河南省建设厅网站建设领域涉黑,wordpress折腾怕了,在什么网站可以接国外的模具做,有关天猫网站开发的论文一、网络编程基础 为什么需要网络编程#xff1f; 用户在浏览器中#xff0c;打开在线视频网站#xff0c;如优酷看视频#xff0c;实质是通过网络#xff0c;获取到网络上的一个视频资源。 与本地打开视频文件类似#xff0c;只是视频文件这个资源的来源是网络。 相比本…一、网络编程基础 为什么需要网络编程 用户在浏览器中打开在线视频网站如优酷看视频实质是通过网络获取到网络上的一个视频资源。 与本地打开视频文件类似只是视频文件这个资源的来源是网络。 相比本地资源来说网络提供了更为丰富的网络资源 所谓的网络资源其实就是在网络中可以获取的各种数据资源。 而所有的网络资源都是通过网络编程来进行数据传输的。 1.1、什么是网络编程
网络编程指网络上的主机通过不同的进程以编程的方式实现网络通信或称为网络数据传输。 当然我们只要满足进程不同就行所以即便是同一个主机只要是不同进程基于网络来传输数据也属于网络编程。
特殊的对于开发来说在条件有限的情况下一般也都是在一个主机中运行多个进程来完成网络编程。
但是我们一定要明确我们的目的是提供网络上不同主机基于网络来传输数据资源
进程A编程来获取网络资源进程B编程来提供网络资源
1.2、网络编程中的基本概念
发送端和接收端 在一次网络数据传输时
发送端数据的发送方进程称为发送端。发送端主机即网络通信中的源主机。接收端数据的接收方进程称为接收端。接收端主机即网络通信中的目的主机。收发端发送端和接收端两端也简称为收发端。
注意发送端和接收端只是相对的只是一次网络数据传输产生数据流向后的概念。
请求和响应 一般来说获取一个网络资源涉及到两次网络数据传输
第一次请求数据的发送第二次响应数据的发送。
好比在快餐店点一份炒饭 先要发起请求点一份炒饭再有快餐店提供的对应响应提供一份炒饭
客户端和服务端
服务端在常见的网络数据传输场景下把提供服务的一方进程称为服务端可以提供对外服务。客户端获取服务的一方进程称为客户端。
对于服务来说一般是提供 客户端获取服务资源 客户端保存资源在服务端 好比在银行办事
银行提供存款服务用户客户端保存资源现金在银行服务端银行提供取款服务用户客户端获取服务端资源银行替用户保管的现金
常见的客户端服务端模型 最常见的场景客户端是指给用户使用的程序服务端是提供用户服务的程序
客户端先发送请求到服务端服务端根据请求数据执行相应的业务处理服务端返回响应发送业务处理结果客户端根据响应数据展示处理结果展示获取的资源或提示保存资源的处理结果 二、Socket套接字
Socket套接字是由系统提供用于网络通信的技术是基于TCP/IP协议的网络通信的基本操作单元。基于Socket套接字的网络程序开发就是网络编程。
2.1、Socket套接字分类
Socket套接字主要针对传输层协议划分为如下三类
1、流套接字使用传输层TCP协议 TCP即Transmission Control Protocol传输控制协议传输层协议。 以下为TCP的特点细节后续再学习 有连接 可靠传输 面向字节流 有接收缓冲区也有发送缓冲区 大小不限
对于字节流来说可以简单的理解为传输数据是基于IO流流式数据的特征就是在IO流没有关闭的情 况下是无边界的数据可以多次发送也可以分开多次接收。
2、数据报套接字使用传输层UDP协议UDP即User Datagram Protocol用户数据报协议传输层协议。 以下为UDP的特点细节后续再学习 无连接 不可靠传输 面向数据报 有接收缓冲区无发送缓冲区 大小受限一次最多传输64k
对于数据报来说可以简单的理解为传输数据是一块一块的发送一块数据假如100个字节必须一 次发送接收也必须一次接收100个字节而不能分100次每次接收1个字节
3、原始套接字 原始套接字用于自定义传输层协议用于读写内核没有处理的IP协议数据。 我们不学习原始套接字简单了解即可。 接下来先来了解TCP和UDP两种协议
2.2、TCP 与 UDP 的 区别 有连接 和 无连接 可以怎么去理解 有链接像打电话 比如说现在我们要打电话给某个朋友。 输入号码按下手机拨号键。 手机开始发出 嘟嘟嘟 声音开始等待对方接听 而且我们拨号之后并不是马上就能接通的 必须要等待 对方接听之后我们才能与其交流。 之所以说有链接 就像 打电话一样是因为 打电话必须要接通了之后才能交流没有接通双方就无法交流。 有连接的意思就是在两者确认建立联系后就可以开始交互了。 无连接发微信 不需要接通直接就能发数据。 发微信我们都知道发送信息的时候是不需要对方在线或者回复按下回车立马就能加个信息发送出去不过 对方 看没看见这条消息我们是不确定的 。 这种情况就叫做无连接。 所以 TCP就是要求双发先建立连接连接好了才能进行传数据。 而 UDP直接传输数据不需要双方建立连接。
可靠传输 和 不可靠传输 可靠传输发送方 知道 接收方 有没有接收到数据 注意不要理解错了。 可靠传输不是说数据发送之后对方100% 就能收到。 你代码写得再好也刚不住挖掘机把你家网线挖断了。 网线都断了你能把数据发出去才有鬼。 可靠传输不是说传输数据百分百成功关键还得看这里面是否能感知到 传输数据成功了。 关于可靠传输还有一种错误理解。 可靠传输就是“安全传输”。这种说法也是一个典型的错误。 可靠 和 安全 是 两码事 安全指的是 数据在传输过程不容易被黑客窃取不容易被篡改。 可靠指的是 数据发给对方发送方能知道接收方有没有收到数据。 不可靠传输发送方 不知道 接收方有没有接收到数据 总得来说 可靠就是我们对于自己发送的信息心里有点数。 心里没底就是不可靠。
