JavaSE网络编程

小时候可飘了
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概述 

Java是Internet上的语言，它从语言级上提供了对网络应用程序的支持，程序员能够很容易开发常见的网络应用程序。Java提供的网络类库，可以实现无痛的网络连接，联网的底层细节被隐藏在 Java 的本机安装系统里，由JVM进行控制。并且Java实现了一个跨平台的网络库，程序员面对的是一个统一的网络编程环境。 

 网络编程中有两个主要的问题：

  1. 如何准确的定位网络上一台或多台主机；定位主机上的特定的应用
  2. 找到主机后如何可靠高效的进行数据传输

网络编程中的两个要素：

  1. ip 和 端口号
  2. 提供网络通信协议。 TCP/IP参考模型（应用层，传输层，网络层，物理+数据链路层）， 

ip地址：Inet Adderss 

唯一的标识 internet 上的计算机 ( 通信实体 )

本地回环地址（hostAddress）：127.0.0.1 主机名 ( hostName )：localhost

IP地址分类方式一 ： IPV4 IPV6

IPV4：4个字节组成，4个0~255。大概42亿个， 30亿都在北美，亚洲4亿。2011年初已经用

尽。以点分十进制表示，如192.168.0.1

IPV6：128位（16个字节），写成8个无符号整数，每个整数用四个十六进制位表示，数之间

用冒号 隔开，如：2001:0db8:3c4d:0015:0000:0000:1a2f:1a2b

IP地址分类方式2：公网地址（万维网使用） 和 私有地址（局域网使用）。

192.168.开头的就是私有地址，范围即为 192.168.0.0 ~ 192.168.255.255，专门为组织机构

内部使用

【查看 JDK 帮助文档=> InetAddress类，代表IP】

特点：不便于记忆，我们常使用域名来访问：www.baidu.com

www.baidu.com/ => DNS 域名解析=> 现在本机的hosts文件，判断是否有输入的域名地址，没有的话，再通过DNS服务器，找主机。

hosts文件地址： c：\windows\system32\drivers\etc\hosts 

import java.net.InetAddress; import java.net.UnknownHostException; //IP 这个东西，怎么用Java对象表示 public class InetAddressTest { public static void main(String[] args) { try {//获得IP地址 InetAddress inetAddresses1 = InetAddress.getByName("192.168.8.123"); System.out.println(inetAddresses1); InetAddress inetAddresses2 = InetAddress.getByName("www.baidu.com"); System.out.println(inetAddresses2); //获取本地IP InetAddress inetAddresses3 = InetAddress.getByName("127.0.0.1"); System.out.println(inetAddresses3); InetAddress inetAddresses4 = InetAddress.getByName("localhost"); System.out.println(inetAddresses4); InetAddress inetAddresses5 = InetAddress.getLocalHost(); System.out.println(inetAddresses5); //getHostName System.out.println(inetAddresses2.getHostName()); //getHostAddress System.out.println(inetAddresses2.getHostAddress()); //Canonical : 规范的 System.out.println(inetAddresses2.getCanonicalHostName()); } catch (UnknownHostException e) { e.printStackTrace(); } } }

端口号

  • 端口号标识正在计算机上运行的进程（程序） 
  • 不同的进程有不同的端口号，用来区分软件
  • 被规定为一个16位的整数 0~65535 
  • TCP 和 UDP 各有 65535个端口，单个协议下端口不能冲突 

端口分类： 

公认端口： 0~1023。被预先定义的服务通信占用端口。

HTTP 默认端口 ： 80

HTTPS 默认端口：443

FTP 默认端口： 21

Telnet 默认端口：23

注册端口：1024~49151、分配给用户进程或应用程序。

tomcat 默认端口：8080

Mysql 默认端口：3306

Oracle 默认端口：1521

动态、私有端口：49152~65535 

netstat -ano #查看所有端口 netstat -ano|findstr "6732" #查看指定端口 tasklist|findstr "6732" #查看指定进程 # 使用任务管理器查看PID

端口号与IP地址的组合，得出一个网络套接字：Socket，所以说一些网络编程也被称为Socket编程

import java.net.InetSocketAddress; public class InetSocketAddressTest { public static void main(String[] args) { InetSocketAddress socketAddress = new InetSocketAddress("127.0.0.1",8080); InetSocketAddress socketAddress2 = new InetSocketAddress("localhost",9000); System.out.println(socketAddress.getHostName()); System.out.println(socketAddress.getAddress()); System.out.println(socketAddress.getPort()); System.out.println(socketAddress2.getHostName()); System.out.println(socketAddress2.getAddress()); //返回地址 System.out.println(socketAddress2.getPort()); //返回端口 } }

