第15章Java网络编程.ppt

,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第,15,章,Java,网络编程,本章要点：,网络基础知识,基于,URL,的,Java,网络编程,基于套接字的,Java,网络编程,数据报,15.1,网络编程的基本概念,15.1.1,网络基础知识,计算机网络形式多样，内容繁杂。网络上的计算机要互相通信，必须遵循一定的协议。目前使用最广泛的网络协议是,Internet,上所使用的,TCP/IP,协议。,TCP/IP,协议即传输控制协议,/,互联网络协议（,Transmission Control Protocol/Internet Protocol,），它是,Internet,最基本的协议，简单地说，就是由底层的,IP,协议和,TCP,协议组成的。在,Internet,没有形成之前，各个地方已经建立了很多小型的网络，称为局域网，而,Internet,是“网际网”，它实际上就是将全球各地的局域网连接起来而形成的一个网。然而，在连接之前的各式各样的局域网却存在不同的网络结构和数据传输规则，将这些小网连接起来后各网之间要通过什么样的规则来传输数据呢？这就象世界上有很多个国家，各个国家的人说各自的语言，世界上任意两个人要怎样才能互相沟通呢？如果全世界的人都能够说同一种语言（即世界语），这个问题即可迎刃而解，,TCP/IP,协议正是,Internet,上的“世界语”。,TCP/IP,协议的开发工作始于,20,世纪,70,年代，是用于互联网的第一套协议。,15.1.2,网络基本概念,IP,地址：即给每个连接在,Internet,上的主机分配一个在全世界范围唯一的,32bit,地址。,IP,地址的结构使我们可以在,Internet,上很方便地寻址。,IP,地址通常用更直观的、以圆点分隔号的,4,个十进制数字表示，每一个数字对应于,8,个二进制的比特串。,例如，北京大学的域名是,，对应的,IP,地址为：,162.105.129.30,。,主机名（,HostName,）：网络地址的助记名，按照域名进行分级管理。例如：,洪恩主页为,新浪主页为,端口号（,Port Number,）：网络通信时同一机器上的不同进程的标识。例如：,80,，,21,，,23,，,25,，其中,11024,为系统保留的端口号。,服务类型（,Service,）：网络的各种服务。例如：超文本传输协议（,HTTP,），文件传输协议（,FTP,），远程登录（,Telnet,），简单邮件传输协议（,SMTP,）。,客户机,/,服务器（,C/S,）结构,15.2,基于,URL,的,Java,网络编程,URL,（,Uniform Resource Locator,）是统一资源定位器的简称，它表示,Internet,上某一资源的地址。通过,URL,我们可以访问,Internet,上的各种网络资源，比如最常见的,WWW,，,FTP,站点。浏览器通过解析给定的,URL,可以在网络上查找相应的文件或其他资源。,URL,通常由,Internet,资源类型、服务器地址、端口和路径组成，具体介绍如下：,Internet,资源类型（,scheme,）：指出,WWW,客户程序用来操作的工具。如“,http,：,/”,表示,WWW,服务器，“,ftp,：,/”,表示,FTP,服务器，“,gopher,：,/”,表示,Gopher,服务器，而“,new,：”表示,Newgroup,新闻组。,服务器地址（,host,）：指出,WWW,页所在的服务器域名。,端口（,port,）：对某些资源的访问来说，需给出相应的服务器提供端口号。,路径（,path,）：指明服务器上某资源的位置（其格式与,DOS,系统中的格式一样，通常有目录,/,子目录,/,文件名这样结构组成）。与端口一样，路径并非总是需要的。,URL,地址格式排列为：,scheme,：,/host,：,port/path,，例如：,http,：,/,URL,类,1,.,创建,URL,为了使用,URL,进行通信，,中实现了,URL,类。我们可以通过下面的构造方法来初始化一个,URL,对象：,（,1,）,public,URL(String,spec);,该方法通过一个表示,URL,地址的字符串可以构造一个,URL,对象。例如：,URL,myurl,=new,URL(,/);,（,2,）,public,URL(String,protocol,String host,String file);,这个构造方法中制定了协议名“,protocol”,、主机名“,host”,、文件名“,file”,，端口使用缺省值。例如：,URL,myurl,=new,URL(http,/pages/,index.html,);,（,3,）,public URL(URL context,String spec);,该方法通过基,URL,和相对,URL,构造一个,URL,对象。