計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)20世紀(jì)60年代出現(xiàn)，經(jīng)歷了20世紀(jì)70年代、80年代和90年代的發(fā)展，進(jìn)入21世紀(jì)后，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為信息社會(huì)的基礎(chǔ)設(shè)施，深入到人類社會(huì)的方方面面，與人們的工作、學(xué)習(xí)和生活息息相關(guān)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是通過(guò)傳輸介質(zhì)、通信設(shè)施和網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，把分散在不同地點(diǎn)的計(jì)算機(jī)設(shè)備互連起來(lái)的，實(shí)現(xiàn)資源共享和數(shù)據(jù)傳輸?shù)南到y(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)編程，就是在一定的協(xié)議下，實(shí)現(xiàn)多臺(tái)設(shè)備（計(jì)算機(jī)）之間通信的程序。Java語(yǔ)言對(duì)網(wǎng)絡(luò)編程提供了良好的支持。通過(guò)其提供的接口我們可以很方便地進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)編程。本模塊通過(guò)“文件上傳”案例介紹網(wǎng)絡(luò)編程的過(guò)程。模塊介紹思維導(dǎo)圖教學(xué)大綱能力目標(biāo)◎能夠編寫TCP協(xié)議下的數(shù)據(jù)傳輸程序知識(shí)目標(biāo)◎了解網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議◎理解TCP和UDP的協(xié)議特點(diǎn)◎掌握IP地址和端口號(hào)的作用◎熟悉TCP協(xié)議下兩個(gè)JDK常用類的使用◎掌握TCP通信的基本實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)重點(diǎn)◎TCP通信的應(yīng)用◎TCP通信程序的實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)難點(diǎn)◎TCP通信“三次握手”過(guò)程◎TCP通信程序的實(shí)現(xiàn)任務(wù)9.1文件上傳程序設(shè)計(jì)任務(wù)目標(biāo)了解網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議；理解TCP和UDP的協(xié)議特點(diǎn)；理解TCP協(xié)議下文件上傳過(guò)程；實(shí)現(xiàn)TCP協(xié)議下文件傳輸程序。任務(wù)9.1文件上傳程序設(shè)計(jì)網(wǎng)盤是由互聯(lián)網(wǎng)公司推出的在線存儲(chǔ)服務(wù)，它已經(jīng)融入了人們的日常生活中。人們?cè)诶镁W(wǎng)盤上傳資料時(shí)，實(shí)際上是一個(gè)使用客戶端讀取本地文件，把文件上傳到服務(wù)器，服務(wù)器再把上傳的文件保存到服務(wù)器硬盤上的過(guò)程。本節(jié)要求了解網(wǎng)絡(luò)通信的基本原理，編寫使用TCP網(wǎng)絡(luò)通信程序，實(shí)現(xiàn)將客戶端的“c:\\1.jpg”文件上傳至服務(wù)器端的硬盤“d:\\upload\\”中。任務(wù)描述任務(wù)9.1文件上傳程序設(shè)計(jì)9.1.1網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議9.1.1.1網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議概述

要實(shí)現(xiàn)多臺(tái)計(jì)算機(jī)之間的通信，需要遵守一定的規(guī)則，如同人與人之間相互交流是需要遵循一定的規(guī)矩一樣，計(jì)算機(jī)之間能夠進(jìn)行相互通信是因?yàn)樗鼈兌脊餐袷匾欢ǖ囊?guī)則，即網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議。協(xié)議（protocol）是定義計(jì)算機(jī)如何通信的一組明確的規(guī)則，包括地址格式、數(shù)據(jù)如何分包等。針對(duì)網(wǎng)絡(luò)通信的不同方面，定義有很多不同的協(xié)議，如HTTP、FTP、TCP協(xié)議等。知識(shí)準(zhǔn)備任務(wù)9.1文件上傳程序設(shè)計(jì)

通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送數(shù)據(jù)是一項(xiàng)復(fù)雜的操作，必須仔細(xì)地協(xié)調(diào)網(wǎng)絡(luò)的物理特性以及所發(fā)送數(shù)據(jù)的路徑特征。為了對(duì)應(yīng)用程序開發(fā)人員和最終用戶隱藏這種復(fù)雜性，網(wǎng)絡(luò)通信的不同方面被分解為多個(gè)層。每一層表示為物理硬件（即線纜和電流）與所傳輸信息之間的不同抽象層次。在理論上，每一層只與緊挨其上和其下的層對(duì)話。將網(wǎng)絡(luò)分層，這樣就可以修改甚至替換某一層的軟件，只要層與層之間的接口保持不變，就不會(huì)影響到其他層。

TCP/IP協(xié)議（TransmissionControlProtocol/InternetProtocol，傳輸控制協(xié)議/因特網(wǎng)互聯(lián)協(xié)議)是Internet最基本、最廣泛的協(xié)議。它定義了計(jì)算機(jī)如何連入因特網(wǎng)，以及數(shù)據(jù)如何在它們之間傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)。它的內(nèi)部包含一系列的用于處理數(shù)據(jù)通信的協(xié)議，并采用了4層的分層模型，每一層都呼叫它的下一層所提供的協(xié)議來(lái)完成自己的需求，如圖9-1所示。任務(wù)9.1文件上傳程序設(shè)計(jì)