网络通信协议 

计算机网络中实现通信必须有一些约定，即通信协议，对速率，传输代码，代码结构，传输控制步骤，出错控制等制定标准。 

问题：网路协议太复杂？ 

计算机网络通信涉及内容很多，比如指定源地址和目标地址，加密解密，压缩解压缩，差错控制，流量控制，路由控制，如何实现如此复杂的网络协议呢？ 

通信协议分层的思想 

在制定协议时，把复杂成份分解成一些简单的成份，再将他们复合起来。最常用的复合方式是层次方式，即同层间可以通信，上一层调用下一层，而与再下一层不发生关系。各层互不影响，利于系统的开发和扩展。 

TCP/IP协议簇 

传输层协议中有两个非常重要的协议：

用户传输协议 TCP （Transmission Control Protocol）

用户数据报协议（User Datagram Protocol） 

Tcp/IP 以其两个主要协议： 传输控制协议：TCP，和网络互联协议：IP，而得名，实际上是一组协议，包括多个具有不同功能且互为关联的协议。

IP（Internet Protocol）协议是网络层的主要协议，支持网间互联的数据通信。

TCP/IP协议模型从更实用的角度出发，形成了高效的四层体系结构，即物理链路层，IP层，传输层和应用层

TCP 和 UDP对比

TCP协议

  • 使用TCP协议前，必须建立TCP连接，形成传输数据通道；
  • 传输前，采用 ‘ 三次握手 ’ 方式，点对点通信，是可靠的。
  • TCP协议进行通信的两个应用进程：客户端，服务端。
  • 在连接中可进行大数据量的传输
  • 传输完毕，需要释放已建立的连接，效率低
  • 举例：打电话

UDP协议 

  • 将数据，源，目的封装成数据包，不需要建立连接
  • 每个数据报的大小限制在64K内
  • 发送方不管对方是否准备好，接收方收到也不确认，故事不可靠的
  • 可以广播发送
  • 发送数据结束时，无需释放资源，开销小，速度快。
  • 举例：发短信，导弹（饱和攻击） 

客户端发送信息给服务端，服务端将数据显示在控制台上。

import java.io.IOException; import java.io.OutputStream; import java.net.InetAddress; import java.net.Socket; import java.net.UnknownHostException; //客户端 public class TcpClientDemo01 { public static void main(String[] args) { Socket socket = null; OutputStream os = null; try {//1. 连接服务器的地址 InetAddress serverIP = InetAddress.getByName("127.0.0.1"); int port = 8899; //2. 创建一个Socket socket = new Socket(serverIP,port); //3. 创建一个输出流，向外写东西 os = socket.getOutputStream(); os.write("你好,欢迎学习狂神说Java".getBytes()); } catch (UnknownHostException e) { e.printStackTrace(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } finally { //4. 关闭资源 try {if (os!=null){ os.close(); }if (socket!=null){ socket.close(); } } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } } } 


import javax.sound.midi.Soundbank; import java.io.ByteArrayOutputStream; import java.io.IOException; import java.io.InputStream; import java.net.ServerSocket; import java.net.Socket; import java.util.Base64; //服务端 public class TcpServerDemo01 { public static void main(String[] args) {ServerSocket serverSocket = null; Socket accept = null; InputStream is = null; ByteArrayOutputStream baos = null; try {//1. 开放服务器端口，创建ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8899); //2. 等待客户端的连接 accept = serverSocket.accept(); //3. 读入客户端的消息, is = accept.getInputStream(); /*回忆之前的IO流方案，弊端：存在中文，可能存在乱码。 byte[] buffer = new byte[1024]; int len; while ((len=is.read(buffer))!=-1){ String str = new String(buffer,0,len); System.out.println(str); }**/ baos = new ByteArrayOutputStream(); byte[] buffer = new byte[1024]; int len; while ((len=is.read(buffer))!=-1){ baos.write(buffer,0,len); }System.out.println(baos.toString()); System.out.println( "数据来源地址："+accept.getInetAddress().getHostName()); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } finally { //4. 关闭资源 try {if (baos!=null){ baos.close(); }if (is!=null){ is.close(); }if (accept!=null){ accept.close(); }if (serverSocket!=null){ serverSocket.close(); } }catch (Exception e){ e.printStackTrace(); } } } }

