第11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,*,学习导读,本章主要介绍,Java,语言网络运行机制、,URL,编程、,Socket,通信机制和数据报通信等基础知识。,第,11,章,Java,网络编程,本章学习目标,基于,URL,的高层次,Java,网络编程。,基于,Socket,的低层次,Java,网络编程。,基于数据报,Datagram Java,网络编程。,11.1 Java,网络运行机制,11.1.1,网络基础知识,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。,11.1.2,网络基本概念,IP,地址：标识计算机等网络设备的网络地址，由四个,8,位的二进制数组成，中间以小数点分隔。,主机名,(hostname),：网络地址的助记名，按照域名进行分级管理。如：,或,端口号,(port number),：网络通信时同一机器上的不同进程的标识。如,:80,，,21,，,23,，,25,；其中,0-1023,为系统保留的端口号。服务类型,(service),：网络的各种服务。,http,telnet,ftp,smtp,11.1.3,两类传输协议：,TCP,；,UDP,TCP,是（,Transfer Control Protocol,）的简称，是一种面向连接的保证可靠传输的协议。通过,TCP,协议传输，得到的是一个顺序的无差错的数据流。发送方和接收方的成对的两个,socket,之间必须建立连接，以便在,TCP,协议的基础上进行通信，当一个,socket,（通常都是,server socket,）等待建立连接时，另一个,socket,可以要求进行连接，一旦这两个,socket,连接起来，它们就可以进行双向数据传输，双方都可以进行发送或接收操作。,UDP,是（,User Datagram Protocol,）的简称，是一种无连接的协议，每个数据报都是一个独立的信息，包括完整的源地址或目的地址，它在网络上以任何可能的路径传往目的地，因此能否到达目的地，到达目的地的时间以及内容的正确性都是不能被保证的。,11.1.4 Java,网络运行机制,Java,用于网络操作的功能包是,，它包含了多个访问各种标准网络协议的类库。,Java,支持,URL,访问网络资源的机制，通过,URL,标识，可以直接使用,http,、,file,、,ftp,等多种协议，以获取远程计算机上的资源信息，方便快捷地开发,internet,应用程序。,Java,的网络类库支持多种,Internet,协议，包括,Telnet,FTP,和,HTTP(WWW),，与此相对应的,Java,网络类库的子类库为：,J,J.ftp,J.www.content,J.www.html,J.www.http,11.2 URL,编程,11.2.1,什么是,URL,URL(Uniform,Resource Locator),是一致资源定位器的简称，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,的基本结构由,5,部分组成：,:/:/#,protocol:/,resourceName,协议名（,protocol,）指明获取资源所使用的传输协议，如,http,、,ftp,、,gopher,、,file,等，资源名（,resourceName,）则应该是资源的完整地址，包括主机名、端口号、文件名或文件内部的一个引用。例如：,URL,编程,1,URL,编程,为了表示,URL,，,中实现了类,URL,。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);,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,urlBase,=new,URL(http,:/www.URL(URL context,String spec);,通过基,URL,和相对,URL,构造一个,URL,对象。例如：,URL index263=new URL(net263,index.html,),（,3,）,public,URL(String,protocol,String host,String file);,例如：,new,URL(http,/pages/,G,.html);,（,4,）,public,URL(String,protocol,String host,int,port,String file);,例如：,URL gamelan=new,URL(http,80,Pages/,Gwork.html,);,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，我们必须要对这一例外进行处理，通常是用,try-catch,语句进行捕获。格式如下：,try,URL,myURL,=new URL(),catch(,MalformedURLException,e),/exception handler code here,一个,URL,对象生成后，其属性是不能被改变的，但可以通过它给定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 String,getPort,(),获取该,URL,的端口号,public String,getPath,(),获取该,URL,的文件路径,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,的查询名,【,例,11_1】,创建,URL,对象属性。,2,针对,HTTP,协议的,URLConnection,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，这时就要用到类,URLConnection,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。