圖9-1中，TCP/IP協(xié)議中的四層分別是應(yīng)用層、傳輸層、網(wǎng)絡(luò)層和鏈路層，每層分別負(fù)責(zé)不同的通信功能。鏈路層是用于定義物理傳輸通道，通常是對(duì)某些網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備的驅(qū)動(dòng)協(xié)議，例如針對(duì)光纖、網(wǎng)絡(luò)提供的驅(qū)動(dòng)。網(wǎng)絡(luò)層是整個(gè)TCP/IP的核心，它主要用于將傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行分組，將分組數(shù)據(jù)發(fā)送到目標(biāo)計(jì)算機(jī)或者網(wǎng)絡(luò)。傳輸層主要使網(wǎng)絡(luò)程序進(jìn)行通信，在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信時(shí)，可以采用TCP協(xié)議，也可以采用UDP協(xié)議。應(yīng)用層主要負(fù)責(zé)應(yīng)用程序的協(xié)議，例如HTTP協(xié)議、FTP協(xié)議等。圖9-1TCP/IP網(wǎng)絡(luò)模型在JDK中提供了包用于專注網(wǎng)絡(luò)程序開發(fā)，包中提供了兩種常見的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議支持，分別是TCP和UDP。任務(wù)9.1文件上傳程序設(shè)計(jì)9.1.1.2TCP協(xié)議

TCP（TransmissionControlProtocol）全稱是傳輸控制協(xié)議，是一種面向連接的通信協(xié)議，即傳輸數(shù)據(jù)之前，在發(fā)送端和接收端建立邏輯連接，然后再傳輸數(shù)據(jù)，它提供了兩臺(tái)計(jì)算機(jī)之間可靠無(wú)差錯(cuò)的數(shù)據(jù)傳輸。在TCP協(xié)議中，在發(fā)送數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備階段，客戶端與服務(wù)器之間的三次交互，以保證連接的可靠，這三次交互被稱為“三次握手”?！叭挝帐帧钡木唧w過(guò)程如下：·第一次握手，客戶端向服務(wù)器端發(fā)出連接請(qǐng)求，等待服務(wù)器確認(rèn)?！さ诙挝帐?，服務(wù)器端向客戶端回送一個(gè)響應(yīng)，通知客戶端收到了連接請(qǐng)求?！さ谌挝帐?，客戶端再次向服務(wù)器端發(fā)送確認(rèn)信息，確認(rèn)連接。

整個(gè)交互過(guò)程如圖9-2所示。任務(wù)9.1文件上傳程序設(shè)計(jì)

完成三次握手，連接建立之后，客戶端和服務(wù)器就可以進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸了。由于面向連接的特性，TCP協(xié)議可以保證傳輸數(shù)據(jù)的安全，所以應(yīng)用十分廣泛，例如下載文件、瀏覽網(wǎng)頁(yè)等。圖9-2TCP協(xié)議通信——“三次握手”任務(wù)9.1文件上傳程序設(shè)計(jì)9.1.1.3UDP協(xié)議

UDP（UserDatagramProtocol）全稱是用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議，是一種面向無(wú)連接的協(xié)議，即在使用UDP協(xié)議傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，數(shù)據(jù)的發(fā)送端和接收端不需要建立邏輯連接。簡(jiǎn)單的說(shuō)，就是當(dāng)一臺(tái)計(jì)算機(jī)向另一臺(tái)計(jì)算機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，發(fā)送端不會(huì)確認(rèn)接收端是否存在，可以直接將數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)源和目的地都封裝在數(shù)據(jù)包中發(fā)送出去。同樣接收端在收到數(shù)據(jù)時(shí)，也不會(huì)向發(fā)送端反饋是否收到數(shù)據(jù)。和TCP不同的是，UDP不需要在發(fā)送數(shù)據(jù)前進(jìn)行三次握手建立連接，只要想發(fā)數(shù)據(jù)就可以發(fā)送數(shù)據(jù)，只是數(shù)據(jù)的搬運(yùn)工，不會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)報(bào)文進(jìn)行任何拆分和拼接操作。任務(wù)9.1文件上傳程序設(shè)計(jì)