客户端发送文件给服务器，服务端将文件保存在本地。 

import java.io.File; import java.io.FileInputStream; import java.io.OutputStream; import java.net.InetAddress; import java.net.Socket; //客户端 public class TcpClientDemo02 { public static void main(String[] args) throws Exception{ //1. 创建socket连接 Socket socket = new Socket(InetAddress.getByName("127.0.0.1"), 9090); //2. 创建一个输出流 OutputStream os = socket.getOutputStream(); //3. 读取文件 FileInputStream fis = new FileInputStream(new File("qinjiang.jpg")); //4. 写出文件 byte[] buffer = new byte[1024]; int len; while ((len=fis.read(buffer))!=-1){ os.write(buffer,0,len); }//5. 资源关闭,应该使用 try-catch-finally fis.close(); os.close(); socket.close(); } } 



import java.io.*; import java.net.ServerSocket; import java.net.Socket; //服务端 public class TcpServerDemo02 { public static void main(String[] args) throws Exception { //1. 开启 ServerSocket ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(9090); //2. 侦听 客户端 Socket Socket socket = serverSocket.accept(); //3. 获取输入流 InputStream is = socket.getInputStream(); //4. 读取接收的文件并保存 FileOutputStream fos = new FileOutputStream(new File("receive.jpg")); byte[] buffer = new byte[1024]; int len; while ((len=is.read(buffer))!=-1){ fos.write(buffer,0,len); }//5.关闭资源,应该使用 try-catch-finally fos.close(); is.close(); socket.close(); serverSocket.close(); } }

我们需要在案例二的基础上，接收成功后，返回给客户端，接收成功！然后客户端才关闭连接！

import java.io.*; import java.net.InetAddress; import java.net.Socket; //客户端 public class TcpClientDemo03 { public static void main(String[] args) throws Exception{ //1. 创建socket连接 Socket socket = new Socket(InetAddress.getByName("127.0.0.1"), 9090); //2. 创建一个输出流 OutputStream os = socket.getOutputStream(); //3. 读取文件 FileInputStream fis = new FileInputStream(new File("qinjiang.jpg")); //4. 写出文件 byte[] buffer = new byte[1024]; int len; while ((len=fis.read(buffer))!=-1){ os.write(buffer,0,len); }//告诉服务器，我传输完了,关闭数据的输出，不然就会一直阻塞！ socket.shutdownOutput(); //先别着急关，等待服务器响应，响应到控制台，注意重复的变量问题！ InputStream inputStream = socket.getInputStream(); ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream(); byte[] buffer2 = new byte[1024]; int len2; while ((len2=inputStream.read(buffer2))!=-1){ baos.write(buffer2,0,len2); }System.out.println(baos.toString()); //5. 资源关闭,应该使用 try-catch-finally baos.close(); inputStream.close(); fis.close(); os.close(); socket.close(); } } 



import java.io.File; import java.io.FileOutputStream; import java.io.InputStream; import java.io.OutputStream; import java.net.ServerSocket; import java.net.Socket; //服务端 public class TcpServerDemo03 { public static void main(String[] args) throws Exception { //1. 开启 ServerSocket ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(9090); //2. 侦听 客户端 Socket Socket socket = serverSocket.accept(); //3. 获取输入流 InputStream is = socket.getInputStream(); //4. 读取接收的文件并保存 FileOutputStream fos = new FileOutputStream(new File("receive2.jpg")); byte[] buffer = new byte[1024]; int len; while ((len=is.read(buffer))!=-1){ fos.write(buffer,0,len); }//通知客户端接收成功 OutputStream outputStream = socket.getOutputStream(); outputStream.write("文件已经成功收到，OK".getBytes()); //5.关闭资源,应该使用 try-catch-finally outputStream.close(); fos.close(); is.close(); socket.close(); serverSocket.close(); } }

UDP网络编程

  • DatagramSocket 和 DatagramPacket 两个类实现了基于UDP协议的网络程序。

  • UDP 数据报通过数据报套接字 DatagramSocket 发送和接收，系统不保证UDP数据报一定能够安全送到目的地，也不确定什么时候可以抵达。

  • DatagramPacket 对象封装了UDP数据报，在数据报中包含了发送端的IP地址和端口号以及接收端的IP地址和端口号。

  • UDP协议中每个数据报都给出了完整的地址信息，因此无需建立发送方和接收方的连接。如同发快递包裹一样。 

    import java.net.DatagramPacket; import java.net.DatagramSocket; import java.net.InetAddress; public class UDPSenderDemo01 { public static void main(String[] args) throws Exception { //1. 建立DatagramSocket DatagramSocket socket = new DatagramSocket(); //2. 封装数据包 String msg = "UDPSender==>"; byte[] data = msg.getBytes(); InetAddress inet = InetAddress.getByName("127.0.0.1"); int port = 9090; DatagramPacket packet = new DatagramPacket(data,0,data.length,inet,port); //3. 通过 Socket 发送 packet socket.send(packet); //4. 关闭socket socket.close(); } }

    import java.net.DatagramPacket; import java.net.DatagramSocket; public class UDPReceiverDemo01 { public static void main(String[] args) throws Exception { //1. 建立DatagramSocket,开放端口 DatagramSocket socket = new DatagramSocket(9090); //2. 接收数据 byte[] buffer = new byte[1024]; DatagramPacket packet = new DatagramPacket(buffer,0,buffer.length); socket.receive(packet); //3. 输出数据 // packet.getData() : 获取packet中的数据 System.out.println(new String(packet.getData(), 0, packet.getLength())); //4. 关闭socket socket.close(); } }