例如：,URL,myurl,=new URL(,index.html,),（,4,）,public,URL(String,protocol,String host,int,port,String file);,该构造方法与（,2,）构造方法比较中多了一个端口号“,port”,，例如：,URL,gamelan=new,URL(http,80,Pages/,Gwork.html,);,注意：类,URL,的构造方法都声明抛弃非运行时例外（,MalformedURLException,),，因此生成,URL,对象时，必须要对这一例外进行处理，通常用,try-catch,语句进行捕获。格式如下：,try,URL,myurl,=new URL(),catch(,MalformedURLException,e),/,对异常进行处理,2.URL,类的常用方法,一个,URL,对象生成后，其属性是不能被改变的，但是我们可以通过类,URL,所提供的方法来获取这些属性：,public String,getProtocol,(),获取该,URL,的协议名。,public String,getHost,(),获取该,URL,的主机名。,public,int,getPort,(),获取该,URL,的端口号，如果没有设置端口，返回,-1,。,public String,getFile,(),获取该,URL,的文件名。,public String,getRef,(),获取该,URL,在文件中的相对位置。,public String,getQuery,(),获取该,URL,的查询信息。,public String,getPath,(),获取该,URL,的路径。,public String,getAuthority,(),获取该,URL,的权限信息。,public String,getUserInfo,(),获得使用者的信息。,public String,getRef,(),获得该,URL,的锚。,例,15-1,程序清单,URL_Test.java,import,java.applet.Applet,;,import,java.awt.Button,;,import,java.awt.Label,;,import,java.awt.TextField,;,import,java.awt.event.ActionEvent,;,import,java.awt.event.ActionListener,;,import,.MalformedURLException,;,import,.URL,;,public class,URL_Test,extends Applet implements,ActionListener,Button,button,;,URL,url,;,TextField,text;,public void init(),text=new TextField(18);,button=new Button(,确定,);,add(new,Label(,输入网址,:);,add(text,);,add(button,);,button.addActionListener(this,);,public void,actionPerformed(ActionEvent,e),if(,e.getSource,()=button),try,url,=new,URL(text.getText().trim,();,getAppletContext().showDocument(url,);,catch(,MalformedURLException,g),text.setText,(,不正确的,URL:+,url,);,15.2.2,URLConnetction,类,通过,URL,的方法,openStream,(),，我们只能从网络上读取数据，如果我们同时还想输出数据，例如向服务器端的,CGI,程序发送一些数据，我们必须先与,URL,建立连接，然后才能对其进行读写，这时就要用到,URLConnection,类了。,CGI,是公共网关接口（,Common Gateway Interface,）的简称，它是用户浏览器和服务器端的应用程序进行连接的接口。,URLConnection,类也在包,中定义，它表示,Java,程序和,URL,在网络上的通信连接。当与一个,URL,建立连接时，首先要在一个,URL,对象上通过方法,openConnection,(),生成对应的,URLConnection,对象。例如下面的程序段首先生成一个指向地址,,Socket,通信简介,网络上的两个程序通过一个双向的通信连接实现数据的交换，这个双向链路的一端称为一个套接字（,Socket,）。套接字通常用来实现客户方和服务方的连接。套接字是,TCP/IP,协议的一个十分流行的编程界面，一个套接字由一个,IP,地址和一个端口号唯一确定。,在传统的,UNIX,环境下可以操作,TCP/IP,协议的接口不止套接字一个，套接字所支持的协议种类也不光,TCP/IP,一种，因此两者之间是没有必然联系的。在,Java,环境下，套接字编程主要是指基于,TCP/IP,协议的网络编程。,15.3.2,创建,Socket,和,ServerSocket,1,.,客户端的,Socket,客户端的程序使用,Socket,类建立服务器的套接字连接。