正由于無(wú)連接性，UDP不能保證數(shù)據(jù)的完整性，具有不可靠性。另外，UDP沒(méi)有擁塞控制，一直會(huì)以恒定的速度發(fā)送數(shù)據(jù)，即使網(wǎng)絡(luò)條件不好，也不會(huì)對(duì)發(fā)送速率進(jìn)行調(diào)整，那么在網(wǎng)絡(luò)條件不好的情況下可能產(chǎn)生丟包，因此在傳輸重要數(shù)據(jù)時(shí)不建議使用UDP協(xié)議，以免丟失重要數(shù)據(jù)。但是其優(yōu)點(diǎn)也很明顯，使用UDP協(xié)議消耗的資源小，每個(gè)數(shù)據(jù)包的大小限制在64k以內(nèi)，通信效率高，所以通常會(huì)用于音頻、視頻這些實(shí)時(shí)性要求高的場(chǎng)景。例如視頻會(huì)議、群聊天等這些即使偶爾丟失一兩個(gè)數(shù)據(jù)包，也不會(huì)對(duì)接收結(jié)果產(chǎn)生太大影響的應(yīng)用。任務(wù)9.1文件上傳程序設(shè)計(jì)TCPUDP是否連接面向連接無(wú)連接是否可靠可靠傳輸，使用流量控制和塞控制不可靠傳輸，不使用流量控制和塞控制對(duì)象數(shù)量只支持一對(duì)一通信支持一對(duì)一，一對(duì)多，多對(duì)一和多對(duì)多交互通信適用場(chǎng)景適用于要求可靠傳輸?shù)膽?yīng)用，如文件傳輸適用于實(shí)時(shí)應(yīng)用，如IP電話、視頻會(huì)議、直播等表9-1TCP和UDP的對(duì)比任務(wù)9.1文件上傳程序設(shè)計(jì)9.1.1.4IP地址和端口號(hào)

在Java中，網(wǎng)絡(luò)編程需要掌握三個(gè)要素，除了協(xié)議以外，還有IP地址和端口號(hào)。網(wǎng)絡(luò)的通信，本質(zhì)上是兩個(gè)進(jìn)程（應(yīng)用程序）的通信。“協(xié)議+IP地址+端口號(hào)”三元組合可以標(biāo)識(shí)網(wǎng)絡(luò)中的進(jìn)程，那么進(jìn)程就可以利用這個(gè)標(biāo)識(shí)與其它進(jìn)程進(jìn)行交互。

IP地址是InternetProtocolAddress的簡(jiǎn)寫，指的是互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議地址，用來(lái)給一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的計(jì)算機(jī)設(shè)備做唯一的編號(hào)。假如我們把“個(gè)人電腦”比作“一臺(tái)電話”的話，那么“IP地址”就相當(dāng)于“電話號(hào)碼”。IP地址分為IPv4和IPv6。IPv4是一個(gè)32位的二進(jìn)制數(shù)，通常被分為4個(gè)字節(jié)，表示成a.b.c.d的形式，例如00。其中a、b、c、d都是0~255之間的十進(jìn)制整數(shù)，那么最多可以表示42億個(gè)。由于互聯(lián)網(wǎng)的蓬勃發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)對(duì)IP地址的需求量愈來(lái)愈大，但是網(wǎng)絡(luò)地址資源有限,使得IP的分配越發(fā)緊張。為了擴(kuò)大地址空間，擬通過(guò)IPv6重新定義地址空間，采用128位地址長(zhǎng)度，每16個(gè)字節(jié)一組，分成8組十六進(jìn)制數(shù),表示成ABCD:EF01:2345:6789:ABCD:EF01:2345:6789，以解決了網(wǎng)絡(luò)地址資源數(shù)量不夠的問(wèn)題。任務(wù)9.1文件上傳程序設(shè)計(jì)

如果說(shuō)IP地址可以唯一標(biāo)識(shí)網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備，那么端口號(hào)就可以唯一標(biāo)識(shí)設(shè)備中的進(jìn)程（應(yīng)用程序）了。端口號(hào)是一個(gè)邏輯端口，它用兩個(gè)字節(jié)表示的整數(shù)，取值范圍是0~65535。每當(dāng)打開一個(gè)網(wǎng)絡(luò)軟件，操作系統(tǒng)都會(huì)為網(wǎng)絡(luò)軟件分配一個(gè)隨機(jī)的或者是系統(tǒng)要指定的端口號(hào)。0~1023之間的端口號(hào)都已經(jīng)被用于一些知名的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)和應(yīng)用，普通的應(yīng)用程序需要使用1024以上的端口號(hào)。如果端口號(hào)被另外一個(gè)服務(wù)或應(yīng)用所占用，會(huì)導(dǎo)致當(dāng)前程序啟動(dòng)失敗。任務(wù)9.1文件上傳程序設(shè)計(jì)9.1.2TCP通信程序設(shè)計(jì)

TCP通信能實(shí)現(xiàn)兩臺(tái)計(jì)算機(jī)之間的數(shù)據(jù)交互，TCP連接時(shí)必須明確服務(wù)器端（Server）與客戶端（Client）。兩端通信時(shí)，服務(wù)端程序需要事先啟動(dòng)，它不可以主動(dòng)連接客戶端，只能等待客戶端的連接。然后客戶端主動(dòng)連接服務(wù)器端，連接成功才能通信。連接過(guò)程中包含一個(gè)IO字節(jié)流對(duì)象，客戶端和服務(wù)端就用這個(gè)IO流對(duì)象進(jìn)行通信。需要注意的是，當(dāng)多個(gè)客戶端同時(shí)和服務(wù)端交互時(shí)，服務(wù)端必須明確和哪個(gè)客戶端進(jìn)行交互，并且需要使用多個(gè)IO流對(duì)象。

