第七章 - Java网络编程（四）

╰+攻爆jí腚メ 2023-10-03 20:31 12阅读 0赞

## 系列文章目录 ##

[Java基础篇之jdk、jre环境变量的配置][Java_jdk_jre]  
[第一章 - Java基本语法][- Java]  
[第六章 - Java集合][- Java 1]  
[第七章 - Java网络编程（一）][- Java 2]  
[第七章 - Java网络编程（二）][- Java 3]  
[第七章 - Java网络编程（三）][- Java 4]

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#### 文章目录 ####

*  系列文章目录
 *  前言
 *  一、TCP协议使用字符流完成数据传输
 *  二、UDP协议实现单次通讯
 *  三、网络文件下载
 *  总结

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## 前言 ##

本章节介绍两个网络编程的经典案例，涉及字节流编程、字符流编程，以及网络文件下载操作

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## 一、TCP协议使用字符流完成数据传输 ##

> 要求：
> 
>  *  使用字符流的方式，编写一客户端程序和服务端程序
>  *  客户端发送"name"，服务器端接收到后，返回"我是nova"，nova是你自己的名字
>  *  客户端发送"hobby"，服务器端接收到后，返回"编写java程序"
>  *  不是这两个问题，回复"你说啥呢"

> 实现思路：

> 服务端：
> 
>  *  首先服务端需要在IP：端口进行监听，即创建一个服务端
>  *  服务端等待客户端连接，如果没有客户端连接，将卡在这儿不往下执行
>  *  有客户端连接，则拿到这个socket，获取到关联socket的字符输入流，获取客户端从数据通道发送的数据
>  *  拿到数据后，判断客户端说了啥（可用switch，也可用if-else结构，判断，目前只支持一次通讯，如果可以多次通讯即扩展为聊天功能），按要求返回对应的字符串
>  *  获取socket相关联的字符输出流，将字符串写入数据通道
>  *  设置写入结束标记（很重要，如果不设置客户端不知道是不是写完了，将会卡顿）
>  *  发送完数据后，将相关流资源关闭

> 客户端：
> 
>  *  创建一个客户端，通过IP：端口连接上服务端
>  *  获取socket相关联的字符输出流，将数据写入数据通道
>  *  设置写入结束标记
>  *  获取socket相关的字符输入流，获取服务端返回的数据
>  *  将数据打印出来
>  *  关闭相关资源

代码实现：

*  服务端：

package com.cuinn.homework;
    
    import java.io.*;
    import java.net.ServerSocket;
    import java.net.Socket;
    
    /**
     * 服务端
     * 使用字符流
     */
    @SuppressWarnings({
        "all"})
    public class Homework01Server {
        
        public static void main(String[] args) throws IOException {
        
            // 1.创建服务端socket
            ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(9999);
            System.out.println("服务端，在9999端口监听，等待连接...");
            // 2.等待客户端连接
            Socket socket = serverSocket.accept();
            System.out.println("socket=" + socket.getClass());
            // 3.获取客户端在数据通道写入的数据
            InputStream inputStream = socket.getInputStream();
            // 4.IO读取
            BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(inputStream));
            String s = bufferedReader.readLine();
            System.out.println(s);
            // 5.向数据通道写入数据
            OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();
            BufferedWriter bufferedWriter = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(outputStream));
            // 6.判断从数据通道获取的数据是什么
            switch (s){
        
                case "name":
                    bufferedWriter.write("我是nova");
                    break;
                case "hobby": bufferedWriter.write("编写java程序");
                    break;
                default: bufferedWriter.write("你说啥呢");
            }
            bufferedWriter.newLine();
            bufferedWriter.flush();
            // 6.关闭外层流和socket
            bufferedWriter.close();
            bufferedReader.close();
            socket.close();
            serverSocket.close();
        }
    }

*  客户端：

package com.cuinn.homework;
    
    import java.io.*;
    import java.net.InetAddress;
    import java.net.Socket;
    import java.util.Scanner;
    