,Socket,常用的构造方法如下：,Socket(InetAddress,address,int,port);,Socket(InetAddress,address,int,port,boolean,stream);,Socket(String,host,int,prot,);,Socket(String,host,int,prot,boolean,stream);,Socket(SocketImpl,impl,);,Socket(String,host,int,port,InetAddress,localAddr,int,localPort,);,Socket(InetAddress,address,int,port,InetAddress,localAddr,int,localPort,);,其中,address,、,host,和,port,分别是双向连接中另一方的,IP,地址、主机名和端口号，,stream,指明,Socket,是流,Socket,还是数据报,Socket,，,localPort,表示本地主机的端口号，,localAddr,和,bindAddr,是本地机器的地址（,ServerSocket,的主机地址），,impl,是,Socket,的父类，既可以用来创建,ServerSocket,，又可以用来创建,Socket,。,count,则表示服务端所能支持的最大连接数。,2.,服务器端的,ServerSocket,我们已经知道客户负责建立客户到服务器的套接字连接，因此服务器必须建立一个等待接受客户的套接字的,ServerSocket,对象。,ServerSocket,的构造方法是：,ServerSocket(int,port);,下面是一个典型的创建,Server,端,ServerSocket,的过程。,ServerSocket,server=null;,try,/,创建一个,ServerSocket,在端口,1890,监听客户请求,server=new ServerSocket(1890);,catch(IOException,e),System.out.println,(,出错提示,:+e);,Socket,socket,=null;,try,/*accept(),是一个阻塞的方法，一旦有客户请求，它就会返回一个,Socket,对,*象用于同客户进行交互,*,/,socket=,server.accept,();,catch(IOException,e1),System.out.println,(,出错提示,:+e1);,3.,打开输入,/,出流,类,Socket,提供了方法,getInputStream,(),和,getOutStream,(),来得到对应的输入,/,输出流以进行读,/,写操作，这两个方法分别返回,InputStream,和,OutputSteam,类对象。为了便于读,/,写数据，我们可以在返回的输入,/,输出流对象上建立过滤流，如,DataInputStream,、,DataOutputStream,或,PrintStream,类对象，对于文本方式流对象，可以采用,InputStreamReader,和,OutputStreamWriter,、,PrintWirter,等处理。例如：,PrintStream,bos,=new,PrintStream(new,BufferedOutputStreem,(,socket.getOutputStream,();,DataInputStream,gis,=new,DataInputStream(socket.getInputStream,();,PrintWriter,out=new,PrintWriter(socket.getOutStream(),true,);,BufferedReader,in=new,ButfferedReader(new,InputSteramReader,(,Socket.getInputStream,();,每一个,Socket,存在时，都将占用一定的资源，在,Socket,对象使用完毕时，要将其关闭。关闭,Socket,可以调用,Socket,的,Close(),方法。在关闭,Socket,之前，应将与,Socket,相关的所有的输入,/,输出流全部关闭，以释放所有的资源。而且要注意关闭的顺序，与,Socket,相关的所有的输入,/,输出应首先关闭，然后再关闭,Socket,。,15.3.3,举例：,Socket,简单应用,例,15-2,程序清单,Client_Test.java,、,Server_Test.java,（,1,）客户端程序,import,java.io.DataInputStream,;,import,java.io.DataOutputStream,;,import,java.io.IOException,;,import,.Socket,;,public class,Client_Test,public static void,main(String,args,),String s=null;,Socket,mysocket,;,DataInputStream,in=null;,DataOutputStream,out=null;,try,mysocket,=new,Socket(localhost,2345);,in=new,DataInputStream(mysocket.getInputStream,();,out=new,DataOutputStream(mysocket.getOutputStream,();,out.writeUTF,(,你好，我是客户端,);/,通过,out,向,线路,写入信息。