Java在net包中提供了兩個(gè)類用于實(shí)現(xiàn)TCP通信程序。任務(wù)9.1文件上傳程序設(shè)計(jì)

（1）表示服務(wù)端的類：.ServerSocket類表示。該類實(shí)現(xiàn)了服務(wù)器套接字，套接字指的是兩臺(tái)設(shè)備之間通訊的端點(diǎn)。創(chuàng)建ServerSocket對(duì)象，相當(dāng)于開啟一個(gè)服務(wù)，該對(duì)象等待通過(guò)網(wǎng)絡(luò)的請(qǐng)求，也就是等待客戶端的連接。ServerSocket類的主要構(gòu)造方法和成員方法如表9-2所示。表9-2ServerSocket類的主要構(gòu)造方法和成員方法方法聲明功能描述publicServerSocket(intport)使用該構(gòu)造方法在創(chuàng)建ServerSocket對(duì)象時(shí)，就可以將其綁定到一個(gè)指定的端口號(hào)上，參數(shù)port就是端口號(hào)。publicSocketaccept()偵聽并接受連接，返回一個(gè)新的Socket對(duì)象，用于和客戶端實(shí)現(xiàn)通信。該方法會(huì)一直阻塞直到建立連接。任務(wù)9.1文件上傳程序設(shè)計(jì)

（2）表示客戶端的類：.Socket類表示。該類實(shí)現(xiàn)客戶端套接字。創(chuàng)建Socket對(duì)象，向服務(wù)端發(fā)出連接請(qǐng)求，服務(wù)端響應(yīng)請(qǐng)求，兩者建立連接開始通信。Socket類的主要構(gòu)造方法和成員方法如表9-3所示。表9-3Socket類的主要構(gòu)造方法和成員方法方法聲明功能描述publicSocket(Stringhost,intport)創(chuàng)建套接字對(duì)象并將其連接到指定主機(jī)上的指定端口號(hào)。如果指定的host是null，則相當(dāng)于指定地址為回送地址。publicInputStreamgetInputStream()返回此套接字的輸入流。關(guān)閉生成的InputStream也將關(guān)閉相關(guān)的Socket。publicOutputStreamgetOutputStream()返回此套接字的輸出流。關(guān)閉生成的OutputStream也將關(guān)閉相關(guān)的Socket。publicvoidclose()關(guān)閉此套接字。一旦一個(gè)socket被關(guān)閉，它不可再使用。關(guān)閉此socket也將關(guān)閉相關(guān)的InputStream和OutputStream。publicvoidshutdownOutput()禁用此套接字的輸出流。任何先前寫出的數(shù)據(jù)將被發(fā)送，隨后終止輸出流。任務(wù)9.1文件上傳程序設(shè)計(jì)

從通信邏輯上來(lái)看，TCP網(wǎng)絡(luò)通信的兩端程序編寫主要步驟如下：①服務(wù)端啟動(dòng)，創(chuàng)建ServerSocket對(duì)象，指定端口號(hào)，等待連接。②客戶端啟動(dòng)，創(chuàng)建Socket對(duì)象，構(gòu)造方法綁定服務(wù)器的IP地址和端口號(hào)，請(qǐng)求連接。③服務(wù)端接收連接，調(diào)用ServerSocket對(duì)象中的accept()方法，返回請(qǐng)求的客戶端對(duì)象Socket。④客戶端使用Socket對(duì)象的getOutputStream()方法獲取網(wǎng)絡(luò)字節(jié)輸出流OutputStream對(duì)象，然后使用網(wǎng)絡(luò)字節(jié)輸出流OutputStream對(duì)象中的write()方法，給服務(wù)器發(fā)送數(shù)據(jù)。⑤服務(wù)端使用Scoket對(duì)象的getInputStream()方法獲取網(wǎng)絡(luò)字節(jié)輸入流InputStream對(duì)象，然后使用網(wǎng)絡(luò)字節(jié)輸入流InputStream對(duì)象中的read()方法,讀取客戶端發(fā)送的數(shù)據(jù)。到此，客戶端向服務(wù)端發(fā)送數(shù)據(jù)成功，接下來(lái)服務(wù)端向客戶端回寫數(shù)據(jù)。任務(wù)9.1文件上傳程序設(shè)計(jì)⑥服務(wù)端使用Socket對(duì)象中的getOutputStream()方法獲取網(wǎng)絡(luò)字節(jié)輸出流OutputStream對(duì)象，然后使用網(wǎng)絡(luò)字節(jié)輸出流OutputStream對(duì)象中的write()方法,給客戶端回寫數(shù)據(jù)。⑦客戶端使用Scoket對(duì)象的getInputStream()方法獲取網(wǎng)絡(luò)字節(jié)輸入流InputStream對(duì)象，然后使用網(wǎng)絡(luò)字節(jié)輸入流InputStream對(duì)象中的read()方法,讀取服務(wù)端回寫的數(shù)據(jù)。⑧客戶端釋放Socket資源，斷開連接。⑨服務(wù)端釋放Socket和ServerSocket資源。圖9-3TCP網(wǎng)絡(luò)通信邏輯圖任務(wù)9.1文件上傳程序設(shè)計(jì)

