一、UDP与TCP协议
1.1 UDP协议
UDP是无连接通信协议，即在数据传输时，数据的发送端和接收端不建立逻辑连接。简单来说，当一台计算机向另外一台计算机发送数据时，发送端不会确认接收端是否存在，就会发出数据，同样接收端在收到数据时，也不会向发送端反馈是否收到数据。
由于使用UDP协议消耗资源小，通信效率高，所以通常都会用于音频、视频和普通数据的传输例如视频会议都使用UDP协议，因为这种情况即使偶尔丢失一两个数据包，也不会对接收结果产生太大影响。
但是在使用UDP协议传送数据时，由于UDP的面向无连接性，不能保证数据的完整性，因此在传输重要数据时不建议使用UDP协议。UDP的交换过程如下图所示。
1.2 TCP协议
TCP协议是面向连接的通信协议，即在传输数据前先在发送端和接收端建立逻辑连接，然后再传输数据，它提供了两台计算机之间可靠无差错的数据传输。在TCP连接中必须要明确客户端与服务器端，由客户端向服务端发出连接请求，每次连接的创建都需要经过“三次握手”。第一次握手，客户端向服务器端发出连接请求，等待服务器确认，第二次握手，服务器端向客户端回送一个响应，通知客户端收到了连接请求，第三次握手，客户端再次向服务器端发送确认信息，确认连接。整个交互过程如下图所示。
由于TCP协议的面向连接特性，它可以保证传输数据的安全性，所以是一个被广泛采用的协议，例如在下载文件时，如果数据接收不完整，将会导致文件数据丢失而不能被打开，因此，下载文件时必须采用TCP协议
二、UDP通信
2.1、DatagramPacket
前面介绍了UDP是一种面向无连接的协议，因此，在通信时发送端和接收端不用建立连接。UDP通信的过程就像是货运公司在两个码头间发送货物一样。在码头发送和接收货物时都需要使用集装箱来装载货物，UDP通信也是一样，发送和接收的数据也需要使用“集装箱”进行打包，为此JDK中提供了一个DatagramPacket类，该类的实例对象就相当于一个集装箱，用于封装UDP通信中发送或者接收的数据。
想要创建一个DatagramPacket对象，首先需要了解一下它的构造方法。在创建发送端和接收端的DatagramPacket对象时，使用的构造方法有所不同，接收端的构造方法只需要接收一个字节数组来存放接收到的数据，而发送端的构造方法不但要接收存放了发送数据的字节数组，还需要指定发送端IP地址和端口号。
接下来根据API文档的内容，对DatagramPacket的构造方法进行逐一详细地讲解。
使用该构造方法在创建DatagramPacket对象时，指定了封装数据的字节数组和数据的大小，没有指定IP地址和端口号。很明显，这样的对象只能用于接收端，不能用于发送端。因为发送端一定要明确指出数据的目的地(ip地址和端口号)，而接收端不需要明确知道数据的来源，只需要接收到数据即可。
使用该构造方法在创建DatagramPacket对象时，不仅指定了封装数据的字节数组和数据的大小，还指定了数据包的目标IP地址（addr）和端口号（port）。该对象通常用于发送端，因为在发送数据时必须指定接收端的IP地址和端口号，就好像发送货物的集装箱上面必须标明接收人的地址一样。
上面我们讲解了DatagramPacket的构造方法，接下来对DatagramPacket类中的常用方法进行详细地讲解，如下表所示。
DatagramPacket数据包的作用就如同是“集装箱”，可以将发送端或者接收端的数据封装起来。然而运输货物只有“集装箱”是不够的，还需要有码头。在程序中需要实现通信只有DatagramPacket数据包也同样不行，为此JDK中提供的一个DatagramSocket类。DatagramSocket类的作用就类似于码头，使用这个类的实例对象就可以发送和接收DatagramPacket数据包，发送数据的过程如下图所示。
在创建发送端和接收端的DatagramSocket对象时，使用的构造方法也有所不同，下面对DatagramSocket类中常用的构造方法进行讲解。
该构造方法用于创建发送端的DatagramSocket对象，在创建DatagramSocket对象时，并没有指定端口号，此时，系统会分配一个没有被其它网络程序所使用的端口号。
该构造方法既可用于创建接收端的DatagramSocket对象，又可以创建发送端的DatagramSocket对象，在创建接收端的DatagramSocket对象时，必须要指定一个端口号，这样就可以监听指定的端口。
上面我们讲解了DatagramSocket的构造方法，接下来对DatagramSocket类中的常用方法进行详细地讲解。
2.2、UDP网络程序
讲解了DatagramPacket和DatagramSocket的作用，接下来通过一个案例来学习一下它们在程序中的具体用法。
要实现UDP通信需要创建一个发送端程序和一个接收端程序，很明显，在通信时只有接收端程序先运行，才能避免因发送端发送的数据无法接收，而造成数据丢失。因此，首先需要来完成接收端程序的编写。
UDP完成数据的发送
package com.zhouzhiyao.UDP;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetAddress;
import java.net.Socket;
import java.net.UnknownHostException;
public class UDPSendDemo {
public static void main(String[] args) {
DatagramSocket socket = null;
try {
//建立基站
socket = new DatagramSocket();
byte[] buf = "hello,UDP".getBytes();
InetAddress address;
address = InetAddress.getByName("localhost");
//建立仓库
DatagramPacket packet = new DatagramPacket(buf, buf.length, address,12345);
//发送数据
socket.send(packet);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}finally{
//关闭基站
socket.close();
}
}
}UDP完成数据的接收
package com.zhouzhiyao.UDP;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetAddress;
public class UDPReceiveDemo {
public static void main(String[] args) {
DatagramSocket socket = null;
try {
socket = new DatagramSocket(12345);//建立基站
byte[] buf = new byte[1024];
DatagramPacket packet=new DatagramPacket(buf, buf.length);//建立机房
socket.receive(packet);//开始接受数据
//获取对方的主机信息
InetAddress address = packet.getAddress();
System.out.println(address.getHostAddress());
//获取数据内容
byte[] data = packet.getData();
System.out.println("数据内容:"+new String(data,0,packet.getLength()));
//获取数据长度
int length = packet.getLength();