,while(true),s=,in.readUTF,();/,通过使用,in,读取服务器放入,线路,里的信息。堵塞,/,状态，除非读取到信息。,out.writeUTF,(:+,Math.random,();,System.out.println,(,客户收到,:+s);,Thread.sleep(1000);,catch(,IOException,e),System.out.println,(,无法连接,);,catch(,InterruptedException,e),（,2,）服务器端程序,import,java.io.DataInputStream,;,import,java.io.DataOutputStream,;,import,java.io.IOException,;,import,.ServerSocket,;,import,.Socket,;,public class,Server_Test,public static void,main(String,args,),ServerSocket,server=null;,Socket you=null;,String s=null;,DataOutputStream,out=null;,DataInputStream,in=null;,try,server=new ServerSocket(2345);,catch(,IOException,e1),System.out.println,(,出错提示,:+e1);,try,you=,server.accept,();,in=new,DataInputStream(you.getInputStream,();,out=new,DataOutputStream(you.getOutputStream,();,while(true),s=,in.readUTF,();/,通过使用,in,读取客户放入,线路,里的信息。堵塞状,/,态，除非读取到信息。,out.writeUTF,(,你好,:,我是服务器,);/,通过,out,向,线路,写入信息,.,out.writeUTF,(,你说的数是,:+s);,System.out.println,(,服务器收到,:+s);,Thread.sleep(1000);,catch(,IOException,e),System.out.println,(+e);,catch(,InterruptedException,e),15.4,数据报,1.,DatagramPacket,类,它是进行数据报通信的基本单位，它包含了需要传送的数据、数据报的长度、,IP,地址和端口等。,DatagramPacket,类的常用构造方法有两种：,DatagramPacket(byte,buf,int,length),构造一个用于接收数据报的,DatagramPacket,类，,byte,类型的参数是接收数据报的缓冲，,int,类型的参数是接收的字节数。,DatagramPacket(byte,buf,int,length,InetAddress,address,int,port),构造一个用于发送数据的,DatagramPackte,类，,byte,类型参数是发送数据的缓冲区，,int,类型参数是发送的字节数，,InetAddress,类型参数是接收机器的,Internet,地址，最后一个参数是接收的端口号。,2.,DatagramSocket,类,DatagramSocket,类是用来发送数据报的,Socket,，它的常用构造方法有两种：,DatagramSocket,(),构造一个用于发送的,DatagramSocket,类。,DatagramSocket(int,port),构造一个用于接收的,DatagramSocket,类。,构造完,DatagramSocket,类后，就可以发送和接收数据报。,3.,发送和接收过程,发送数据报，需要在接收端先建立一个接收的,DatagramSocket,，在指定端口上监听，构造一个,DatagramPacket,类指定接收的缓冲区,(,DatagramSocket,的监听将阻塞线程）。在发送端需要首先构造,DatagramPacket,类，指定要发送的数据、数据长度、接收主机地址及端口号，然后使用,DatagramSocket,类来发送数据报。接收端接收到后，将数据保存到缓冲区，发送方的主机地址和端口号一并保存。随后将接收到的数据报返回给发送方，并附上接收缓冲区地址，缓冲长度、发送方地址和端口号等信息，等待新的数据。,15.5,小结,本章我们学习了网络编程的基本概念，接着介绍了基于,URL,的,Java,网络编程和基于套接字的,Java,网络编程，并通过实例来加深读者对网络编程的理解，最后我们介绍了数据报，它是一种无连接的通信方式，它的速度比较快，但是由于不建立连接，不能保证所有数据都能送到目的地，所以我们一般掌握即可。本章的重点是,URL,和,Socket,编程。,