需要注意的是，客戶端和服務(wù)端交互時(shí)必須使用Socket中提供的網(wǎng)絡(luò)流，不允許使用自己創(chuàng)建的流對(duì)象。當(dāng)創(chuàng)建客戶端對(duì)象Socket的時(shí)候，就會(huì)主動(dòng)請(qǐng)求服務(wù)器，要求經(jīng)過(guò)3次握手建立連接通路。如果此時(shí)服務(wù)器沒(méi)有啟動(dòng)，則會(huì)拋出連接被拒絕的異常（ConnectException:Connectionrefused:connect）；如果服務(wù)器已經(jīng)啟動(dòng)，那么交互就可以順利進(jìn)行了。任務(wù)9.1文件上傳程序設(shè)計(jì)

接下來(lái)用一個(gè)案例來(lái)演示TCP網(wǎng)絡(luò)通信程序的編寫過(guò)程，服務(wù)器端程序如例9-1所示，客戶端程序如例9-2所示。importjava.io.*;import.*;publicclassExample9_1{publicstaticvoidmain(String[]args)throwsIOException{//1.創(chuàng)建ServerSocket對(duì)象，綁定端口，開始等待連接。ServerSocketserver=newServerSocket(8888);//2.接收連接，使用accept方法，返回socket對(duì)象。Socketsocket=server.accept();//3.通過(guò)socket獲取輸入流InputStreamis=socket.getInputStream();//4.一次性讀取數(shù)據(jù)//4.1創(chuàng)建字節(jié)數(shù)組byte[]bytes=newbyte[1024];//4.2將數(shù)據(jù)讀取到字節(jié)數(shù)組中intlen=is.read(bytes);//4.3解析數(shù)組,打印字符串信息System.out.println(newString(bytes,0,len));

例9-1Example9_1.java任務(wù)9.1文件上傳程序設(shè)計(jì)/*----------服務(wù)端回寫數(shù)據(jù)-----------*///5.通過(guò)socket獲取輸出流OutputStreamos=socket.getOutputStream();//6.回寫數(shù)據(jù)os.write("收到，謝謝".getBytes());//7.關(guān)閉資源socket.close();server.close();}}例9-1Example9_1.java任務(wù)9.1文件上傳程序設(shè)計(jì)importjava.io.IOException;importjava.io.InputStream;importjava.io.OutputStream;import.Socket;publicclassExample9_2{publicstaticvoidmain(String[]args)throwsIOException{//1.創(chuàng)建Socket(ip,port)，確定連接到哪里。Socketsocket=newSocket("",8888);//2.通過(guò)Scoket，獲取輸出流對(duì)象OutputStreamos=socket.getOutputStream();//3.寫出數(shù)據(jù)os.write("你好，服務(wù)器".getBytes());/*----------客戶端解析服務(wù)端的回寫數(shù)據(jù)-----------*///4.通過(guò)Scoket，獲取輸入流對(duì)象。InputStreamis=socket.getInputStream();//5.讀取數(shù)據(jù)byte[]bytes=newbyte[1024];intlen=is.read(bytes);System.out.println(newString(bytes,0,len));//6.關(guān)閉資源socket.close();}}例9-2Example9_2.java任務(wù)9.1文件上傳程序設(shè)計(jì)