    /**
     * 客户端
     * 使用字符流
     */
    @SuppressWarnings({
        "all"})
    public class Homework01Client {
        
        public static void main(String[] args) throws IOException {
        
            // 1.创建客户端socket
            Socket socket = new Socket(InetAddress.getLocalHost(), 9999);
            System.out.println("客户端 socket返回=" + socket.getClass());
            // 2.获取输出流
            OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();
            // 3.向数据通道写数据
            BufferedWriter bufferedWriter = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(outputStream));
            // 4.从键盘读取用户的问题
            Scanner scanner = new Scanner(System.in);
            System.out.println("请输入你的问题");
            String question = scanner.next();
    
            bufferedWriter.write(question);
            bufferedWriter.newLine();// 插入一个换行符，表示写入内容结束，要求对方使用readLine()
            bufferedWriter.flush();// 如果使用字符流需要手动刷新，否则数据不会写入数据通道
            // 5.获取输入流
            InputStream inputStream = socket.getInputStream();
            // 6.读取服务端写入数据通道的数据
            BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(inputStream));
            String s = bufferedReader.readLine();
            System.out.println(s);
            // 7.关闭外层流和socket
            bufferedWriter.close();
            bufferedReader.close();
            socket.close();
            System.out.println("客户端退出...");
        }
    }

## 二、UDP协议实现单次通讯 ##

> 要求：
> 
>  *  编写一个接收端A，和一个发送端B，使用UDP协议完成
>  *  接收端在8888端口等待接收数据（receive）
>  *  发送端向接收端发送数据"四大名著是哪些"
>  *  接收端接收到发送端发送的问题后，返回"四大名著是《红楼梦》…"，否则返回what?
>  *  接收端和发送端程序退出

> 实现思路：

> 接收端：
> 
>  *  创建一个DatagramSocket对象，固定一个端口，准备在这个端口接收数据
>  *  构建一个DatagramPacket对象，准备接收数据
>  *  调用接收方法， 将通过网络传的DatagramPacket对象填充到packet对象
>  *  可以把packet进行拆包，取出数据，并显示。
>  *  判断发送端发送的是什么，按要求回复
>  *  创建DatagramPacket对象，装包，发送给对方
>  *  关闭相关资源

> 发送端：
> 
>  *  创建一个DatagramSocket对象，固定一个端口，准备在这个端口接收数据
>  *  从键盘读取数据，将需要发送的数据，封装到DatagramPacket对象
>  *  装包，发送数据（data内容字节数组，data.length, 主机（IP），端口）
>  *  接收发送端发送的数据报
>  *  数据填充到packaet
>  *  拆包
>  *  关闭相关资源

代码实现：

*  接收端A：

package com.cuinn.homework;
    
    import java.io.IOException;
    import java.net.DatagramPacket;
    import java.net.DatagramSocket;
    import java.net.InetAddress;
    
    /**
     * @author ckwu
     * @version 1.0
     * @project JavaProject
     * @description 接收端A
     * @date 2022-10-06 12:58:54
     */
    @SuppressWarnings({
        "all"})
    public class Homework02ReceiveA {
        
        public static void main(String[] args) throws IOException {
        
            // 1.创建一个DatagramSocket对象，准备在9999接收数据
            DatagramSocket socket = new DatagramSocket(8888);
            // 2.构建一个DatagramPacket对象，准备接收数据
            // UDP协议数据包最大64k
            byte[] buf = new byte[1024];
            DatagramPacket packet = new DatagramPacket(buf, buf.length);
            // 3.调用接收方法， 将通过网络传的DatagramPacket对象填充到packet对象
            // 提示：当有数据包发送到本机的9999端口时，就会接收到数据，如果没有数据报发送到本机的9999端口，就会阻塞等待。
            System.out.println("接收端A 等待接收数据..。");
            socket.receive(packet);
            // 4.可以把packet进行拆包，取出数据，并显示。
            int length = packet.getLength();// 世界接收的数据字节长度
            byte[] data = packet.getData();// 接收到的数据
            String s = new String(data, 0, length);
            System.out.println(s);
            String answer = "";
            if ("四大名著是哪些".equals(s)){
        
                answer = "四大名著是《红楼梦》《西游记》《三国演义》《水浒传》";
            }else {
        
               answer = "what?";
            }
    
            // 5.向接收端B回复“好的，明天见”
            data = answer.getBytes();
            packet = new DatagramPacket(data, data.length, InetAddress.getByName("192.168.1.107"), 9998);
            // 6.发送数据包
            socket.send(packet);
            // 5.关闭资源
            socket.close();
            System.out.println("A端退出...");
        }
    }