面向字节流 与 面向数据报 面向字节流数据是以字节为单位进行传输的。 这个就非常类似于 文件操作中的文件内容相关的操作 中的字节流。 网络传输也是一样 假设现有100个字节的数据。 我们可以一直发完。 也可以 一次发 10个字节发送十次。 也可以 一次发 2 个字节发送50次。 … 面向数据报 以数据报为单位进行传输。 一个数据报都会明确大小。 一次 发送/接收 必须是 一个 完整的数据报。 不能是半个也不能是一个半必须是整数个。 在代码中这两者的区别是非常明显的
全双工
全双工 对应的是 半双工 全双工一条链路双向通信。 举个例子间谍 通常抓到一个间谍都会对其进行拷问。 说你的上级是谁平时是怎么联系的 间谍我和他认识知道彼此身份并且有相互联系的方式。 他是xxx联系方式xxxxxx。所以别再打我作用不大因为我都会说。 半双工一条链路单向通信。 举个例子间谍 通常抓到一个间谍都会对其进行拷问。 说你的上级是谁平时是怎么联系的 间谍我和上级是单向通信的他联系到我我联系不到他。所以别再打我作用不大 TCP 和 UDP 都是全双工。 半双工理解即可。
三、UDP数据报套接字编程 3.1、DatagramSocket API
DatagramSocket API DatagramSocket 是UDP Socket用于发送和接收UDP数据报。
DatagramSocket 构造方法
方法签名方法说明DatagramSocket()创建一个UDP数据报套接字的Socket绑定到本机任意一个随机端口一般用于客户端DatagramSocket(intport)创建一个UDP数据报套接字的Socket绑定到本机指定的端口一般用于服务端
DatagramSocket 方法
方法签名方法说明void receive(DatagramPacket p)从此套接字接收数据报如果没有接收到数据报该方法会阻塞等待void send(DatagramPacket p)从此套接字发送数据报包不会阻塞等待直接发送void close()关闭此数据报套接字
3.2、DatagramPacket API
DatagramPacket 是 UDP Socket 发送和接收的数据报。
DatagramPacket 构造方法
方法签名方法说明DatagramPacket(byte[] buf, int length)构造一个DatagramPacket以用来接收数据报接收的数据保存在字节数组第一个参数buf中接收指定长度第二个参数lengthDatagramPacket(byte[] buf, int offset, int length, SocketAddress address)构造一个DatagramPacket以用来发送数据报发送的数据为字节数组第一个参数buf中从0到指定长度第二个参数length。address指定目的主机的IP和端口号
DatagramPacket 方法
方法签名方法说明InetAddress getAddress()从接收的数据报中获取发送端主机IP地址或从发送的数据报中获取接收端主机IP地址int getPort()从接收的数据报中获取发送端主机的端口号或从发送的数据报中获取接收端主机端口号byte[] getData()获取数据报中的数据
构造UDP发送的数据报时需要传入 SocketAddress 该对象可以使用 InetSocketAddress 来创建。
3.3、InetSocketAddress API
InetSocketAddress SocketAddress 的子类 构造方法
方法签名方法说明InetSocketAddress(InetAddress addr, int port)创建一个Socket地址包含IP地址和端口号
3.4、示例一写一个最简单的客户端服务器程序【回显服务】 什么是回显服务 回显服务 - Echo Server 简单来说我说什么你回什么。 就像回声重复着我们说过话。 回显服务就是这样的。 我们发送什么样子的数据它就给我们返回一个同样的数据。 也就是说根据我们请求的内容数据来返回一个具有相同数据的响应。 这样的程序属于最简单的网络编程中的程序。 因为不涉及到任何的业务逻辑就只是通过 socket API 进行单纯的数据转发。 我通过这个程序来向大家演示 API 的使用。 准备工作 服务器部分
package network;import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.SocketException;/*** Created with Intellij IDEA.* Description:* User: ryy* Date: 2023-05-02* Time: 16:28*/
public class UdpEchoServer {//进行网络编程首先要准备 socket 实例private DatagramSocket socket null;//port 是服务器的端口号public UdpEchoServer(int port) throws SocketException {socket new DatagramSocket(port);}//启动服务器public void start() throws IOException {System.out.println(启动服务器);//UDP是不需要建立连接的直接接收客户端发来的数据即可。while (true){//1、读取客户端发来的请求//为了接受数据我们需要先准备好一个空的DatagramPacket对象.//然后,由receive 来填充数据。