,类,URLConnection,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。如果连接过程失败，将产生,IOException,.,Try,URL,netchinaren,=new URL();,catch(MalformedURLException,e)/,创建,URL(),对象失败,catch(,IOException,e)/,openConnection,(),失败,通过,URLConnection,对象获取的输入流和输出流，可以与现有的,CGI,程序进行交互。,URLConnection,类的实例方法：,Public Object,getContent,()throws,IOException,Public,int,getContentLength,(),Public String,getContentType,(),Public long,getDate,(),Public long,getLastModified,(),Public,InputStream,getInputStream,()throws,IOException,Public,OutputSteram,getOutputStream,()throws,IOException,【,例,11_2】,使用,URLConnection,对象访问,HTTP,协议表示的远程文件。,11.3,Socket,通信机制,11.3.1 Socket,通讯,网络上的两个程序通过一个双向的通讯连接实现数据的交换，这个双向链路的一端称为一个,Socket,。,Socket,通常用来实现客户方和服务方的连接。,Socket,是,TCP/IP,协议的一个十分流行的编程界面，一个,Socket,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,Socket,一个，,Socket,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，,Socket,编程主要是指基于,TCP/IP,协议的网络编程。,对于一个功能齐全的,Socket,，都要包含以下基本结构，其工作过程包含以下四个基本的步骤：,创建,Socket,；,打开连接到,Socket,的输入,/,出流；,按照一定的协议对,Socket,进行读,/,写操作；,关闭,Socket,。,11.3.2 Socket,与,ServerSocket,类,1,Socket,与,ServerSocket,类,java,在包,中提供了两个类,Socket,和,ServerSocket,，分别用来表示双向连接的客户端和服务端。这是两个封装得非常好的类，使用很方便。其构造方法如下：,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,),ServerSocket(int,port),ServerSocket(int,port,int,backlog),ServerSocket(int,port,int,backlog,InetAddress,bindAddr,),在选择端口时，必须小心。每一个端口提供一种特定的服务，只有给出正确的端口，才能获得相应的服务。,01023,的端口号为系统所保留，例如,http,服务的端口号为,80,telnet,服务的端口号为,21,ftp,服务的端口号为,23,所以我们在选择端口号时，最好选择一个大于,1023,的数以防止发生冲突。,在创建,socket,时如果发生错误，将产生,IOException,，在程序中必须对之作出处理。所以在创建,Socket,或,ServerSocket,是必须捕获或抛出例外。,主要方法,:,public Socket accept(),；等待客户端的连接,public void close(),；关闭,Socket,public,InetAddress,getInetAddress,(),；,public,int,getLocalPort,(),；,public void,setSoTimeout(int,timeout),；,这些方法都将抛出例外,SocketException,，程序中需要捕获处理。,2,Socket,与,ServerSocket,处理过程,客户机,/,服务器在分布处理过程中，使用基于连接的网络通信模式。该通信模式首先在客户机和服务器之间定义一套通信协议，并创建一,Socket,类，利用这个类建立一条可靠的链接；然后，客户机,/,服务器再在这条链接上可靠地传输数据。客户机发出请求，服务器监听来自客户机的请求，并为客户机提供响应服务。这就是典型的,请求,应答,模式。下面是客户机,/,服务器的一个典型运作过程：,服务器监听相应端口的输入；,客户机发出一个请求；,服务器接收到此请求；,服务器处理这个请求，并把结果返回给客户机；,重复上述过程，直至完成一次会话过程。,【,例,11_3】Socket,通信的服务端程序。,11.4,数据报通信,11.4.1,数据报,Datagram,通讯,前面在介绍,TCP/IP,协议的时候，我们已经提到，在,TCP/IP,协议的传输层除了,TCP,协议之外还有一个,UDP,协议，相比而言,UDP,的应用不如,TCP,广泛，几个标准的应用层协议,HTTP,，,FTP,，,SMTP,使用的都是,TCP,协议。但是，随着计算机网络的发展，,UDP,协议正越来越来显示出其威力，尤其是在需要很强的实时交互性的场合，如网络游戏，视频会议等，,UDP,更是显示出极强的威力。,所谓数据报（,Datagram,）就跟日常生活中的邮件系统一样，是不能保证可靠的寄到的，而面向链接的,TCP,就好比电话，双方能肯定对方接受到了信息。