软件架构

C/S架构：全称为Client/Server结构，是指客户端和服务器端结构。常见程序有QQ，迅雷软件。
B/S架构：全称为Brower/Server结构，是指浏览器和服务器结构。常见浏览器有谷歌，火狐等。

网络编程，就是在一定的协议下，实现两台计算机的通信的程序。

网络通信协议

网络通信协议：通信协议是对计算机必须遵守的规则，只有遵守这些规则，计算机之间才能进行通信。协议中对数据的传输格式，传输速率，传输步骤等做了同一规定，通信双方必须同时遵守，最终完成数据交换
TCP/IP协议：传输控制协议/因特网互联协议，是internet最基本，最广泛的协议。它定义了计算机如何连入因特网，以及数据如何在他们之间传输的标准。它的内部包含一系列的用于处理数据的通信协议，并采用分层模型。每一层依赖它下一层所提供的协议来完成自己的需求。

协议分类

通信的协议十分复杂，

java.net

包中包含的类和接口，提供了低层次的通信细节。通过直接使用这些类和接口，可以专注于网络程序的开发，而不需要考虑通信的细节。

java.net

包中提供了两种常见的网络协议的支持：

TCP：传输控制协议。TCP是面向连接的通信协议，即传输数据之前，在发送端和接收端建立逻辑链接，然后在传输数据，提供了两台计算机之间可靠误差错的数据传输三次握手：TCP协议中，在发送数据的准备阶段，客户端于服务器端之间的三次交互，以保证链接的可靠第一次握手，客户端向服务器端发出链接请求，等待服务器确认
第二次握手，服务器向客户端回送一个相应，通知客户端收到了链接请求
第三次握手，客户端再次向服务器端发送确认信息，确认链接。

完成三次握手，建立连接后，客户端和服务器端就可以进行数据传输了。由于这种面向链接的特性，TCP协议可以保证数据传输的安全，应用十分广泛，例如下载文件，浏览网页等。

UDP：用户数据报协议。UDP协议是一个面向无连接的协议。传输数据时，不需要建立连接，不管对方端服务是否启动，直接将数据，数据源和目的都封装在数据包中，直接发送。每个数据包的大小限制在64k以内。它是不可靠协议，因为无连接，所以传输速度快，但荣以丢失数据。日常应用中，例如视频会议，qq聊天

网络编程三要素

协议：计算机网络通信遵守的规则
IP地址：指定互联网协议，俗称IP。IP地址用来给一个网络中的计算机设备做唯一的编号。
IP地址分类：IPv4:是一个32位的二进制数，通常被分为4个字节，表示为
```
a.b.c.d
```
的形式，例如
```
192.168.0.1
```
.其中a,b,c,d都是0~255之间的十进制整数，最多可以表示42亿个
IPv6:由于互联网的蓬勃发展，IP地址的需求量越来越大，但是网络地址资源有限，是的IP的分配愈发紧张。为了扩展地址空间，拟通过IPv6重新定义地址空间，采用128位地址长度，每16个字节一组，分成8组十六进制数，表示成
```
ABCD:EF01:2345:6789:ABCD:EF01:2345:6789
```
，号称可以为全世界的每一粒沙子编上一个网址，这样就解决了网络地址资源数量不够的问题。

常用的命令

查看本机IP地址

ipconfig  //windowsifconfig  //mac   linux

检查网络是否连通
```
ping IP地址ping 220.181.57.216
```
特殊的IP地址：127.0.0.1，localhost

端口号

网络的通信，本质上是两个进程之间的通信。每台计算机都有很多的进程。IP地址可以唯一标识网络中的设备，端口号可以唯一标识设备中的进程了。

端口号：用两个字节表示的整数，取值范围065535.其中，01023之间的端口号用于一些知名的网络服务和应用，普通的应用程序需要使用1024以上的端口号。如果端口号被另一个服务或应用所占用，会导致当前程序启动失败
利用
```
协议+IP地址+端口号
```
三元组合，就可以标识网络中的进程了，进程之间的通信就可以利用这个标识与其他进程进行交互

