Java第10次实验(Java网络编程)

目录

• • 参考资料
  • 1. 网络基础
  • 2. 编写TCP客户端程序
  • 3.ServerSocket与TCP服务器
  • 4. 访问HTTP服务器
  • 5. UDP服务器
  • 6. 综合实验：使用正则表达式进行网页信息爬取
• 下次实验

参考资料

1. 本次实验参考文件
2. NetAssist网络调试助手
3. 网络调试助手的使用 调试TCP，UDP
4. 漫画：HTTP 协议极简教程，傻瓜都能看懂！
5. 正则表达式参考资料

注：主要根据"本次实验参考文件"中实验任务书的指导完成本次实验。

1. 网络基础

1. 使用ipconfig、ping查看网络状况。
2. 使用ConnectionWatcher或资源监视器或netstat -an查看本机网络连接情况。
3. 可选：使用curl访问HTTP服务器。
4. 可选：使用telnet或网络调试助手作为客户端连接远程主机
   • 连接BBS、连接网络调试助手创建的服务器，连接Web服务器。
   • 电脑如未安装telnet，可以在控制面板-程序-添加/删除Windows功能中选择Telnet客户端进行安装。

2. 编写TCP客户端程序

任务：

1. 编写一个简单的TCP客户端TCPClient.java（参考TCPClientTest.java）
   • 在一个循环中先发送信息给服务器端、再接受服务器端的信息。
   • 将控制台输入的信息发送给客户端
   • 注意：客户端发送消息是，注意缓冲区问题(是否要flush或autoflush)
   • 注:TCPClient中远程服务器IP不要填入127.0.0.1或localhost，否则可能会出现 Connection Refused!
2. 使用网络调试助手建立一个TCP Server。然后运行TCPClient.java连接该TCP Server
   • 注意：服务器向客户端发送信息时，如果客户端使用hasNextLine()或nextLine()方法，那么服务器端发送的消息需带回车换行客户端才能将消息读出（在网络调试助手中使用Shift+Enter加回车换行。）。
   • 常见错误：网络调试助手显示bind() failed表示相应端口已经被其他程序占用，请结束其他程序。
3. 使用网络工具（netstat -an | find "端口号"或资源监视器等）查看TCPClient.java客户端使用什么端口连接用网络调试助手新建的TCP服务器？查看客户端与服务器端对应的进程名是什么？分别使用了哪两个端口进行通信？怎么证明是这两个进程在进行通信？
4. 怎么解决客户端、服务器端的中文乱码问题（加分）? 提示：用InputStreamReader、OutputStreamWriter解决。或者直接询问AI。

思考：

1. 这个实验里，客户端与服务器端分别是谁？他们之间使用什么协议进行通信？
2. 客户端使用nextLine()读取服务器端发来的信息，可能会碰到什么问题？怎么解决？
3. 使用你编写的TCPClient与网络调试助手同时连接你刚才假设的服务器。能否连接成功？为什么？可使用工具，如ConnectionWatcher，查看客户端与服务器的连接。
4. TCPClient是不是只能严格按照“发送消息、接收消息、发送消息、接收消息....”这样的顺序执行？为什么？改进思路？

3.ServerSocket与TCP服务器

任务:

1. 编写单线程MenuServer服务器（以TCPEchoServer.java作为模板。可使用IDE的Refactor功能进行改名）
   • 基本功能：服务器可对连接进来的客户端发送字符菜单，可根据客户端发送过来的选择，执行相应的功能并将结果返回给客户端。
     • 菜单中包含如下选项：1.显示服务器当前时间、2.显示客户端的IP与端口、3.退出菜单。详见任务书。
   • 验证：在另外一台电脑上启动网络调试助手，连接你编写的服务器端。注意：IP地址能设定为127.0.0.1吗？
   • 验证：两个同学，用一台电脑上的TCPClient连接另外一台电脑上的MenuServer。只需接收到服务器端的信息即可。
   • 常见问题1：当客户端选择退出菜单，服务器也终止运行从而无法被其他客户端访问。如何改进？
   • 常见问题2：IDE中显示Address already in use ，端口已经被占用，先关闭占用该端口的程序。
2. 考核：编写多线程MultiThreadMenuServer服务器（参考TCPMultiThreadEchoServer.java与ThreadEchoTask.java）
   • 加分： 改造MenuServer服务器，使其可以同时接受多个客户端的连接请求?并能解释清楚，为什么改造后的服务器程序可以接收多个客户端连接。
   • 进阶： 尝试使用自己编写的TCPClient访问自己编写的MultiThreadMenuServer。
3. 特别加分： 编写基于TCP与多线程的可与服务器进行交互的TCPClientUtil
   • 网络调试助手可实现同时发送与接受消息。改造TCPClient.java实现同时收发消息的功能，即编写一个网络调试助手的TCP Client。
   • 特别加分：将TCPClientUtil.java改造成带图形界面的程序。