DatagramPacket requestPacket new DatagramPacket(new byte[1024],1024);socket.receive(requestPacket);//把 DatagramPacket 对象构造出一个字符串String request new String(requestPacket.getData(),0, requestPacket.getLength(),UTF-8);//2、根据请求计算响应由于咱们这是一个回显服务这一步就可以省略了)String response process(request);//3、把响应写回客户端DatagramPacket responsePacket new DatagramPacket(response.getBytes(),response.getBytes().length,requestPacket.getSocketAddress());socket.send(responsePacket);// 打印具体 IP、端口、请求、响应System.out.printf([%s:%d] request: %s,response: %s\n,requestPacket.getAddress().toString(),// 客户端IPrequestPacket.getPort(),// 客户端端口号request,//请求response);// 响应}}//由于是 回显服务响应和请求是一样的private String process(String request) {return request;}public static void main(String[] args) throws IOException {UdpEchoServer server new UdpEchoServer(9090);server.start();}
}
运行效果
客户端部分
package network;import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetAddress;
import java.net.SocketException;
import java.util.Scanner;/*** Created with Intellij IDEA.* Description:* User: ryy* Date: 2023-05-02* Time: 16:28*/
public class UdpEchoClient {private DatagramSocket socket null;private String serverIP;private int serverPort;public UdpEchoClient(String ip, int port) throws SocketException {//此处的 serverPort 是服务器的端口// 服务器启动的时候不需要 socket来指定窗口客户端自己的端口是系统随机分配的。socket new DatagramSocket();serverIP ip;serverPort port;}//启动客户端public void start() throws IOException {Scanner scanner new Scanner(System.in);while (true){//1、先从控制台上读取用户输入的字符串System.out.println(用户输入字符);String request scanner.next();//2、把用户输入的内容构造成一个 UDP 并发送// 构造的请求包括两个部分// 1数据的内容 -》 request// 2要发给谁服务器的 IP 端口号DatagramPacket requestPacket new DatagramPacket(request.getBytes(),request.getBytes().length,InetAddress.getByName(serverIP),serverPort);socket.send(requestPacket);//3、从服务器读取响应数据并解析DatagramPacket responsePacket new DatagramPacket(new byte[1024],1024);socket.receive(responsePacket);String response new String(responsePacket.getData(),0,responsePacket.getLength(),UTF-8);//4、把解析的内容显示到控制台System.out.printf([%s:%d] request: %s,response: %s\n,serverIP,// 服务器IPserverPort,// 服务器端口request,//请求response);// 响应}}public static void main(String[] args) throws IOException {UdpEchoClient client new UdpEchoClient(127.0.0.1,9090);client.start();}
}客户端 和 服务器交互效果 这才是我们服务器正常的运行状态同时处理多个客户端发送的请求。
再来写一个简单程序就是上面代码的基础上带上点业务逻辑 写一个翻译程序英译汉 请求是一些简单的英文单词。 响应是 英文单词 对应的 中文翻译。 客户端不变把服务器代码进行调整。 主要是调整 process 方法。 其他步骤都是一样的。 关键的逻辑就是“根据想求来处理响应” package network;import java.io.IOException;
import java.net.SocketException;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;/*** Created with Intellij IDEA.* Description:* User: ryy* Date: 2023-05-02* Time: 22:02*/// 创建一个类 UdpDictionaryServer 来表示 字典服务器