TCP通信程序

TCP通信能实现两台计算机之间的数据交互，通信的两端，要严格区分为客户端与服务器端

两端通信的步骤：

服务器端程序，需要事先启动，等待客户端的连接
客户端主动连接服务器，连接成功才能通信。服务端不可以主动连接客户端

java中提供了两个类用于实现TCP通信程序：

java.net.Socket

类表示。创建

Socket

对象，向服务端发送连接请求，服务端相应请求，两者建立连接开始通信

服务端：
```
java.net.ServerSocket
```
类表示。创建
```
ServerSocket
```
对象，相当于开启一个服务，并等待客户端的连接

Socket类

Socket

类：该类实现客户端套接字，套接字指的是两台设备之间通信的端点。

构造方法：

```
public Socket(String host,int port)
```
：创建套接字对象并将其连接到指定主机上的指定端口。如果指定的host是null，则相当于指定地址为回送地址。

回送地址是本机回送地址，主要用于网路软件测试以及本地机进程间通信，无论是什么程序，一旦使用回送地址发送数据，立即返回，不进行任何网络传输。

构造举例，代码如下：

Socket client = new Socket(\"127.0.0.1\",6666)；

成员方法：

```
public InputStream getInputStream()
```
：返回此套接字的输入流如果此Socket具有相关的通信，则生成的InputStream所有的操作也做关联该通道
关闭生成的InputStream也将关闭相应的Socket

public OutputStream getOutputStream()

：返回此套接字的输出流

关闭生成的OutputStream也将关闭相关的Socket

public void close()

：关闭套接字

关闭此Socket也将关闭InputStream和OutputStream

public void shutdownOutput()

:禁止此套接字的输出流

任何先前写出的数据将被发送，随后终止输出流

ServerSocket类

ServerSocket

类：这个类实现了服务器套接字，该对象等待通过网络的请求。

构造方法
```
public ServerSocket(int port)
```
:使用该构造方法在创建ServerSocket对象时，就可以将其绑定到一个指定的端口号上，参数port就是端口号。

构造举例，代码如下：
```
ServerSocket server = new ServerSocket(6666);
```

成员方法

public Socket accept()

:侦听并接收连接，返回一个新的Socket对象，用于和客户端实现通信。该方法会一直阻塞直到建立连接。

简单地TCP网络程序

TCP通信分析：

服务端启动，创建ServerSocket对象，等待连接。
客户端启动，创建Socket对象，请求连接
服务端接收连接，调用accept方法，并返回一个Socket对象
客户端Socket对象，获取OutputStream，向服务端写出数据
服务端Socket对象，获取InputStream，读取客户端发送的数据

到此，客户端向服务器端发送数据成功

自此，服务端向客户端写回数据

服务端Socket对象，获取OutputStream，向客户端写回数据
客户端Socket对象，获取InputStream，解析写回的数据
客户端释放资源，断开连接

客户端向服务器端发送数据

服务器端实现：

package demo.socket;import java.io.IOException;import java.io.InputStream;import java.net.ServerSocket;import java.net.Socket;public class TCPServer {public static void main(String[] args) throws IOException {System.out.println(\"server started!\");//创建ServerSocket对象，绑定端口，等待连接ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(6666);//接收连接，返回一个Socket对象Socket accept = serverSocket.accept();//通过Socket获取输入流InputStream inputStream = accept.getInputStream();//一次性读字机数组//创建字节数组byte[] bytes = new byte[1024];//具读取字节到数组中int read = inputStream.read(bytes);//解析数组，打印字符串信息String msg = new String(bytes, 0, read);System.out.println(msg);inputStream.close();serverSocket.close();}}