System.out.println("数据长度:"+length);
//获取接收端口号
int port = packet.getPort();
System.out.println("接收端口号是:"+port);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}finally{
socket.close();
}
}
}三、TCP通信
TCP通信同UDP通信一样，都能实现两台计算机之间的通信，通信的两端都需要创建socket对象。
区别在于，UDP中只有发送端和接收端，不区分客户端与服务器端，计算机之间可以任意地发送数据。
而TCP通信是严格区分客户端与服务器端的，在通信时，必须先由客户端去连接服务器端才能实现通信，服务器端不可以主动连接客户端，并且服务器端程序需要事先启动，等待客户端的连接。
在JDK中提供了两个类用于实现TCP程序，一个是ServerSocket类，用于表示服务器端，一个是Socket类，用于表示客户端。
通信时，首先创建代表服务器端的ServerSocket对象，该对象相当于开启一个服务，并等待客户端的连接，然后创建代表客户端的Socket对象向服务器端发出连接请求，服务器端响应请求，两者建立连接开始通信。
3.1、ServerSocket
通过前面的学习知道，在开发TCP程序时，首先需要创建服务器端程序。JDK的java.net包中提供了一个ServerSocket类，该类的实例对象可以实现一个服务器段的程序。通过查阅API文档可知，ServerSocket类提供了多种构造方法，接下来就对ServerSocket的构造方法进行逐一地讲解。
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）。
接下来学习一下ServerSocket的常用方法，如表所示。
ServerSocket对象负责监听某台计算机的某个端口号，在创建ServerSocket对象后，需要继续调用该对象的accept()方法，接收来自客户端的请求。当执行了accept()方法之后，服务器端程序会发生阻塞，直到客户端发出连接请求，accept()方法才会返回一个Scoket对象用于和客户端实现通信，程序才能继续向下执行。
3.2、Socket
讲解了ServerSocket对象可以实现服务端程序，但只实现服务器端程序还不能完成通信，此时还需要一个客户端程序与之交互，为此JDK提供了一个Socket类，用于实现TCP客户端程序。
通过查阅API文档可知Socket类同样提供了多种构造方法，接下来就对Socket的常用构造方法进行详细讲解。
使用该构造方法在创建Socket对象时，会根据参数去连接在指定地址和端口上运行的服务器程序，其中参数host接收的是一个字符串类型的IP地址。
该方法在使用上与第二个构造方法类似，参数address用于接收一个InetAddress类型的对象，该对象用于封装一个IP地址。
在以上Socket的构造方法中，最常用的是第一个构造方法。
接下来学习一下Socket的常用方法，如表所示。
方法声明 | 功能描述 |
int getPort() | 该方法返回一个int类型对象，该对象是Socket对象与服务器端连接的端口号 |
InetAddress getLocalAddress() | 该方法用于获取Socket对象绑定的本地IP地址，并将IP地址封装成InetAddress类型的对象返回 |
void close() | 该方法用于关闭Socket连接，结束本次通信。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，这是因为一个良好的程序应该在执行完毕时释放所有的资源 |
InputStream getInputStream() | 该方法返回一个InputStream类型的输入流对象，如果该对象是由服务器端的Socket返回，就用于读取客户端发送的数据，反之，用于读取服务器端发送的数据 |
OutputStream getOutputStream() | 该方法返回一个OutputStream类型的输出流对象，如果该对象是由服务器端的Socket返回，就用于向客户端发送数据，反之，用于向服务器端发送数据 |
在Socket类的常用方法中，getInputStream()和getOutStream()方法分别用于获取输入流和输出流。当客户端和服务端建立连接后，数据是以IO流的形式进行交互的，从而实现通信。
接下来通过一张图来描述服务器端和客户端的数据传输，如下图所示。
3.3 简单的TCP网络程序
了解了ServerSocket、Socket类的基本用法，为了让大家更好地掌握这两个类的使用，接下来通过一个TCP通信的案例来进一步学习。
服务端
package com.zhouzhiyao.TCP;
import java.io.IOException;
import java.io.OutputStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
public class TCPServer {
public static void main(String[] args) {
ServerSocket socket = null;
OutputStream outputStream = null;
try {
//建立基站
socket = new ServerSocket(8899);
//开始开启接收模式,接到后返回客户端的socket对象
Socket client = socket.accept();
//获取向客户端发送消息的对象流
outputStream = client.getOutputStream();
//向客户端写数据
outputStream.write("你连上了服务器...".getBytes());
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
} finally {
try {
outputStream.close();
socket.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}客户端
package com.zhouzhiyao.TCP;
import java.io.InputStream;
import java.net.Socket;
public class TCPClient {
public static void main(String[] args) {
Socket socket = null;
InputStream inputStream = null;
try {
//建立基站获取链接地址及端口号
socket = new Socket("localhost", 8899);
//获取服务器发过来的字节流
inputStream = socket.getInputStream();
//开始解析字节流
byte[] b = new byte[1024];
String str = "";
int length = -1;
while ((length = inputStream.read(b, 0, b.length)) != -1) {
str += new String(b, 0, length);
}
System.out.println(str);
/*
* int length = inputStream.read(b);
System.out.println(new String(b, 0, length));
*/
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