参考资料：

EchoServer.java,ThreadedEchoServer.java (多线程服务器)

进阶思考:
前面实验中，服务器与客户端之间传递的都是字符。如果希望服务器与客户端之间传递字节，比如传递一个对象或一个字节数组。要怎么实现？如果要实现从服务器端搜索文件并下载，怎么编写客户端与服务器端(特别加分)。

4. 访问HTTP服务器

任务1：编写可以读写Web网页的Socket程序。

分析：

编写该程序时，需要了解简单的HTTP协议。即，如何使用符合HTTP协议的命令向Web服务器请求一个网页。
可使用浏览器的开发者工具，查看使用HTTP访问Web服务器的请求头(Request Header)。具体步骤如下：

1. 打开浏览器按F12，启动开发者工具，点击“网络”标签。然后输入网址访问。或者使用curl工具查看。
2. 在"网络"标签点击"HTML"，找到相应条目。右键点击该条目，选择“复制”-“复制请求头”。

请求头中的关键信息如下：

GET / HTTP/1.1
Host: cec.jmu.edu.cn

在编写程序时可参考请求头中的关键信息以实现对指定网页的访问。

实现：

1. 改造TCPClient.java为HTTPClient，让其可以访问Web服务器上页面。
   • 注意：除了上面两行字符串。还应输出一个空行（使用out.println()实现。）
   • 问题：网页中的中文是乱码，如何解决？提示：使用InputStreamReader。
2. 进一步改造HTTPClient.java，将网页下载存为文件。

任务：使用URL类访问Web服务器（已废弃）

• 演示：URLReader.java。给定网址，可以直接读取网页。
• 参考资料：Reading Directly from a URL

任务2：访问HTTP网页(使用AI辅助)

• 加分:使用JDK 11中的HTTP Client实现访问某个网站的网页。
• 特别加分:使用jsoup实现简单网络爬虫。可能需使用Maven创建项目，请参考Maven简要使用说明：在IDEA中创建一个基于POI的处理Excel文件的简单Java Maven项目
• 特别加分: 编写可访问表单的客户端。cec.jmu.edu.cn网站有一个全文搜索功能，尝试编写客户端程序能直接使用网页上的搜索功能并返回搜索结果。

5. UDP服务器

使用UDP改造前面的MenuServer与对应的MenuClient

6. 综合实验：使用正则表达式进行网页信息爬取

想要编写一个程序，可以将指定网址的所有普通链接

<a href="....." >

与图片链接

<img src=".....">)

都抓取下来。完成此程序需要进行复杂的字符串匹配，需要使用正则表达式。

正则表达式练习：

1. 如何使用正则表达式判断一个给定的字符串是否是10进制数字格式？尝试编程进行验证。
2. 修改HrefMatch.java
   • 尝试匹配网页中的数字字符串
   • 尝试匹配网页中的图片字符串

注意：

• 图片字符串的格式类似img src="style/suizi/more.gif"，还要注意特例。如img border= "0" src=....
• 可使用java HrefMatch http://cec.jmu.edu.com 来进行测试。

参考资料:

HrefMatch.java
常用正则表达式.txt
Java正则表达式的语法与示例

特别加分：进一步改造上面的程序，获得图片的链接，如IMG src=“images/mail1.gif”，然后经过处理，生成该图片的实际链接地址http://cec.jmu.edu.com/images/mail1.gif最后将生成的若干地址，放入一个队列。编写方法，可以依照该队列的所有图片地址，一次将图片下载下来。

下次实验

Java第11次实验(数据库)