客户端实现：

package demo.socket;import java.io.IOException;import java.io.OutputStream;import java.net.Socket;public class ClientTCP {public static void main(String[] args) throws IOException {System.out.println(\"send message!\");//创建socketSocket localhost = new Socket(\"localhost\", 6666);//获取输出流对象OutputStream outputStream = localhost.getOutputStream();//写入数据outputStream.write(\"are you ok?TCP,I am Coming!\".getBytes());outputStream.close();localhost.close();}}

服务器端向客户端回写数据

服务器端实现：

package demo.socket;import java.io.IOException;import java.io.InputStream;import java.io.OutputStream;import java.net.ServerSocket;import java.net.Socket;public class TCPServer {public static void main(String[] args) throws IOException {System.out.println(\"server started!\");//创建ServerSocket对象，绑定端口，等待连接ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(6666);//接收连接，返回一个Socket对象Socket accept = serverSocket.accept();//通过Socket获取输入流InputStream inputStream = accept.getInputStream();//一次性读字机数组//创建字节数组byte[] bytes = new byte[1024];//具读取字节到数组中int read = inputStream.read(bytes);//解析数组，打印字符串信息String msg = new String(bytes, 0, read);System.out.println(msg);//回写数据OutputStream outputStream = accept.getOutputStream();outputStream.write(\"I am fine,Thanks\".getBytes());//        outputStream.close();//        inputStream.close();//        serverSocket.close();}}

客户端实现：

package demo.socket;import java.io.IOException;import java.io.InputStream;import java.io.OutputStream;import java.net.Socket;public class ClientTCP {public static void main(String[] args) throws IOException {System.out.println(\"send message!\");//创建socketSocket localhost = new Socket(\"localhost\", 6666);//获取输出流对象OutputStream outputStream = localhost.getOutputStream();//写入数据outputStream.write(\"are you ok?TCP,I am Coming!\".getBytes());//解析回显InputStream inputStream = localhost.getInputStream();//定义读写数组byte[] bytes = new byte[1024];int len = inputStream.read(bytes);System.out.println(new String(bytes,0,len));//        inputStream.close();//        outputStream.close();//        localhost.close();}}

综合案例

文件上传案例

客户端输入流，从硬盘读取文件数据到程序中
客户端输出流，写出文件到服务器端
服务端输入流，读取文件数据到服务器端程序
服务器输出流，写出文件到服务器硬盘中

服务端实现

package demo.socket;import java.io.*;import java.net.ServerSocket;import java.net.Socket;public class UploadServer {public static void main(String[] args) throws IOException {System.out.println(\"server started!\");//创建ServerSocketServerSocket serverSocket = new ServerSocket(6666);//建立连接Socket accept = serverSocket.accept();//创建流对象//获取输入流,读取文件BufferedInputStream inputStream = new BufferedInputStream(accept.getInputStream());//获取输出流，保存文件到本地BufferedOutputStream bufferedOutputStream = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream(\"copy.jpeg\"));//读写数据byte[] bytes = new byte[1024 * 8];int len;while((len = inputStream.read(bytes))!= -1){bufferedOutputStream.write(bytes,0, len);}//关闭资源//        bufferedOutputStream.close();//        inputStream.close();//        serverSocket.close();System.out.println(\"File is Upload!\");}}

客户端：

package demo.socket;import java.io.BufferedInputStream;import java.io.BufferedOutputStream;import java.io.FileInputStream;import java.io.IOException;import java.net.Socket;public class UploadClient {public static void main(String[] args) throws IOException {Socket localhost = new Socket(\"localhost\", 6666);//创建流对象BufferedInputStream bufferedInputStream = new BufferedInputStream(new FileInputStream(\"test.jpeg\"));BufferedOutputStream bufferedOutputStream = new BufferedOutputStream(localhost.getOutputStream());//写出数据byte[] bytes = new byte[1024 * 8];int len;while((len = bufferedInputStream.read(bytes)) != -1){bufferedOutputStream.write(bytes, 0,len);bufferedOutputStream.flush();}System.out.println(\"File Upload\");//        bufferedOutputStream.close();//        bufferedInputStream.close();//        localhost.close();}}