*  发送端B：

package com.cuinn.homework;
    
    
    import java.io.IOException;
    import java.net.DatagramPacket;
    import java.net.DatagramSocket;
    import java.net.InetAddress;
    import java.util.Scanner;
    
    /**
     * @author ckwu
     * @version 1.0
     * @project JavaProject
     * @description 发送端B
     * @date 2022-10-06 13:01:00
     */
    @SuppressWarnings({
        "all"})
    public class Homework02SenderB {
        
        public static void main(String[] args) throws IOException {
        
            // 1.创建DatagramSocket对象，准备在9998端口接收数据
            DatagramSocket socket = new DatagramSocket(9998);
            // 2.将需要发送的数据，封装到DatagramPacket对象
            // 从键盘读取数据
            System.out.println("请输入你的问题：");
            Scanner scanner = new Scanner(System.in);
            String question = scanner.next();
            byte[] data = question.getBytes();
            // 说明：封装的DatagramPacket对象 data内容字节数组，data.length, 主机（IP），端口
            DatagramPacket packet =
                    new DatagramPacket(data, data.length, InetAddress.getByName("192.168.1.107"), 8888);
            socket.send(packet);
            // 3.接收发送端A发送的数据报
            data = new byte[1024];
            packet = new DatagramPacket(data, data.length);
            // 4.数据填充到packaet
            socket.receive(packet);
            // 5.拆包
            data = packet.getData();
            int length = packet.getLength();
            String s = new String(data, 0, length);
            System.out.println(s);
    
            //3.关闭资源
            socket.close();
            System.out.println("");
            System.out.println("B端退出...");
        }
    }

## 三、网络文件下载 ##

> 要求：
> 
>  *  编写客户端程序和服务端程序
>  *  客户端可以输入一个音乐文件名，比如高山流水，服务端收到音乐名后，可以给客户端返回个音乐文件，如果服务器没有这个文件，返回一个默认的音乐即可。
>  *  客户端收到文件后，保存到本地d:\\

图解：  
![在这里插入图片描述][ab2a7bab6c464ec78772cadd0ce461a3.png]  
代码实现：

*  服务端：

package com.cuinn.homework;
    
    import com.cuinn.upload.StreamUtils;
    
    import java.io.*;
    import java.net.ServerSocket;
    import java.net.Socket;
    
    /**
     * @author ckwu
     * @version 1.0
     * @project JavaProject
     * @description 服务端
     * @date 2022-10-06 22:15:42
     */
    public class Homework03Server {
        
        public static void main(String[] args) throws Exception {
        
            // 1.创建服务端，在9999端口监听
            ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(9999);
            // 2.等待连接
            System.out.println("等待客户端连接...");
            Socket socket = serverSocket.accept();
            // 3.读取客户端写入数据通道的数据
            InputStream inputStream = socket.getInputStream();
            byte[] buf = new byte[1024];
            int len = 0;
            String downloadFileName = "";
            while((len = inputStream.read(buf)) != -1){
        
                downloadFileName += new String(buf, 0, len);
            }
            System.out.println("客户端希望下载的文件名：" + downloadFileName);
            // 如果客户下载的是空心，返回空心.mp3,否则一律返回声声唱.mp3
            String resFileName = "";
            if("空心".equals(downloadFileName)){
        
                resFileName = "src\\空心.mp3";
            }else {
        
                resFileName = "src\\声声唱.mp3";
            }
            // 4.创建一个输入流读取文件
            BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream(resFileName));
            // 5.使用工具类读取到一个字节数组
            byte[] bytes = StreamUtils.streamToByteArray(bis);
            // 6.得到socket关联的输出流
            BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(socket.getOutputStream());
            // 7.写入到数据通道,返回给客户端
            bos.write(bytes);
            socket.shutdownOutput();// 设置结束标记
    
