1024];DatagramPacket dp = new DatagramPacket(bytes, 0, bytes.length);//白名单，只能接收这些IP发来的消息InetAddress address = InetAddress.getByName("224.0.1.2");InetAddress address2= InetAddress.getByName("224.0.1.3");InetAddress address3= InetAddress.getByName("224.0.1.4");ms.joinGroup(address);//将ms加入本组的组播地址，这样只要是加入这个组的接收端都能接收到发送端发来的信息ms.joinGroup(address2);//将ms加入本组的组播地址，这样只要是加入这个组的接收端都能接收到发送端发来的信息ms.joinGroup(address3);//将ms加入本组的组播地址，这样只要是加入这个组的接收端都能接收到发送端发来的信息ms.receive(dp);byte[] data = dp.getData();int length = dp.getLength();System.out.println(new String(data,0,length));ms.close();}
}
UDP的广播案例代码实现
发送端
package com.ww.udp;import java.io.IOException;
import java.net.*;
import java.util.Scanner;/*** 广播*/
public class Client {public static void main(String[] args) throws IOException {//创建码头DatagramSocket ds = new DatagramSocket();Scanner sc = new Scanner(System.in);while (true) {String s= sc.nextLine();if ("886".equals(s)){break;}byte[] bytes = s.getBytes();//"192.168.12.35"//这里设置的是广播地址，那么这个发送端发送的消息，所有的接收端都能接收，前提是在同一个端口 发送端和接收端要使用同一个端口//为什么要使用同一个端口，就相当于QQ只能发消息给QQ,不能发给微信，每个软件都有自己的端口号，// 并且每个人在电脑上的同一款软件，使用的都是默认的端口号，所以同一款软件，在不同的电脑中使用的端口号是相同的，// 这样就能解释为什么需要端口号相同才能接收到信息了InetAddress address = InetAddress.getByName("255.255.255.255");//创建数据DatagramPacket dp = new DatagramPacket(bytes,0,bytes.length,address,10000);ds.send(dp);}ds.close();}
}
接收端
package com.ww.udp;import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.util.concurrent.*;// Base64util.GenerateImage(new String(bytes,0,length),"mz.jpg")
public class Service {public static void main(String[] args) throws IOException {DatagramSocket ds = new DatagramSocket(10000);ThreadPoolExecutor poolExecutor = new ThreadPoolExecutor(3,10,60,TimeUnit.SECONDS,new ArrayBlockingQueue<>(5),Executors.defaultThreadFactory(),new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy());//192.168.12.125for (int i=0;i<15;i++) {poolExecutor.submit(//这里使用了线程池实现多线程，多次提交任务new Runnable() {@Overridepublic void run() {Object o =1;synchronized (o){byte [] arr = new byte[1024];DatagramPacket dp = new DatagramPacket(arr,0,arr.length);try {System.out.println("准备接收信息...");ds.receive(dp);//receive()方法会阻塞线程除非接收到数据System.out.println("接收到信息了....");} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}//从箱子中获取数据
// byte[] data = dp.getData();int length = dp.getLength();String hostName = dp.getAddress().getHostName();System.out.println("来自"+hostName+"小朋友："+new String(arr,0,length));}}});}// poolExecutor.shutdown();// ds.close();}
}
2.TCP
2.1 TCP 三次握手
TCP协议：面向连接、通信效率低、数据传输可靠无差错,大小没有限制
了解：
tcp协议建立连接时需要经过三次握手确保连接建立。为什么是三次握手呢？
发送端向接收端发送一个连接信息，然后接收端回馈一个消息给发送端。这里就经过了两次握手了，那么发送端可以确定自己发送的消息接收端可以接收到，但是接收端还不能确定自己反馈的消息有没有被发送端接收到，所以发送端接收到接收端的反馈信息后，还需要向接收端发一条消息告诉接收端它的反馈已经被接收。这样就能确定接收端和发送端互相发的消息都能接收到
2.2 TCP四次挥手
2.2 基本代码演示
public class ServerDemo {public static void main(String[] args) throws IOException {//创建服务器端的Socket对象(ServerSocket)//ServerSocket(int port) 创建绑定到指定端口的服务器套接字ServerSocket ss = new ServerSocket(10000);//Socket accept() 侦听要连接到此套接字并接受它Socket s = ss.accept();//获取输入流，读数据，并把数据显示在控制台InputStream is = s.getInputStream();byte[] bys = new byte[1024];int len = is.read(bys);String data = new String(bys,0,len);System.out.println("数据是：" + data);//释放资源s.close();ss.close();}
}
2.3 TCP发送端 接收端 使用多种方式实现字符串的传输和就收
Client 发送端 发送字符串 读写包含多种方式
package com.ww.tcp;import java.io.*;
import java.net.Socket;
//使用tcp来发送信息，需要经过三次握手
public class Client {public static void main(String[] args) throws IOException {Socket socket = new Socket("127.0.0.1",10000);OutputStream os = socket.getOutputStream();String s= "嗨喽";//第一种方式:-------------------------------------// 使用字节输出流一次写一个字节数组// os.write(s.getBytes());//----------------------------------------------//第二种方式：--------------------------------------------//使用转换流，将字节输出流，转换成字符输出流，一次写一个字符串OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(os, "utf-8");osw.write(s);osw.flush();//这里需要使用flush()将数据从流冲刷出去，这样才能被服务端接收到数据//因为后面还需要使用到socket所以不能直接使用socket.close,只能使用shutdownOutput(),// 告诉服务端一个介素标记我已经写完，服务端才能展示读到的数据socket.shutdownOutput();//--------------------------------------------------------//使用缓冲流接收服务端回复的消息BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));System.out.println("服务器的回复信息："+br.readLine());//释放资源socket.close();}
