第10章 网络编程补充案例.docx
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第10章网络编程补充案例
第十章补充案例
案例10-1使用InetAddress类获取与IP信息
一、案例描述
1、考核知识点
编号：
4
名称：
InetAddress类
2、练习目标
Ø掌握InetAddress类的相关API
Ø掌握如何使用InetAddress类中的方法获取计算机的主机名和IP地址等信息。
3、需求分析
InetAddress类中提供了一系列与IP地址相关的方法，利用这些方法可以获取到指定计算机的主机名、IP地址以及连接状态等信息。
为了让初学者掌握InetAddress类中常用方法的使用，本案例将针对如何通过InetAddress类中的方法获取计算机的IP地址、主机名等功能进行演示。
4、设计思路（实现原理）
1）编写Example01类。
2）在main（）方法中，通过InetAddress类的静态方法getLocalHost（）创建实例对象，并通过该对象完成获取计算机主机名和计算机IP地址的操作。
3）分别将获取到的主机名和IP地址输出。
二、案例实现
import.InetAddress;
import.UnknownHostException;
publicclassExample01{
publicstaticvoidmain（String[]args）throwsUnknownHostException{
//获取本机的IP地址
InetAddressaddress=InetAddress.getLocalHost（）;
//以字符串形式返回IP地址
Stringip=address.getHostAddress（）;
//获取此IP地址的主机名
Stringname=address.getHostName（）;
System.out.println（"本机的ip地址是：
"+ip）;
System.out.println（"本机的hostName是：
"+name）;
}
}
运行结果如图10-1所示。
图10-1运行结果
三、案例总结
1、InetAddress类用于封装一个IP地址，并提供了一系列与IP地址相关的方法，其中，getByName（Stringhost）方法表示获取指定主机的IP地址，常用于获取远程计算机的IP信息，isReachable（inttimeout）方法表示判断指定的时间内IP地址是否可以到达，常用于测试网络是否通畅。
2、InetAddress类的getHostName（）方法是用来获取IP地址的主机名，而为什么有的时候获取到的不是主机名而是域名？
案例10-2UDP网络程序
一、案例描述
1、考核知识点
编号：
名称：
DatagramPacket类和DatagramSocket类
2、练习目标
Ø掌握DatagramPacket类和DatagramSocket类的作用
Ø掌握如何使用DatagramPacket类和DatagramSocket类通过编写简单的UDP程序。
3、需求分析
DatagramPacket用于封装UDP通信中发送或者接收的数据，DatagramSocket类用于发送和接收DatagramPacket数据包。
为了让初学者掌握这两个类的作用，本案例将通过DatagramPacket类和DatagramSocket类实现简单的数据通信，并通过观察两个命令行窗口中数据输出的先后顺序，从而掌握UDP网络程序中接收端和发送端的执行原理。
4、设计思路（实现原理）
1）编写数据接收类ReceiveDemo，在ReceiveDemo类中创建接收端的Socket服务对象，并依次编写创建数据包、调用接收方法、解析数据包并向命令行输出内容，释放资源等操作。
2）编写数据发送类SendDemo，在SendDemo类中创建发送端的Socket服务对象，并依次编写创建数据包，打包数据、发送数据、释放资源等操作。
3）依次执行ReceiveDemo和SendDemo类，观察命令行输出变化。
二、案例实现
UDP网络程序中接受数据端，代码如下：
importjava.io.IOException;
import.DatagramPacket;
import.DatagramSocket;
import.InetAddress;
publicclassReceiveDemo{
publicstaticvoidmain（String[]args）throwsIOException{
//创建接收端Socket服务对象
DatagramSocketds=newDatagramSocket（12306）;
//创建数据包（接收容器）
byte[]bys=newbyte[1024];
DatagramPacketdp=newDatagramPacket（bys,bys.length）;
System.out.println（"接受数据服务已打开，等待接受数据"）;
//调用接收方法
ds.receive（dp）;
//解析数据包,把数据显示在控制台
InetAddressaddress=dp.getAddress（）;
Stringip=address.getHostAddress（）;
byte[]bys2=dp.getData（）;
intlength=dp.getLength（）;
Strings=newString（bys2,0,length）;
System.out.println（ip+"***"+s）;
System.out.println（"接受数据完毕，接受数据服务关闭"）;
//释放资源
ds.close（）;
}
}
UDP网络程序中发送数据端，代码如下：
importjava.io.IOException;
import.DatagramPacket;
import.DatagramSocket;