,11.4.2 Datagram,通讯的表示方法：,DatagramSocket,；,DatagramPacket,包,中提供了两个类,DatagramSocket,和,DatagramPacket,用来支持数据报通信，,DatagramSocket,用于在程序之间建立传送数据报的通信连接，,DatagramPacket,则用来表示一个数据报。先来看一下,DatagramSocket,的构造方法：,DatagramSocket,（）,DatagramSocket,（,int,prot,）,DatagramSocket(int,port,InetAddress,laddr,),其中，,port,指明,socket,所使用的端口号，如果未指明端口号，则把,socket,连接到本地主机上一个可用的端口。,laddr,指明一个可用的本地地址。给出端口号时要保证不发生端口冲突，否则会生成,SocketException,类例外。注意：上述的两个构造方法都声明抛弃非运行时例外,SocketException,，程序中必须进行处理，或者捕获、或者声明抛弃。,用数据报方式编写,client/server,程序时，无论在客户方还是服务方，首先都要建立一个,DatagramSocket,对象，用来接收或发送数据报，然后使用,DatagramPacket,类对象作为传输数据的载体。下面看一下,DatagramPacket,的构造方法：,DatagramPacket,（,byte,buf,int,length,）,DatagramPacket(byte,buf,int,length,InetAddress,addr,int,port),DatagramPacket(byte,buf,int,offset,int,length),DatagramPacket(byte,buf,int,offset,int,length,InetAddress,address,int,port),其中，,buf,中存放数据报数据，,length,为数据报中数据的长度，,addr,和,port,旨明目的地址，,offset,指明了数据报的位移量。,在接收数据前，应该采用上面的第一种方法生成一个,DatagramPacket,对象，给出接收数据的缓冲区及其长度。然后调用,DatagramSocket,的方法,receive(),等待数据报的到来，,receive(),将一直等待，直到收到一个数据报为止。,用数据报方式编写,client/server,程序时，无论在客户方还是服务方，首先都要建立一个,DatagramSocket,对象，用来接收或发送数据报，然后使用,DatagramPacket,类对象作为传输数据的载体。下面看一下,DatagramPacket,的构造方法：,DatagramPacket,（,byte,buf,int,length,）,DatagramPacket(byte,buf,int,length,InetAddress,addr,int,port),DatagramPacket(byte,buf,int,offset,int,length),DatagramPacket(byte,buf,int,offset,int,length,InetAddress,address,int,port),其中，,buf,中存放数据报数据，,length,为数据报中数据的长度，,addr,和,port,旨明目的地址，,offset,指明了数据报的位移量。,在接收数据前，应该采用上面的第一种方法生成一个,DatagramPacket,对象，给出接收数据的缓冲区及其长度。然后调用,DatagramSocket,的方法,receive(),等待数据报的到来，,receive(),将一直等待，直到收到一个数据报为止。,发送数据前，也要先生成一个新的,DatagramPacket,对象，这时要使用上面的第二种构造方法，在给出存放发送数据的缓冲区的同时，还要给出完整的目的地址，包括,IP,地址和端口号。发送数据是通过,DatagramSocket,的方法,send(),实现的，,send(),根据数据报的目的地址来寻径，以传递数据报。例如：,DatagramPacket,packet=new,DatagramPacket(buf,length,address,port);,Socket.send(packet,);,在构造数据报时，要给出,InetAddress,类参数。类,InetAddress,在包,中定义，用来表示一个,Internet,地址，我们可以通过它提供的类方法,getByName,（）从一个表示主机名的字符串获取该主机的,IP,地址，然后再获取相应的地址信息。,11.5,应用实例,11.5.1,实例一：使用套接字传输数据,11.5.2,实例二：基于,UDP,的,C/S,网络传输模型,本章小结,Java,用于网络操作的功能包是,，它包含了多个访问各种标准网络协议的类库。,URL,是统一资源定位符（,Uniform Resource Locator,）的简称，它表示,Internet,上某一资源的地址。通过,URLConnection,类，可以在应用程序和,URL,资源之间进行交互，既可以从,URL,中读取数据，也可以向,URL,中发送数据。,在,Java,中，基于,TCP,协议实现网络通信的类有两个：在客户端的,Socket,类和在服务器端的,ServerSocket,类。在服务器端通过指定一个用来等待的连接的端口号创建一个,ServerSocket,实例。在客户端通过规定一个主机和端口号创建一个,socket,实例，连到服务器上。,ServerSocket,类的,accept,方法使服务器处于阻塞状态，等待用户请求。,包,中提供了两个类,DatagramSocket,和,DatagramPacket,用来支持数据报通信，,DatagramSocket,用于在程序之间建立传送数据报的通信连接，,DatagramPacket,则用来表示一个数据报。,