} finally {
//最后关闭
try {
inputStream.close();
socket.close();
} catch (Exception e2) {
e2.printStackTrace();
}
}
}
}3.4、文件上传案例
服务端
package com.zhouzhiyao.TCPImg;
import java.io.File;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.InetAddress;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
public class Server {
public static void main(String[] args) {
ServerSocket socket = null;
Socket client=null;;
InputStream in = null;
FileOutputStream fOutputStream = null;
OutputStream out = null;
try {
socket = new ServerSocket(8899);//创建服务器,等待客户端连接
client = socket.accept();//获取客户端连接
InetAddress clientInetAddress = client.getInetAddress();//获取客户端信息
System.out.println(clientInetAddress.getHostAddress()+" 已经连接.");
in = client.getInputStream();//获取socket输入流
//===========将输入流写入文件
fOutputStream = new FileOutputStream(new File("1.png"));
byte[] b = new byte[1024];
int lenght=-1;
while((lenght = in.read(b))!=-1){
fOutputStream.write(b, 0, lenght);
}
//像客户端反馈信息
out = client.getOutputStream();
out.write("图片上传成功ok!".getBytes());
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}finally{
try {
out.close();
fOutputStream.close();
in.close();
client.close();
socket.close();
} catch (Exception e2) {
e2.printStackTrace();
}
}
}
}客户端
package com.zhouzhiyao.TCPImg;
import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.Socket;
public class Client {
public static void main(String[] args) {
Socket socket = null;
OutputStream out = null;
FileInputStream fInputStream = null;
InputStream in = null;
try {
//创建socket,连接服务器
socket = new Socket("localhost", 8899);
//获得socket中的输出流
out = socket.getOutputStream();
//获取本地文件,并且传给服务器
fInputStream = new FileInputStream(new File("E:/在尚学堂/java基础/day02/位运算.png"));
byte[] b=new byte[1024];
int length=-1;
while((length = fInputStream.read(b))!=-1){
out.write(b, 0, length);//写给服务器
}
socket.shutdownOutput();//客户端传送完毕后,必须关闭传送流,告知服务器
//获取socket中的输入流,来读取服务器发过来的消息
in = socket.getInputStream();
byte[] b1=new byte[1024];
int len = in.read(b1);
System.out.println(new String(b1,0,len));
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}finally{
try {
in.close();
out.close();
fInputStream.close();
socket.close();
} catch (Exception e2) {
e2.printStackTrace();
}
}
}
}服务端多线程代码
package com.zhouzhiyao.TCPImg;
import java.io.BufferedOutputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.InetAddress;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
public class ThreadServer {
public static void main(String[] args) {
ServerSocket socket;
try {
socket = new ServerSocket(8899);
System.out.println("等待连接...");
while (true) {
final Socket client = socket.accept();
InetAddress inetAddress = client.getInetAddress();
System.out.println(inetAddress.getHostAddress()+" 连接成功!");
new Thread() {
public void run() {
try {
InputStream in = client.getInputStream();
BufferedOutputStream bufferedOutputStream=new BufferedOutputStream(new FileOutputStream(System.currentTimeMillis()+".jpg"));
byte[] b=new byte[1024];
int len=-1;
while((len=in.read(b))!=-1){
bufferedOutputStream.write(b, 0, len);
}
OutputStream out = client.getOutputStream();
out.write("图片上传成功".getBytes());
out.close();
bufferedOutputStream.close();
in.close();
client.close();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
};
}.start();
}
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