import.InetAddress;
publicclassSendDemo{
publicstaticvoidmain（String[]args）throwsIOException{
//创建发送端Socket服务对象
DatagramSocketds=newDatagramSocket（）;
//创建数据，并把数据打包
Stringstr="hello,udp,我来了";
byte[]bys=str.getBytes（）;
intlength=bys.length;
InetAddressaddress=InetAddress.getByName（"127.0.0.1"）;
intport=12306;
DatagramPacketdp=newDatagramPacket（bys,length,address,port）;
System.out.println（"发送数据服务已打开"）;
System.out.println（"发送数据是：
"+str）;
//发送数据
ds.send（dp）;
System.out.println（"发送完毕，关闭服务"）;
//释放资源
ds.close（）;
}
}
运行接受端程序，运行结果如图10-2所示。
图10-2运行结果
运行发送端程序，运行结果如图10-3所示。
图10-3运行结果
观察接受端控制台的输出，运行结果如图10-4所示。
图10-4运行结果
从图10-2中可以看出，当运行ReceiveDemo类时，程序会在receive（）方法处停顿，并一直处于停滞状态。
当运行SendDemo类时，ReceiveDemo类中的receive（）方法接受到了数据，并向下执行直到程序结束。
三、案例总结
1、在创建发送端的DatagramSocket对象时，可以不指定端口号，而案例中指定端口号目的就是，为了每次运行时接收端的getPort（）方法返回值都是一致的，否则发送端的端口号由系统自动分配，接收端的getPort（）方法的返回值每次都不同。
2、运行例程ReceiveDemo，有时会出现如图10-5所示的异常。
图10-5运行结果
出现图中所示的情况，是因为在一台计算机中，一个端口号上只能运行一个程序，而我们编写的UDP程序所使用的端口号已经被其它的程序占用。
遇到这种情况，可以在命令行窗口输入"netstat-anb"命令来查看当前计算机端口占用情况，具体如图10-6所示。
图10-6端口占用情况
案例10-3多线程的UDP网络程序
一、案例描述
1、考核知识点
编号：
00110007
名称：
UDP案例
2、练习目标
Ø通过编写多线程的UDP网络程序，掌握如何在单个窗口中实现接收与发送数据。
3、需求分析
在上一个案例中，通过两个命令行窗口输出数据让我们初步了解了单线程的UDP网络程序，为了让初学者更加直观和深入的掌握网络编程，本案例将整合多线程技术，在同一个命令行窗口中同时实现接收和发送数据的功能。
4、设计思路（实现原理）
1）编写数据接收类ReceiveThread，该类实现了Runnable接口，重写run（）方法实现不断接受客户端发送数据的功能。
2）编写数据发送类SendThread，该类同样实现了SendThread接口，重写run（）方法实现通过键盘录入数据，将数据向接收端发送的功能。
3）编写测试类Example02，在main（）方法中，同时启动接收端和发送端程序。
二、案例实现
UDP网络程序中接受数据端，代码如下：
importjava.io.IOException;
import.DatagramPacket;
import.DatagramSocket;
publicclassReceiveThreadimplementsRunnable{
publicvoidrun（）{
try{
//创建接收端Socket对象
DatagramSocketds=newDatagramSocket（10086）;
//创建数据包
while（true）{
byte[]bys=newbyte[1024];
DatagramPacketdp=newDatagramPacket（bys,bys.length）;
//接收数据
ds.receive（dp）;
//解析数据
Stringip=dp.getAddress（）.getHostAddress（）;
Strings=newString（dp.getData（）,0,dp.getLength（））;
System.out.println（"接收端：
从"+ip+"主机接收到的数据是：
"+s）;if（"bye".equals（s））{
System.out.println（"******聊天室关闭******"）;
ds.close（）;
break;
}
}
}catch（IOExceptione）{
e.printStackTrace（）;
}
}
}
UDP网络程序中发送数据端，代码如下：
importjava.io.BufferedReader;
importjava.io.IOException;
importjava.io.InputStreamReader;
import.DatagramPacket;
import.DatagramSocket;
import.InetAddress;
publicclassSendThreadimplementsRunnable{
publicvoidrun（）{
try{
//创建发送端Socket对象
DatagramSocketds=newDatagramSocket（）;
//封装键盘录入
BufferedReaderbr=newBufferedReader（newInputStreamReader（
System.in））;
//创建数据，并打包
Stringline=null;
while（（line=br.readLine（））!