// 因为代码的逻辑几乎是一样且所有的办法都是public的
// 所以我们在这里就直接继承就可以使用内部所有的方法并且可以进行重写操作。
public class UdpDictionaryServer extends UdpEchoServer{private MapString,String map new HashMap();public UdpDictionaryServer(int port) throws SocketException {super(port);map.put(dog,小狗);map.put(cat,小猫);map.put(duck,小鸭子);}Overridepublic String process(String request) {// 如果查询的单词在“词库”中存在就返回其 键值对/对应的中文//反之如果查询的单词在 “词库”中 不存在返回 没有对应的词。return map.getOrDefault(request,该词没有翻译);}public static void main(String[] args) throws IOException {UdpDictionaryServer server new UdpDictionaryServer(9090);server.start();}
}代码运行结果
总结
一个服务器最关键的逻辑就是“根据想求来处理响应” 什么样的请求得到什么样的响应。 这是我们一个服务器要完成的一个最最关键的事情。 通过这个东西才能让我们的程序真正帮我们解决一些实际问题。 这一点大家要体会我们 服务器-客户端 的交互过程。 之所以网络编程 是一个 服务器-客户端的结构是因为 有些工作我们希望让服务器完成一些工作既然要完成这样的工作就得有输入请求也有输出响应。 从输入到输出从请求到响应的这个过程这就是服务器要完成的基本工作。
四、TCP流套接字编程 TCP 和 UDP 的差别很大 在 TCP API 中也是涉及到两个核心的类 4.1、ServerSocket API
4.1.1、ServerSocket 构造方法
ServerSocket 是创建TCP服务端Socket的API。
方法签名方法说明ServerSocket(int port)创建一个服务端流套接字Socket并绑定到指定端口
4.1.2、ServerSocket 方法
方法签名方法说明Socketaccept()开始监听指定端口创建时绑定的端口有客户端连接后返回一个服务端Socket对象并基于该Socket建立与客户端的连接否则阻塞等待void close()关闭此套接字
4.3、Socket API
Socket 是客户端Socket或服务端中接收到客户端建立连接accept方法的请求后返回的服务端Socket。
不管是客户端还是服务端Socket都是双方建立连接以后保存的对端信息及用来与对方收发数据的。
4.3.1、Socket 构造方法
方法签名方法说明Socket(String host, int port)创建一个客户端流套接字Socket并与对应IP的主机上对应端口的进程建立连接
4.3.2、Socket 方法
方法签名方法说明InetAddress getInetAddress()返回套接字所连接的地址InputStream getInputStream()返回此套接字的输入流OutputStream getOutputStream()返回此套接字的输出流
4.4、回显服务器 - TCP版
TCP服务器实现
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.io.PrintWriter;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
import java.util.Scanner;/*** Created with Intellij IDEA.* Description:* User: ryy* Date: 2023-05-02* Time: 22:31*/
public class TcpEchoServer {// listen 的 中文意思是 监听// 但是在Java socket 中是体现不出来 “监听”的含义// 之所以这么叫其实是 操作系统原生的 API 里有一个操作叫做 listen// 而 ServerSocket 确实起到了一个监听的效果// 所以取个 listenSocket 的名字private ServerSocket listenSocket null;public TcpEchoServer(int port) throws IOException {listenSocket new ServerSocket(port);}//启动服务器public void start() throws IOException {System.out.println(启动服务器);while (true){//注意UDP 是无连接所以一上来就发送数据报//而TCP是有连接的要先建立连接连接好之后才能发送数据//accept 就是用来建立连接的如果没有客户端建立连接那服务器就会阻塞//accept 返回了一个Socket 对象称为 clientSocket 后续和客户端的沟通都是通过 clientSocket 来完成的//换句话说ServerSocket 就干了一件事 建立连接Socket clientSocket listenSocket.accept();//处理连接之后的客户端的请求processConnection(clientSocket);}}private void processConnection(Socket clientSocket) {//先打印IP 和 端口号System.out.printf([%s : %d] 客户端建立连接,clientSocket.getInetAddress().toString(),clientSocket.getPort());//接下来就是处理响应和请求//此处 处理 TCP Socket 文件读写 和 普通文件的读写是一样的try(InputStream inputStream clientSocket.getInputStream()){try (OutputStream outputStream clientSocket.getOutputStream()){//循环处理每个请求Scanner scanner new Scanner(inputStream);while (true){if(!scanner.hasNext()){System.out.printf([%s : %d] 客户端断开连接,clientSocket.getInetAddress().toString(),clientSocket.getPort());break;}//此处使用 Scanner 更方便// 如果不用 Scanner而使用原生的 InputStream 的 read 也是可以的。// 但是很麻烦它需要构造一个 字节数组 来存储 read 读取的数据。// read 还会返回字节的个数如果为-1即为没有后续数据了读完了。String request scanner.next();//2、根据请求 计算响应String response process(request);//3、把响应返回给客户端//为了方便 用 PrintWriter 把 outputStream 包裹一下PrintWriter printWriter new PrintWriter(outputStream);printWriter.print(response);//刷新缓冲区printWriter.flush();System.out.printf([%s : %d] request -》 %s response -》 %s\n,clientSocket.getInetAddress().toString(),clientSocket.getPort(),request,response);}}} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}finally {try {//此处用来关闭文件clientSocket.close();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}}private String process(String request) {return request;}public static void main(String[] args) throws IOException {TcpEchoServer server new TcpEchoServer(9090);server.start();}
}TCP客户端实现
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.io.PrintWriter;
import java.net.Socket;
import java.util.Scanner;/*** Created with Intellij IDEA.* Description:* User: ryy* Date: 2023-05-03* Time: 21:36*/
public class TcpEchoClient {// 用普通的 Socket 即可不用 ServerSocket 了private Socket socket null;//此处也不用手动给客户端指定端口号由系统自动分配(隐式)public TcpEchoClient(String serverIP,int serverPort) throws IOException {// 其实这里是可以给定端口号的但是这里给了之后含义是不同的。// 这里传入的 IP 与 端口号 的 含义 表示的不是自己绑定而是表示 和 这个IP 端口 建立连接// 这里表示 与 IP 为serverIP的主机上的 端口为9090的程序建立连接。socket new Socket(serverIP,serverPort);}private void start(){System.out.println(和服务器建立连接成功);Scanner scanner new Scanner(System.in);try(InputStream inputStream socket.getInputStream()){try (OutputStream outputStream socket.getOutputStream()){while (true){//客户端还是4个步骤//1、从控制台上输入字符串System.out.println(请输入请求);String request scanner.next();//2、把字符串构造成请求然后发送请求给服务器PrintWriter printWriter new PrintWriter(outputStream);printWriter.println(request);printWriter.flush();//3、服务器响应请求并解析Scanner scaResponse new Scanner(inputStream);String response scaResponse.next();//4、将响应显示到控制台上System.out.printf(request:%s,response:%s\n,request,response);}}} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}public static void main(String[] args) throws IOException {TcpEchoClient client new TcpEchoClient(127.0.0.1,9090);client.start();}