完成程序編寫后，首先運(yùn)行服務(wù)器端程序Example9_1.java，然后運(yùn)行客戶端程序Example9_2.java。從這兩個(gè)例子的運(yùn)行結(jié)果中看到，服務(wù)器端結(jié)果顯示“你好，服務(wù)器”，表示收到來(lái)自客戶端的數(shù)據(jù)信息，如圖9-4所示?？蛻舳私Y(jié)果顯示“收到，謝謝”，表示收到來(lái)自服務(wù)器端的回寫數(shù)據(jù)，如圖9-5所示。圖9-4Example9_1運(yùn)行結(jié)果（服務(wù)器端）圖9-5Example9_2運(yùn)行結(jié)果（客戶端）任務(wù)實(shí)施1.任務(wù)分析文件上傳的原理，本質(zhì)上就是文件的復(fù)制?？蛻舳撕头?wù)器和本地硬盤進(jìn)行讀寫，需要使用自己創(chuàng)建的字節(jié)流對(duì)象，即本地IO流。客戶端和服務(wù)器之間進(jìn)行讀寫，必須使用Socket中提供的字節(jié)流對(duì)象，即網(wǎng)絡(luò)IO流。除了明確字節(jié)流對(duì)象，還要明確數(shù)據(jù)源和目的地?？蛻舳说臄?shù)據(jù)源是客戶端文件所在地址，目的地是服務(wù)器；服務(wù)端的數(shù)據(jù)源是客戶端上傳的文件，目的地是服務(wù)器的硬盤，即要存放文件的地址。文件上傳的過(guò)程如圖9-6所示。任務(wù)9.1文件上傳程序設(shè)計(jì)（1）客戶端使用本地字節(jié)輸入流，讀取要上傳的文件；（2）客戶端使用網(wǎng)絡(luò)字節(jié)輸出流，把讀取到的文件上傳到服務(wù)器；（3）服務(wù)器使用網(wǎng)絡(luò)字節(jié)輸入流，讀取客戶端上傳的文件；（4）服務(wù)器使用本地字節(jié)輸出流，把讀取到的文件，保存到服務(wù)器的硬盤上；（5）服務(wù)器使用網(wǎng)絡(luò)字節(jié)輸出流，給客戶端回寫一個(gè)“上傳成功”的提示；（6）客戶端使用網(wǎng)絡(luò)字節(jié)輸入流，讀取服務(wù)器回寫的數(shù)據(jù)；（7）釋放資源。任務(wù)9.1文件上傳程序設(shè)計(jì)圖9-6文件上傳過(guò)程2.具體實(shí)現(xiàn)步驟（1）客戶端實(shí)現(xiàn)步驟：①創(chuàng)建一個(gè)本地字節(jié)輸入流FileInputStream對(duì)象，構(gòu)造方法中綁定要讀取的數(shù)據(jù)源。②創(chuàng)建一個(gè)客戶端Socket對(duì)象，構(gòu)造方法中綁定服務(wù)器的IP地址和端口號(hào)。③使用Socket中的getOutputStream()方法，獲取網(wǎng)絡(luò)字節(jié)輸出流OutputStream對(duì)象。④使用本地字節(jié)輸入流FileInputStream對(duì)象中的read()方法，讀取本地文件。⑤使用網(wǎng)絡(luò)字節(jié)輸出流OutputStream對(duì)象中的write()方法，把讀取到的文件上傳到服務(wù)器。⑥使用Socket中的方法getInputStream，獲取網(wǎng)絡(luò)字節(jié)輸入流InputStream對(duì)象。⑦使用網(wǎng)絡(luò)字節(jié)輸入流InputStream對(duì)象中的read()方法讀取服務(wù)回寫的數(shù)據(jù)。⑧釋放資源（FileInputStream,Socket）。任務(wù)9.1文件上傳程序設(shè)計(jì)2.具體實(shí)現(xiàn)步驟（2）服務(wù)端實(shí)現(xiàn)步驟：①創(chuàng)建一個(gè)服務(wù)器ServerSocket對(duì)象，和系統(tǒng)要指定的端口號(hào)。②使用ServerSocket對(duì)象中的accept()方法，獲取到請(qǐng)求的客戶端Socket對(duì)象。③使用Socket對(duì)象中的方法getInputStream，獲取到InputStream對(duì)象。④判斷d:\\upload文件夾是否存在，不存在則創(chuàng)建。⑤創(chuàng)建一個(gè)FileOutputStream對(duì)象，構(gòu)造方法中綁定要輸出的目的地。⑥使用InputStream對(duì)象中的方法read，讀取客戶端上傳的文件。⑦使用FileOutputStream對(duì)象中的write()方法，把讀取到的文件保存到服務(wù)器的硬盤上。⑧使用Socket對(duì)象中的getOutputStream()方法，獲取到網(wǎng)絡(luò)字節(jié)輸出流OutputStream對(duì)象。⑨使用網(wǎng)絡(luò)字節(jié)輸出流OutputStream對(duì)象中的write()方法，給客戶端回寫“上傳成功”。⑩釋放資源（FileOutputStream,Socket,ServerSocket）。任務(wù)9.1文件上傳程序設(shè)計(jì)3.程序編寫服務(wù)器端程序如例9-3所示，客戶端程序如例9-4所示。任務(wù)9.1文件上傳程序設(shè)計(jì)importjava.io.*;import.*;publicclassExample9_4{publicstaticvoidmain(String[]args)throwsIOException{//1.創(chuàng)建服務(wù)器，指定端口號(hào)ServerSocketserver=newServerSocket(8888);//2.獲取到請(qǐng)求的客戶端Socketsocket=server.accept();//3.獲取到網(wǎng)絡(luò)字節(jié)輸入流InputStreamis=socket.getInputStream();//4.判斷d:\\upload文件夾是否存在，不存在則創(chuàng)建Filefile=newFile("d:\\upload");if(!file.exists()){file.mkdirs();}//5.創(chuàng)建一個(gè)本地字節(jié)輸出流，綁定要輸出的目的地FileOutputStreamfos=newFileOutputStream(file+"\\1.jpg");//6.使用網(wǎng)絡(luò)字節(jié)輸入流讀取客戶端上傳的文件intlen=0;