=null）{
byte[]bys=line.getBytes（）;
DatagramPacketdp=newDatagramPacket（bys,bys.length,
InetAddress.getByName（"172.16.26.21"）,10086）;
ds.send（dp）;
if（"bye".equals（line））{
//释放资源
br.close（）;
ds.close（）;
break;
}
}
//释放资源
br.close（）;
ds.close（）;
}catch（IOExceptione）{
e.printStackTrace（）;
}
}
}
编写测试类Example02，代码如下：
publicclassExample02{
publicstaticvoidmain（String[]args）{
SendThreadst=newSendThread（）;
ReceiveThreadrt=newReceiveThread（）;
Threadt1=newThread（st）;
Threadt2=newThread（rt）;
t1.start（）;
t2.start（）;
}
}
运行Example02，依次键入“helloitcast”和“bye”后，结果如图10-7所示。
图10-7运行结果
从图10-7中可以看出，Example02类实现了在一个命令行窗口中同时发送和接收数据的功能。
并且当发送端发送“bye”时，程序结束。
三、案例总结
1、在网络程序中，为了保证程序的稳定性，服务器一般不会轻易关闭，所以在编写服务端时，通常不会编写关闭服务端的代码。
2、UDP之所以是一种不可靠的网络协议，是因为UDP排除了信息可靠传递机制，将安全和排序等功能移交给上层应用来完成，极大降低了执行时间，使速度得到了保证。
思考：
既然UDP一直被业内称为不可靠的网络协议。
但是，自1980年发布以来，UDP协议仍然继续在主流应用中发挥着作用。
那么，请想一想身边有哪些应用程序使用的是UDP协议。
案例10-4TCP网络程序
一、案例描述
1、考核知识点
编号：
00110008/00110009
名称：
ServerSocket类/Socket类
2、练习目标
Ø通过编写简单的TCP程序，掌握ServerSocket、Socket类的具体用法。
3、需求分析
ServerSocket用于负责监听某台计算机的某个端口号接收来自客户端的请求，是网络程序中的服务器端，Socket用于根据指定的IP地址和端口号向ServerSocket端交互，是网络程序中的客户端。
为了让初学者掌握这两个类的作用，本案例将通过ServerSocket类和Socket类实现简单的数据通信，并通过观察两个命令行窗口中数据输出的先后顺序，从而增加对TCP网络程序中客户端和服务端的执行原理。
4、设计思路（实现原理）
1）编写服务器端类ServerDemo，在ServerDemo类中创建服务器端ServerSocket对象，并依次编写监听连接、获取输入流，打印读取数据，释放资源等操作。
2）编写客户端类ClientDemo，在ClientDemo类中创建客户端Socket对象，并分别编写建立连接、获取输出流，释放资源等步骤。
3）依次执行ServerDemo和ClientDemo类，观察命令行输出变化。
二、案例实现
TCP网络程序中服务端，代码如下：
importjava.io.IOException;
importjava.io.InputStream;
import.ServerSocket;
import.Socket;
publicclassServerDemo{
publicstaticvoidmain（String[]args）throwsIOException{
//创建服务器端Socket对象
ServerSocketss=newServerSocket（10010）;
System.out.println（"服务端已开启，等待客户端发送数据。
"）;
//监听连接
Sockets=ss.accept（）;//阻塞
//获取输入流，读取数据，并显示
InputStreamis=s.getInputStream（）;
byte[]bys=newbyte[1024];
intlen=is.read（bys）;//阻塞
Stringclient=newString（bys,0,len）;
System.out.println（client）;
//释放资源
System.out.println（"已接收客户端发送的数据，服务端关闭。
