5.4 利用 tcp 实现文件传输

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5.4 利用 tcp 实现文件传输

信息工程系向模军[email protected]

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5.4 利用 tcp实现文件传输

1 任务引入

在基于 UDP 的通讯模式中，通讯双方有时需要可靠的通讯（例如：文件传输）。由于 UDP 协议不保证通讯可靠性，因此在要求保障通讯可靠性的应用中，采用 TCP 协议。 TCP 协议的通讯模式是客户 / 服务方式。服务端打开一个 TCP端口监听连接，客户端与服务端建立 TCP 连接，并在连接期间传输文件名称及文件内容信息。

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2 任务讨论

定义客户端和服务端在传输文件时的“通讯协议”，使得服务端获知通讯流中哪一些是文件信息，哪一些是文件内容。

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3 I/O 流概述

大部分程序都需要输入 / 输出处理，比如从键盘读取数据、向屏幕中输出数据、从文件中读或者向文件中写数据、在一个网络连接上进行读写操作等。在 Java 中，把这些不同类型的输入、输出源抽象为流（ Stream ），而其中输入或输出的数据则称为数据流（ Data Stream ），用统一的接口来表示，从而使程序设计简单明了。

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3 字节流

字节流基本类Java 中每一种字节流的基本功能依赖于基本类 InputStream

和 OutputStream ，它们是抽象类，不能直接使用。

属于 InputStream 类的方法有：read() ：从流中读入数据skip() ：跳过流中若干字节数available() ：返回流中可用字节数mark() ：在流中标记一个位置reset() ：返回标记过的位置markSupport() ：是否支持标记和复位操作close() ：关闭流

属于 OutputStream 类的方法有：write(int b) ：将一个整数输出到流中（只输出低位字节，为抽象方法）write(byte b[]) ：将字节数组中的数据输出到流中write(byte b[], int off, int len) ：将数组b 中从 off 指定的位置开始，长度为len 的数据输出到流中flush() ：刷空输出流，并将缓冲区中的数据强制送出close() ：关闭流

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3 字节流文件流在 I/O 处理中，最常见的就是对文件的操作。 java.io 包中所提供的文件操作类包括：

File 、 FileDescriptor 描述本地文件系统中的文件或目录FilenameFilter ：接口，主要用于实现文件名查找模式的匹配。RandomAccessFile ：提供对本地文件系统中文件的随机访问支持。FileInputStream 、 FileOutputStream 用于读写本地文件系统中的文件

FileInputStream 类用来打开一个输入文件，若要打开的文件不存在，则会产生例外 FileNotFoundException ，这是一个非运行时例外，必须捕获或声明抛弃；

FileOutputStream 类用来打开一个输出文件，若要打开的文件不存在，则会创建一个新的文件，否则原文件的内容会被新写入的内容所覆盖。

在进行文件的读 / 写操作时，会产生非运行时例外 IOException ，必须捕获或声明抛弃（其它的输入 / 输出流处理时也同样需要进行输入 / 输出例外处理）。

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3 字节流

过滤流java.io 中提供类 FilterInputStream 和 FilterOutputStream 分别对其他输入 / 输出流进行特殊处理，它们在读 / 写数据的同时可以对数据进行特殊处理。另外还提供了同步机制，使得某一时刻只有一个线程可以访问一个输入 / 输出流。

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3 字节流

缓冲流类 BufferedInputStream 和 BufferedOutputStream 实现了带缓冲的过滤流，它提供了缓冲机制，把任意的 I/O 流“捆绑”到缓冲流上，可以提高该 I/O 流的读取效率。

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3 字节流

数据流接口 DataInput 和 DataOutput ，设计了一种较为高级的数据输入输出方

式：除了可处理字节和字节数组外，还可以处理 int 、 float 、 boolean 等基本数据类型，这些数据在文件中的表示方式和它们在内存中的一样，无须转换，如 read(), readInt(), readByte() … ； write(), writeChar(), writeBoolean()… 。此外，还可以用 readLine() 方法读取一行信息。

数据流类 DataInputStream 和 DataOutputStream 的处理对象除了是字节或字节数组外，还可以实现对文件的不同数据类型的读写，分别实现了DataInput 和 DataOutput 接口。在提供了字节流的读写手段的同时，以统一的通用的形式向输入流中写入 boolean ， int ， long ， double 等基本数据类型，并可以在次把基本数据类型的值读取回来。提供了字符串读写的手段。

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3 字符流

同类 InputStream 和 OutputStream 一样， Reader 和 Writer 也是抽象类，只提供了一系列用于字符流处理的接口。它们的方法与类 InputStream 和 OutputStream 类似，只不过其中的参数换成字符或字符数组。

基类： Reader 主要方法void close()void mark(int readAheadLimit)boolean markSupported() ：int read() int read(char[] cbuf) int read(char[] cbuf, int off, int

len) boolean ready() void reset() long skip(long n)

基类： Writer 主要方法void close() void flush() void write(char[] cbuf) void write(char[] cbuf, int off, int

len) void write(int c) void write(String str) void write(String str, int off, int

len)

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3 文件操作 / 随机访问文件

文件操作主要涉及的类包括：File ：以文件路径名的形式代表一个文件FileDescriptor ：代表一个打开文件的文件描述FileFilter & FilenameFilter ：用于列出满足条件的文件FileInputStream & FileReader ：顺序读文件FileOutputStream & FileWriter ：顺序写文件RandomAccessFile ：提供对文件的随机访问支持。

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4 任务实施

在 JBuilder 中新建项目。在项目中建立以下 2 个包 ( 服务器端，客户端 ) 。

服务器端：1. “ 连接监听” tcpServer 类 ( 线程 ) ，在指定地址、端口监听客户端

的连接请求，并创建 Socket套接口，创建、启动 tcpreceive 线程。 2. “ 文件接收服务 ” tcpreceive 类 ( 线程 ) ，利用 Socket套接口，负责接收文件，完成客户、服务端之间的文件传输，在传输文件前，与客户端协商获取文件名称，文件长度信息，最后传输文件内容。

3. “ 服务端主程序” mainThread 类，负责启动和停止 tcpServer 线程。

客户端：1. “ 客户端文件传输 ” tcpfiletransmit 类 ( 线程 ) ，负责创建到指定

地址、端口的 Socket ，并通过 Socket发送指定的文件。2. “ 客户端主控程序” mainThread 类，启动 tcpfiletransmit 线程。

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5 任务点评

客户端在正式发送文件前，应向服务端正确发送文件名称，文件长度信息，否则服务端无法正确接收文件。

客户端通过缓冲区在读文件的同时，发送缓存区数据，反复直到文件结尾。

服务端通过缓冲区在接收数据的同时，将缓冲区数据写入到文件中，直到接收到指定长度的信息。

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6 试一试练一练

改写项目，利用两个 Socket ，一个用于交换文件信息和控制传输，另一个用于传输文件内容。

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7 课外拓展

分析 FTP工作原理。

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