任務(wù)9.1文件上傳程序設(shè)計(jì)byte[]bytes=newbyte[1024];while((len=is.read(bytes))!=-1){//7.使用本地字節(jié)輸出流，把讀取到的文件保存到服務(wù)器的硬盤上fos.write(bytes,0,len);}//8.獲取到網(wǎng)絡(luò)字節(jié)輸出流//9.使用網(wǎng)絡(luò)字節(jié)輸出流，給客戶端回寫“上傳成功”socket.getOutputStream().write("上傳成功".getBytes());//10.釋放資源fos.close();socket.close();server.close();}}任務(wù)9.1文件上傳程序設(shè)計(jì)importjava.io.*;import.Socket;publicclassExample9_4{publicstaticvoidmain(String[]args)throwsIOException{//1.創(chuàng)建本地字節(jié)輸入流，綁定要讀取的數(shù)據(jù)源FileInputStreamfis=newFileInputStream("c:\\1.jpg");//2.創(chuàng)建客戶端對(duì)象，綁定服務(wù)器IP地址和端口號(hào)Socketsocket=newSocket("",8888);//3.獲取網(wǎng)絡(luò)字節(jié)輸出流OutputStreamos=socket.getOutputStream();//4.讀取本地文件intlen=0;byte[]bytes=newbyte[1024];while((len=fis.read(bytes))!=-1){//5.把讀取到的文件上傳到服務(wù)器os.write(bytes,0,len);}//6.獲取網(wǎng)絡(luò)字節(jié)輸入流InputStreamis=socket.getInputStream();//7.讀取服務(wù)回寫的數(shù)據(jù)while((len=is.read(bytes))!=-1){System.out.println(newString(bytes,0,len));例9-4Example9_4.java}//8.釋放資源fis.close();socket.close();}}

完成程序編寫后，按“先運(yùn)行服務(wù)器端，后運(yùn)行客戶端”的順序運(yùn)行程序，能夠看到D盤中生成了一個(gè)名為“upload”的文件夾，里面的存放了一個(gè)文件，該文件與“c:\\1.jpg”文件一致，說(shuō)明實(shí)現(xiàn)了文件的上傳。

需要注意的是，上述代碼雖然實(shí)現(xiàn)了文件的上傳，但無(wú)論是客戶端還是服務(wù)器端，程序都沒(méi)有停止運(yùn)行，這是因?yàn)槭艿紽ileInputStream類的read()方法影響。通過(guò)查看API手冊(cè)可以知道，read(byte[]b)方法功能是“從此輸入流中將最多b.length個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)讀入一個(gè)byte數(shù)組中，在某些輸入可用之前，此方法將阻塞”。在例9-3代碼中，客戶端中的fis.read(bytes)讀取本地文件，讀取到-1則結(jié)束，然而在while循環(huán)里并不會(huì)讀取到-1，也就不會(huì)把結(jié)束標(biāo)記寫給服務(wù)器端。服務(wù)器端中的is.read(bytes)用于讀取客戶端上傳的文件，但由于讀不到文件的結(jié)束標(biāo)志，read()方法就會(huì)進(jìn)入到阻塞狀態(tài)，一直死循環(huán)等待結(jié)束標(biāo)記。同樣的，客戶端中的is.read(bytes)也會(huì)因?yàn)樽x取不到服務(wù)器回寫的數(shù)據(jù)而進(jìn)入阻塞狀態(tài)。

為了能夠更加直觀看出阻塞現(xiàn)象，現(xiàn)分別對(duì)例9-3和例9-4的代碼進(jìn)行修改。任務(wù)9.1文件上傳程序設(shè)計(jì)任務(wù)9.1文件上傳程序設(shè)計(jì)publicclassExample9_3{publicstaticvoidmain(String[]args)throwsIOException{……//省略例9-3重復(fù)代碼

System.out.println("服務(wù)器端阻塞測(cè)試");while((len=is.read(bytes))!=-1){fos.write(bytes,0,len);}

System.out.println("若此語(yǔ)句出現(xiàn)，則說(shuō)明服務(wù)器端未發(fā)生阻塞");……}}修改例9-3Example9_3.java任務(wù)9.1文件上傳程序設(shè)計(jì)publicclassExample9_4{publicstaticvoidmain(String[]args)throwsIOException{……//省略例9-4重復(fù)代碼System.out.println("客戶端阻塞測(cè)試");while((len=is.read(bytes))!=-1){System.out.println(newString(bytes,0,len));}

System.out.println("若此語(yǔ)句出現(xiàn)，則說(shuō)明客戶端未發(fā)生阻塞");……}}修改例9-4Example9_4.java