            // 8.关闭相关资源
            bis.close();
            inputStream.close();
            socket.close();
            serverSocket.close();
            System.out.println("服务端退出...");
        }
    
    }

*  客户端：

package com.cuinn.homework;
    
    import com.cuinn.upload.StreamUtils;
    
    import java.io.*;
    import java.net.InetAddress;
    import java.net.Socket;
    import java.net.UnknownHostException;
    import java.util.Scanner;
    
    /**
     * @author ckwu
     * @version 1.0
     * @project JavaProject
     * @description 客户端
     * @date 2022-10-06 22:16:04
     */
    public class Homework03Client {
        
        public static void main(String[] args) throws Exception {
        
            // 1.接收用户指定下载的文件名
            System.out.println("请输入要下载的文件名；");
            Scanner scanner = new Scanner(System.in);
            String fileName = scanner.next();
            // 2.连接服务端，准备发送文件名
            Socket socket = new Socket(InetAddress.getLocalHost(), 9999);
            // 3.获取要写入文件名的输出流
            OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();
            outputStream.write(fileName.getBytes());
            // 设置写入结束标记
            socket.shutdownOutput();
            // 4.读取服务端返回的字节数据
            BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(socket.getInputStream());
            byte[] bytes = StreamUtils.streamToByteArray(bis);
            // 5.得到一个输出流，准备将bytes写入到磁盘
            String destFileName = "d:\\" + fileName + ".mp3";
            BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream(destFileName));
            bos.write(bytes);
            // 6.关闭相关资源
            bos.close();
            bis.close();
            outputStream.close();
            socket.close();
            System.out.println("客户端下载完毕,正确退出...");
        }
    }

工具类：

package com.cuinn.upload;
    
    import java.io.BufferedReader;
    import java.io.ByteArrayOutputStream;
    import java.io.InputStream;
    import java.io.InputStreamReader;
    
    /**
     * 流处理工具类
     */
    public class StreamUtils {
        
        /**
         * 功能：将输入流转换成byte[], 即可以把文件的内容读入到byte[]
         * @param is
         * @return
         * @throws Exception
         */
        public static byte[] streamToByteArray(InputStream is) throws Exception{
        
            ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();
            byte[] b = new byte[1024];// 字节数组
            int len;
            while((len = is.read(b)) != -1){
        // 循环读取
                bos.write(b, 0, len);// 然后将bos转换成字节数组
            }
            byte[] array = bos.toByteArray();
            bos.close();
            return array;
        }
    
        /**
         * 功能，将输入流获取的内容转换成字符串
         * @param is
         * @return
         * @throws Exception
         */
        public static String streamToString(InputStream is) throws Exception{
        
            BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(is));
            StringBuilder builder = new StringBuilder();
            String line;
            while((line=reader.readLine()) != null){
        
                builder.append(line+"\r\n");
            }
            return builder.toString();
        }
    
    
    }

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## 总结 ##

网络章节的相关知识及案例分了几篇文章来讲解，这样或许更详细点，不至于显得一篇下来，文章内容臃肿，接下来会写一些实战类类似于聊天的功能，希望支持，和大家一起进步。

[Java_jdk_jre]: https://blog.csdn.net/qq_40187702/article/details/115947601
[- Java]: https://blog.csdn.net/qq_40187702/article/details/115983316
[- Java 1]: https://blog.csdn.net/qq_40187702/article/details/127144642
[- Java 2]: https://blog.csdn.net/qq_40187702/article/details/127156383?spm=1001.2014.3001.5501
[- Java 3]: https://blog.csdn.net/qq_40187702/article/details/127177547?spm=1001.2014.3001.5502
[- Java 4]: https://blog.csdn.net/qq_40187702/article/details/127190842?spm=1001.2014.3001.5501
[ab2a7bab6c464ec78772cadd0ce461a3.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/ab2a7bab6c464ec78772cadd0ce461a3.png