文件上传优化

文件名称写死问题

服务端，保存文件的名称如果血丝，将导致服务器硬盘，只会保存一个文件，可以使用系统时间优化，保证文件名称唯一
```
BufferedOutputStream bufferedOutputStream = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream(System.currentTimeMillis()+\".jpeg\"));
```

服务器循环接收问题

服务器端，保存一个文件就关闭了，之后的用户无法在上传，不符合实际，使用循环改进，可以不断的接收不同用户的文件，代码如下：

package demo.socket;import java.io.*;import java.net.ServerSocket;import java.net.Socket;public class UploadServer {public static void main(String[] args) throws IOException {System.out.println(\"server started!\");//创建ServerSocketServerSocket serverSocket = new ServerSocket(6666);while(true){//建立连接Socket accept = serverSocket.accept();//创建流对象//获取输入流,读取文件BufferedInputStream inputStream = new BufferedInputStream(accept.getInputStream());//获取输出流，保存文件到本地BufferedOutputStream bufferedOutputStream = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream(System.currentTimeMillis()+\".jpeg\"));//读写数据byte[] bytes = new byte[1024 * 8];int len;while((len = inputStream.read(bytes))!= -1){bufferedOutputStream.write(bytes,0, len);}System.out.println(\"File is Upload!\");}//关闭资源//        bufferedOutputStream.close();//        inputStream.close();//        serverSocket.close();}}

效率问题

服务器端，在接收大文件时，可能消耗几分钟的时间，此时不能接收其他用户上传，所以，使用多进程技术优化。

package demo.socket;import java.io.*;import java.net.ServerSocket;import java.net.Socket;public class UploadServer {public static void main(String[] args) throws IOException {System.out.println(\"server started!\");//创建ServerSocketServerSocket serverSocket = new ServerSocket(6666);while(true){//建立连接Socket accept = serverSocket.accept();//创建流对象//获取输入流,读取文件new Thread(() -> {BufferedInputStream inputStream = null;try {inputStream = new BufferedInputStream(accept.getInputStream());} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}//获取输出流，保存文件到本地BufferedOutputStream bufferedOutputStream = null;try {bufferedOutputStream = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream(System.currentTimeMillis()+\".pdf\"));} catch (FileNotFoundException e) {e.printStackTrace();}//读写数据byte[] bytes = new byte[1024 * 8];int len = 0;while(true){try {if (!((len = inputStream.read(bytes))!= -1)) break;} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}try {bufferedOutputStream.write(bytes,0, len);} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}System.out.println(\"File is Upload!\");}).start();}//关闭资源//        bufferedOutputStream.close();//        inputStream.close();//        serverSocket.close();}}

信息回写

前四步与基本文件上传一致。

服务端获取输出流，写回数据
客户端获取输入流，解析回写数据

回写实现：

服务器端：

package demo.socket;import java.io.*;import java.net.ServerSocket;import java.net.Socket;public class UploadServer {public static void main(String[] args) throws IOException {System.out.println(\"server started!\");//创建ServerSocketServerSocket serverSocket = new ServerSocket(6666);while(true){//建立连接Socket accept = serverSocket.accept();//创建流对象//获取输入流,读取文件new Thread(() -> {try {BufferedInputStream bufferedInputStream = new BufferedInputStream(accept.getInputStream());FileOutputStream fileOutputStream = new FileOutputStream(System.currentTimeMillis() + \".jpeg\");BufferedOutputStream bufferedOutputStream = new BufferedOutputStream(fileOutputStream);//读写数据byte[] bytes = new byte[1024 * 8];int len;while ((len = bufferedInputStream.read(bytes))!=-1){bufferedOutputStream.write(bytes,0,len);}//信息回写System.out.println(\"back.......\");OutputStream outputStream = accept.getOutputStream();outputStream.write(\"上传成功！\".getBytes());//                       outputStream.close();//                       bufferedOutputStream.close();//                       bufferedInputStream.close();//                       accept.close();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}).start();}}}