}
Service 接收端 接收字符串 读写包含多种方式
package com.ww.tcp;import java.io.*;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;public class Service {public static void main(String[] args) throws IOException, InterruptedException {ServerSocket ss = new ServerSocket(10000);Socket accept = ss.accept();InputStream is = accept.getInputStream();/*
//第一种方式://读一个字节打印一个字节会出现乱码，因为一个汉字，用utf-8码表一个中文是3个字节，//所以打印一个字节只能乱码int b;while ((b=is.read())!=-1){System.out.print((char) b);}
*//*//第二种方式byte [] bytes = new byte[1024];//len返回读取到的字节长度，一次读取整个字符串个字节，因为几个中文的字节数不可能比1024大，// 这样就能解决字节流读取字符乱码问题int len = is.read(bytes);//一次根据utf-8码表打印所有字节，就不会有乱码了System.out.println("使用字节流接收发送端的中文信息："+new String(bytes,0,len));
*///第三种方式：使用转化流将字节输入流转换成字符输入流，读取字符InputStreamReader isr = new InputStreamReader(is, "utf-8");int a;while ((a= isr.read())!=-1){//一次读取一个字符System.out.print((char)a);//输出字符串}Thread.sleep(2000);//回馈的时候用休息一下//使用缓冲流回复客户端，告诉客户端我已经接收到消息BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(accept.getOutputStream()));bw.write("我接收到你的嗨喽了，很高兴认识你！");bw.flush();//这里写完之后为什么没有不用accept调用shutdownOutput(),给客户端传递结束标记//因为下面的accept.close()的close()方法就包含了shutdownOutput()，所以不用再调用shutdownOutput()方法了//释放资源accept.close();ss.close();}
}
2.4 TCP 实现图片的传输，优化后结合多线程
Client 发送端：
package com.ww.tcp;import java.io.*;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;public class Service {public static void main(String[] args) throws IOException, InterruptedException {ServerSocket ss = new ServerSocket(10000);Socket accept = ss.accept();InputStream is = accept.getInputStream();/*
//第一种方式://读一个字节打印一个字节会出现乱码，因为一个汉字，用utf-8码表一个中文是3个字节，//所以打印一个字节只能乱码int b;while ((b=is.read())!=-1){System.out.print((char) b);}
*//*//第二种方式byte [] bytes = new byte[1024];//len返回读取到的字节长度，一次读取整个字符串个字节，因为几个中文的字节数不可能比1024大，// 这样就能解决字节流读取字符乱码问题int len = is.read(bytes);//一次根据utf-8码表打印所有字节，就不会有乱码了System.out.println("使用字节流接收发送端的中文信息："+new String(bytes,0,len));
*///第三种方式：使用转化流将字节输入流转换成字符输入流，读取字符InputStreamReader isr = new InputStreamReader(is, "utf-8");int a;while ((a= isr.read())!=-1){//一次读取一个字符System.out.print((char)a);//输出字符串}Thread.sleep(2000);//回馈的时候用休息一下//使用缓冲流回复客户端，告诉客户端我已经接收到消息BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(accept.getOutputStream()));bw.write("我接收到你的嗨喽了，很高兴认识你！");bw.flush();//这里写完之后为什么没有不用accept调用shutdownOutput(),给客户端传递结束标记//因为下面的accept.close()的close()方法就包含了shutdownOutput()，所以不用再调用shutdownOutput()方法了//释放资源accept.close();ss.close();}
}
自定义的Runnable的 实现类 ThreadSocket把需要完成的任务放进run()方法中执行，从而在Server中使用线程池来实现多线程
Server 接收端
package com.ww.tcp2;import java.io.*;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue;
import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;
import java.util.concurrent.TimeUnit;public class Server {public static void main(String[] args) throws IOException {ServerSocket ss = new ServerSocket(10000);
//192.168.232.1ThreadPoolExecutor poolExecutor = new ThreadPoolExecutor(3, //核心线程数量8, //线程池的总数量60, //临时线程空闲时间TimeUnit.SECONDS, //临时线程空闲时间的单位new LinkedBlockingQueue<>(10), //阻塞队列 自定义阻塞队列的长度为10Executors.defaultThreadFactory(), //创建线程的方式 使用工厂创建线程new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy() //任务拒绝策略);while (true) {Socket accept = ss.accept();ThreadSocket ts = new ThreadSocket(accept);//ts是Runnable的实现类//new Thread(ts).start();//实现多线程poolExecutor.submit(ts);//使用自定义的线程池来实现多线程}//ss.close(); 死循环服务器端就不关闭了}
}
3 注意点
注意事项：
accept方法是阻塞的,作用就是等待客户端连接
客户端创建对象并连接服务器,此时是通过三次握手协议,保证跟服务器之间的连接
针对客户端来讲,是往外写的,所以是输出流
针对服务器来讲,是往里读的,所以是输入流
这里的客户端和服务器端都是在内存中的，输入输出都是相对于内存来说的
read方法也是阻塞的
创建客户端对象，创建输入流对象指向文件，每读一次数据就给服务器输出一次数据，输出结束后使用shutdownOutput()方法告知服务端传输结束客户端在关流的时候,还多了一个往服务器写结束标记的动作
最后一步断开连接,通过四次挥手协议保证连接终止
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