}此是TCP版本的回显服务写完了但是还会出现一些问题UDP版本的可以多个客户端与服务器建立连接但是TCP就不行下面我们看一下出现的问题
多线程版本的回显服务器程序
客户端代码和上面一样只需要改一下服务器里面的代码
当前的服务器同一时刻只能处理一个客户端连接。 作为一个服务器应该给很多客户端提供服务而这里只能处理一个客户端这显然是不科学的。 public class TcpThreadEchoServer {// listen 的 中文意思是 监听// 但是在Java socket 中是体现不出来 “监听”的含义// 之所以这么叫其实是 操作系统原生的 API 里有一个操作叫做 listen// 而 ServerSocket 确实起到了一个监听的效果// 所以取个 listenSocket 的名字private ServerSocket listenSocket null;public TcpThreadEchoServer(int port) throws IOException {listenSocket new ServerSocket(port);}//启动服务器public void start() throws IOException {System.out.println(启动服务器);while (true){//注意UDP 是无连接所以一上来就发送数据报//而TCP是有连接的要先建立连接连接好之后才能发送数据//accept 就是用来建立连接的如果没有客户端建立连接那服务器就会阻塞//accept 返回了一个Socket 对象称为 clientSocket 后续和客户端的沟通都是通过 clientSocket 来完成的//换句话说ServerSocket 就干了一件事 建立连接Socket clientSocket listenSocket.accept();//处理连接之后的客户端的请求//改进方法 - 就是在客户端建立连接的时候创建一个线程执行这里的 processConnection 方法Thread t new Thread(() - {processConnection(clientSocket);});t.start();}}private void processConnection(Socket clientSocket) {//先打印IP 和 端口号System.out.printf([%s : %d] 客户端建立连接\n,clientSocket.getInetAddress().toString(),clientSocket.getPort());//接下来就是处理响应和请求//此处 处理 TCP Socket 文件读写 和 普通文件的读写是一样的try(InputStream inputStream clientSocket.getInputStream()){try (OutputStream outputStream clientSocket.getOutputStream()){//循环处理每个请求Scanner scanner new Scanner(inputStream);while (true){if(!scanner.hasNext()){System.out.printf([%s : %d] 客户端断开连接\n,clientSocket.getInetAddress().toString(),clientSocket.getPort());break;}//此处使用 Scanner 更方便// 如果不用 Scanner而使用原生的 InputStream 的 read 也是可以的。// 但是很麻烦它需要构造一个 字节数组 来存储 read 读取的数据。// read 还会返回字节的个数如果为-1即为没有后续数据了读完了。String request scanner.next();//2、根据请求 计算响应String response process(request);//3、把响应返回给客户端//为了方便 用 PrintWriter 把 outputStream 包裹一下PrintWriter printWriter new PrintWriter(outputStream);printWriter.println(response);//刷新缓冲区printWriter.flush();System.out.printf([%s : %d] request -》 %s response -》 %s\n,clientSocket.getInetAddress().toString(),clientSocket.getPort(),request,response);}}} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}finally {try {//此处用来关闭文件clientSocket.close();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}}private String process(String request) {return request;}public static void main(String[] args) throws IOException {TcpThreadEchoServer server new TcpThreadEchoServer(9090);server.start();}
}
效果图
