Day(22)--网络编程习题

习题

以下是这些 TCP 通信练习题的 Java 代码实现及解析：

TCP 通信练习 1 - 多发多收

客户端（Client1.java）

java

import java.io.IOException;
import java.io.OutputStream;
import java.net.Socket;
​
public class Client1 {public static void main(String[] args) {try (Socket socket = new Socket("localhost", 8888)) {OutputStream os = socket.getOutputStream();String[] messages = {"Hello", "World", "Java"};for (String message : messages) {os.write(message.getBytes());os.flush();}} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}
}
服务器（Server1.java）

java

import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
​
public class Server1 {public static void main(String[] args) {try (ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8888);Socket socket = serverSocket.accept();InputStream is = socket.getInputStream()) {byte[] buffer = new byte[1024];int len;while ((len = is.read(buffer)) != -1) {String message = new String(buffer, 0, len);System.out.println("收到客户端消息: " + message);}} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}
}

解析：

  • 客户端：创建 Socket 连接到本地主机的 8888 端口，获取输出流，循环发送多个字符串消息。

  • 服务器：创建 ServerSocket 监听 8888 端口，接受客户端连接后获取输入流，通过循环读取输入流数据，直到没有数据可读，打印接收到的消息。

TCP 通信练习 2 - 接收和反馈

客户端（Client2.java）

java

import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.Socket;
​
public class Client2 {public static void main(String[] args) {try (Socket socket = new Socket("localhost", 8888)) {OutputStream os = socket.getOutputStream();os.write("你好".getBytes());os.flush();
​InputStream is = socket.getInputStream();byte[] buffer = new byte[1024];int len = is.read(buffer);String feedback = new String(buffer, 0, len);System.out.println("收到服务器反馈: " + feedback);} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}
}
服务器（Server2.java）

java

import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
​
public class Server2 {public static void main(String[] args) {try (ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8888);Socket socket = serverSocket.accept();InputStream is = socket.getInputStream();OutputStream os = socket.getOutputStream()) {byte[] buffer = new byte[1024];int len = is.read(buffer);String message = new String(buffer, 0, len);System.out.println("收到客户端消息: " + message);
​os.write("已收到".getBytes());os.flush();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}
}

解析：

  • 客户端：连接到服务器，发送一条消息后，等待接收服务器反馈并打印。

  • 服务器：接受客户端连接，读取客户端发送的消息并打印，然后向客户端发送反馈消息。

TCP 通信练习 3 - 上传文件

客户端（Client3.java）

java

import java.io.*;
import java.net.Socket;
​
public class Client3 {public static void main(String[] args) {try (Socket socket = new Socket("localhost", 8888);FileInputStream fis = new FileInputStream("test.txt");OutputStream os = socket.getOutputStream()) {byte[] buffer = new byte[1024];int len;while ((len = fis.read(buffer)) != -1) {os.write(buffer, 0, len);}socket.shutdownOutput();
​InputStream is = socket.getInputStream();byte[] feedbackBuffer = new byte[1024];int feedbackLen = is.read(feedbackBuffer);String feedback = new String(feedbackBuffer, 0, feedbackLen);System.out.println(feedback);} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}
}
服务器（Server3.java）

java

import java.io.*;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
​
public class Server3 {public static void main(String[] args) {try (ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8888);Socket socket = serverSocket.accept();InputStream is = socket.getInputStream();FileOutputStream fos = new FileOutputStream("received.txt")) {byte[] buffer = new byte[1024];int len;while ((len = is.read(buffer)) != -1) {fos.write(buffer, 0, len);}OutputStream os = socket.getOutputStream();os.write("文件上传成功".getBytes());os.flush();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}
}

解析：

  • 客户端：连接服务器，读取本地文件并通过 Socket 输出流发送给服务器，发送完毕后关闭输出流，然后接收服务器反馈。

  • 服务器：监听端口接受连接，通过输入流读取客户端发送的数据写入新文件，文件接收完毕后向客户端发送反馈。

TCP 通信练习 4 - 上传文件（文件名重复问题）

解决方案思路

在服务器端接收文件时，检查文件名是否已存在，如果存在可以在文件名后添加序号或时间戳等方式进行重命名。以下是简单示例代码在 Server3 基础上修改：

java

import java.io.*;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
import java.util.Date;
​
public class Server4 {public static void main(String[] args) {try (ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8888);Socket socket = serverSocket.accept();InputStream is = socket.getInputStream()) {String fileName = "received.txt";File file = new File(fileName);int count = 1;while (file.exists()) {String filePrefix = fileName.substring(0, fileName.lastIndexOf('.'));String fileSuffix = fileName.substring(fileName.lastIndexOf('.'));fileName = filePrefix + "(" + count + ")" + fileSuffix;file = new File(fileName);count++;}try (FileOutputStream fos = new FileOutputStream(file)) {byte[] buffer = new byte[1024];int len;while ((len = is.read(buffer)) != -1) {fos.write(buffer, 0, len);}OutputStream os = socket.getOutputStream();os.write("文件上传成功".getBytes());os.flush();}} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}
}