修改后的例9-3和例9-4運(yùn)行結(jié)果分別如圖9-7和圖9-8所示，可以看到服務(wù)器端打印輸出語(yǔ)句“服務(wù)器端阻塞測(cè)試”，但沒(méi)有出現(xiàn)“若此語(yǔ)句出現(xiàn)，則說(shuō)明服務(wù)器端未發(fā)生阻塞”；客戶端打印輸出“客戶端阻塞測(cè)試”，但沒(méi)有出現(xiàn)“若此語(yǔ)句出現(xiàn)，則說(shuō)明客戶器端未發(fā)生阻塞”，說(shuō)明服務(wù)器端和客戶端均在while中產(chǎn)生了死循環(huán)，發(fā)生了阻塞現(xiàn)象。任務(wù)9.1文件上傳程序設(shè)計(jì)圖9-7Example9_3修改后的運(yùn)行結(jié)果（服務(wù)器端）圖9-8Example9_4修改后的運(yùn)行結(jié)果（客戶端）

那么如何解決上述的阻塞問(wèn)題呢？由于阻塞問(wèn)題是由于服務(wù)器端沒(méi)有讀到結(jié)束標(biāo)記造成的，所以在上傳文件后，只需要給服務(wù)器寫一個(gè)結(jié)束標(biāo)記就可以解決問(wèn)題了。在這里需要用到socket類的shutdownOutput()方法，此方法的作用是禁用此套接字的輸出流。對(duì)于TCP套接字，任何以前寫入的數(shù)據(jù)都將被發(fā)送，并且后跟TCP的正常連接終止序列?，F(xiàn)對(duì)例9-4的代碼再次進(jìn)行修改。任務(wù)9.1文件上傳程序設(shè)計(jì)任務(wù)9.1文件上傳程序設(shè)計(jì)publicclassExample9_4{publicstaticvoidmain(String[]args)throwsIOException{……//省略例9-4重復(fù)代碼while((len=fis.read(bytes))!=-1){os.write(bytes,0,len);}socket.shutdownOutput();InputStreamis=socket.getInputStream();System.out.println("客戶端阻塞測(cè)試");while((len=is.read(bytes))!=-1){System.out.println(newString(bytes,0,len));}System.out.println("若此語(yǔ)句出現(xiàn)，則說(shuō)明客戶端未發(fā)生阻塞");……}}再次修改例9-4Example9_4.java

修改完成后，重新運(yùn)行例9-3和例9-4程序，其運(yùn)行結(jié)果分別如圖9-9和圖9-10所示。可以看到服務(wù)器端打印輸出語(yǔ)句“服務(wù)器端阻塞測(cè)試”、“若此語(yǔ)句出現(xiàn)，則說(shuō)明服務(wù)器端未發(fā)生阻塞”，；客戶端打印輸出“客戶端阻塞測(cè)試”、“上傳成功”、“若此語(yǔ)句出現(xiàn)，則說(shuō)明客戶器端未發(fā)生阻塞”，但沒(méi)有出現(xiàn)“若此語(yǔ)句出現(xiàn)，則說(shuō)明客戶器端未發(fā)生阻塞”，并且程序在完成文件的上傳后停止運(yùn)行，說(shuō)明成功解決了阻塞問(wèn)題。任務(wù)9.1文件上傳程序設(shè)計(jì)圖9-9Example9_3的運(yùn)行結(jié)果（服務(wù)器端）圖9-10Example9_4的運(yùn)行結(jié)果（客戶端）4.程序優(yōu)化

現(xiàn)對(duì)文件上傳進(jìn)行優(yōu)化，以解決以下兩個(gè)問(wèn)題：

（1）文件名稱寫死的問(wèn)題。在服務(wù)器端中，保存文件的名稱如果寫死，那么最終導(dǎo)致服務(wù)器硬盤只會(huì)保留一個(gè)文件。建議使用系統(tǒng)時(shí)間優(yōu)化，保證文件名稱唯一。

（2）循環(huán)接收的問(wèn)題。在前面的程序中，服務(wù)器端只保存一個(gè)文件就關(guān)閉了，之后的用戶無(wú)法再上傳，這是不符合實(shí)際的。使用循環(huán)改進(jìn)，可以不斷的接收不同用戶的文件。

（3）效率問(wèn)題。如果多個(gè)人需要同時(shí)上傳文件時(shí)，且文件較大時(shí)，服務(wù)端每接收一個(gè)文件可能會(huì)耗費(fèi)幾秒鐘的時(shí)間，此時(shí)不能接收其他用戶上傳，那么效率就會(huì)非常低?？梢允褂枚嗑€程技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化。

修改后的服務(wù)端代碼如例9-5所示。任務(wù)9.1文件上傳程序設(shè)計(jì)任務(wù)9.1文件上傳程序設(shè)計(jì)importjava.io.*;import.*;importjava.util.Random;publicclassExample9_5{publicstaticvoidmain(String[]args)throwsIOException{ServerSocketserver=newServerSocket(8888);//優(yōu)化2：讓服務(wù)器一直處于監(jiān)聽狀態(tài)//有一個(gè)客戶端上傳文件，就保存一個(gè)文件while(true){Socketsocket=server.accept();//優(yōu)化3：使用多線程技術(shù)，提高程序的效率//有一個(gè)客戶端上傳文件，就開啟一個(gè)線程，完成文件的上傳newThread(newRunnable(){//完成文件的