"）;
s.close（）;
}
}
TCP网络程序中客户端，代码如下：
importjava.io.IOException;
importjava.io.OutputStream;
import.Socket;
publicclassClientDemo{
publicstaticvoidmain（String[]args）throwsIOException{
//创建客户端的Socket对象,建立连接
Sockets=newSocket（"172.16.26.21",10010）;
System.out.println（"客户端已打开，等待发送数据。
"）;
//获取输出流，写数据即可
OutputStreamos=s.getOutputStream（）;
os.write（"hello,tcp,我来了".getBytes（））;
//释放资源
System.out.println（"发送完毕，关闭客户端服务。
"）;
s.close（）;
}
}
首先开启服务端程序，运行结果如图10-8所示。
图10-8运行结果
然后开启客户端程序，运行结果如图10-9所示。
图10-9运行结果
此时，再观察服务端控制台的输出，运行结果如图10-10所示。
图10-10运行结果
三、案例总结
1、在使用TCP协议编写网络程序时，服务端和客户端的端口号必须保持一致，否则会出现下列错误。
图10-11
2、通过学习UDP网络程序和TCP网络程序，会发现了他们都能实现数据的交互，那么他们有什么区别呢？
UDP和TCP协议的主要区别是两者在如何实现信息的可靠传递方面不同。
TCP协议中包含了专门的传递保证机制，当数据接收方收到发送方传来的信息时，会自动向发送方发出确认消息；发送方只有在接收到该确认消息之后才继续传送其它信息，否则将一直等待直到收到确认信息为止。
与TCP不同，UDP协议并不提供数据传送的保证机制。
如果在从发送方到接收方的传递过程中出现数据报的丢失，协议本身并不能做出任何检测或提示。
因此，通常人们把UDP协议称为不可靠的传输协议。
3、除了数据的安全性和完整性以外，TCP和UDP还有以下几点不同之处。
●有序数据传输
●重发丢失的数据包
●舍弃重复的数据包
●无错误数据传输
●阻塞/流量控制
●面向连接（确认有创建三方交握，连接已创建才作传输。
）
案例10-5使用TCP网络程序上传图片
一、案例描述
1、考核知识点
编号：
1
名称：
TCP案例—文件上传
2、练习目标
Ø掌握如何使用TCP协议完成文件的网络传输功能。
3、需求分析
由于TCP网络程序能够保证传输数据的完整性和安全性，所以大部分的服务器都会采用TCP协议来实现文件上传的功能。
为了让初学者掌握如何使用TCP协议完成文件上传功能，本案例将通过使用TCP网络协议，实现图片上传的功能。
4、设计思路（实现原理）
1）编写服务器类PicUploadServer，该类包含一个Socket类型的私有属性，并提供了该属性的有参构造方法。
PicUploadServer类实现Runnable接口，重写run（）方法，在run（）方法内读取客户端上传的图片，并将图片存入服务器指定文件夹中。
2）编写客户端类PicUpLoadClient，该类实现了读取指定图片，向指定端口发送图片数据的功能。
3）编写测试类Example03,在main（）方法中，通过指定的端口号创建ServerSocket对象，并编写死循环，在死循环中，通过ServerSocket对象获取Socket对象，并开启线程服务。
二、案例实现
TCP网络程序中服务端，代码如下：
importjava.util.*;
importjava.io.*;
import.*;
classPicUploadServerimplementsRunnable{
//包含Socket类型的私有属性
privateSockets;
//包含Socket对象的有参构造函数
PicUploadServer（Sockets）{this.s=s;}
publicvoidrun（）{
try{
=newFile（"d:
\\upload"）;
if（!
dir.exists（））{
dir.mkdirs（）;
}
String=dir+（）+
"itcast"+newRandom（）.nextInt（100000）+".jpg";
//读取客户端的字节数据\
InputStreamin=s.g
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