解析：在服务器接收文件前，先检查文件名是否存在，若存在则通过添加序号的方式生成新文件名，再进行文件接收操作。

TCP 通信练习 5 - 上传文件（多线程版）

服务器（Server5.java）

java

import java.io.*;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
​
public class Server5 {public static void main(String[] args) {try (ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8888)) {while (true) {Socket socket = serverSocket.accept();new Thread(() -> {try (InputStream is = socket.getInputStream();FileOutputStream fos = new FileOutputStream("received_" + System.currentTimeMillis() + ".txt")) {byte[] buffer = new byte[1024];int len;while ((len = is.read(buffer)) != -1) {fos.write(buffer, 0, len);}System.out.println("文件接收成功");} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}).start();}} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}
}
客户端（可复用 Client3.java）

解析：服务器通过无限循环接受客户端连接，每接收到一个连接就创建一个新线程来处理文件接收，这样可以同时处理多个客户端的上传请求。

TCP 通信练习 6 - 上传文件（线程池优化）

服务器（Server6.java）

java

import java.io.*;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
​
public class Server6 {private static final int THREAD_POOL_SIZE = 5;private static ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(THREAD_POOL_SIZE);
​public static void main(String[] args) {try (ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8888)) {while (true) {Socket socket = serverSocket.accept();executorService.submit(() -> {try (InputStream is = socket.getInputStream();FileOutputStream fos = new FileOutputStream("received_" + System.currentTimeMillis() + ".txt")) {byte[] buffer = new byte[1024];int len;while ((len = is.read(buffer)) != -1) {fos.write(buffer, 0, len);}System.out.println("文件接收成功");} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}});}} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}
}
客户端（可复用 Client3.java）

解析：使用线程池（这里是固定大小线程池）来管理线程，避免频繁创建和销毁线程，提高系统资源利用率，当有客户端连接时，将任务提交给线程池处理。

TCP 通信练习 7 - BS（接收浏览器的消息并打印）

服务器（Server7.java）

java

import java.io.*;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
​
public class Server7 {public static void main(String[] args) {try (ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8080);Socket socket = serverSocket.accept();InputStream is = socket.getInputStream();BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(is))) {String line;while ((line = br.readLine()) != null) {System.out.println(line);if (line.isEmpty()) {break;}}} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}
}

解析：服务器监听 8080 端口（常用 HTTP 端口），接受浏览器连接后，通过 BufferedReader 逐行读取浏览器发送的 HTTP 请求消息并打印，当读取到空行时（HTTP 请求头结束标志）停止读取。

TCP 通信练习 8 - 控制台版的聊天室

客户端（ChatClient.java）

java

import java.io.*;
import java.net.Socket;
import java.util.Scanner;
​
public class ChatClient {public static void main(String[] args) {try (Socket socket = new Socket("localhost", 8888);OutputStream os = socket.getOutputStream();PrintWriter pw = new PrintWriter(os, true);InputStream is = socket.getInputStream();BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(is));Scanner scanner = new Scanner(System.in)) {new Thread(() -> {try {String message;while ((message = br.readLine()) != null) {System.out.println(message);}} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}).start();
​String input;while ((input = scanner.nextLine()) != null) {pw.println(input);if ("exit".equals(input)) {break;}}} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}
}
服务器（ChatServer.java）

java

import java.io.*;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
​
public class ChatServer {private static List<PrintWriter> writers = new ArrayList<>();
​public static void main(String[] args) {try (ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8888)) {while (true) {Socket socket = serverSocket.accept();new Thread(() -> {try (InputStream is = socket.getInputStream();BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(is));OutputStream os = socket.getOutputStream();PrintWriter pw = new PrintWriter(os, true)) {writers.add(pw);String message;while ((message = br.readLine()) != null) {for (PrintWriter writer : writers) {writer.println(message);}if ("exit".equals(message)) {writers.remove(pw);break;}}} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}).start();}} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}
}

解析：

  • 客户端：创建 Socket 连接服务器，启动一个线程用于接收服务器转发的消息并打印，通过 Scanner 读取控制台输入，将输入消息发送给服务器，输入 “exit” 时退出。

  • 服务器：监听端口接受客户端连接，为每个连接创建新线程，将每个客户端的输出流（PrintWriter）保存到列表中，读取客户端发送的消息并转发给所有客户端，当客户端发送 “exit” 时从列表中移除该客户端的输出流。

以上代码基于 Java 语言实现，在实际运行时，需根据情况调整端口等配置，并且要注意异常处理等方面的优化。

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