在线咨询 

import java.io.BufferedReader; import java.io.InputStreamReader; import java.net.DatagramPacket; import java.net.DatagramSocket; import java.net.InetSocketAddress; public class UdpTalkClient { public static void main(String[] args) throws Exception { System.out.println("发送方启动中...."); //1. 使用DatagramSocket 指定端口，创建发送端 DatagramSocket socket = new DatagramSocket(8888); //2. 准备数据，转成字节数组 BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in)); while (true){ String data = reader.readLine(); byte[] datas = data.getBytes(); //3. 封装成DatagramPacket包裹，需要指定目的地 DatagramPacket packet = new DatagramPacket(datas,0,datas.length, new InetSocketAddress("localhost",6666)); //4. 发送包裹send socket.send(packet); //退出判断 if (data.equals("bye")){ break; } }//5. 释放资源 socket.close(); } } 



import java.net.DatagramPacket; import java.net.DatagramSocket; public class UdpTalkServer { public static void main(String[] args) throws Exception { DatagramSocket socket = new DatagramSocket(6666); while (true) { try {//准备接收包裹； byte[] container = new byte[1024]; DatagramPacket packet = new DatagramPacket(container, 0, container.length);socket.receive(packet); //阻塞式接收包裹 byte[] datas = packet.getData(); int len = packet.getLength(); String data = new String(datas,0,len); System.out.println(data); //退出判断 if (data.equals("bye")){ break; } }catch (Exception e){ e.printStackTrace(); } }socket.close(); } }

现在需要两遍需要接受和发送，我们可以使用多线程来解决！

import java.io.BufferedReader; import java.io.InputStreamReader; import java.net.DatagramPacket; import java.net.DatagramSocket; import java.net.InetSocketAddress; import java.net.SocketException; //发送端 public class TalkSend implements Runnable { private DatagramSocket socket; private BufferedReader reader; private String toIP; private int toPort; public TalkSend(int port,String toIP,int toPort) { this.toIP = toIP; this.toPort = toPort; try {socket = new DatagramSocket(port); reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in)); } catch (SocketException e) { e.printStackTrace(); } }@Override public void run() { while (true){ try {String data = reader.readLine(); byte[] datas = data.getBytes(); //3. 封装成DatagramPacket包裹，需要指定目的地 DatagramPacket packet = new DatagramPacket(datas,0,datas.length, new InetSocketAddress(this.toIP,this.toPort)); //4. 发送包裹send socket.send(packet); //退出判断 if (data.equals("bye")){ break; } }catch (Exception e){ e.printStackTrace(); } }//5. 释放资源 socket.close(); } } 



import java.net.DatagramPacket; import java.net.DatagramSocket; import java.net.SocketException; //接收端 public class TalkReceive implements Runnable { private DatagramSocket socket; private String msgFrom; public TalkReceive(int port,String msgFrom) { this.msgFrom = msgFrom; try {socket = new DatagramSocket(port); } catch (SocketException e) { e.printStackTrace(); } }@Override public void run() { while (true) { try {//准备接收包裹； byte[] container = new byte[1024]; DatagramPacket packet = new DatagramPacket(container, 0, container.length);socket.receive(packet); //阻塞式接收包裹 byte[] datas = packet.getData(); int len = packet.getLength(); String data = new String(datas,0,len); System.out.println(msgFrom+":"+data); //退出判断 if (data.equals("bye")){ break; } }catch (Exception e){ e.printStackTrace(); } }socket.close(); } } 



public class TalkStudent { public static void main(String[] args) { new Thread(new TalkSend(7777,"localhost",9999)).start(); new Thread(new TalkReceive(8888,"老师")).start(); } } 


public class TalkTeacher { public static void main(String[] args) { new Thread(new TalkReceive(9999,"学生")).start(); new Thread(new TalkSend(5555,"localhost",8888)).start(); } }

URL编程 

URL （Uniform Resource Locator）： 统一资源定位符，它表示 internet 上某一资源的地址。

它是一种具体的URI，即URL可以用来标识一个资源，而且还指明了如何locate：定位这个资源。

通过URL 我们可以访问Internet上的各种网络资源，比如最常见的 www,ftp站点。浏览器通过解析给定的URL可以在网络上查找相应的文件或其他资源。

URL 的 基本结构由 5部分组成： 

传输协议：//主机名：端口号/文件名 #片段名？参数列表

例如：http://localhost:8080/helloworld/index.jsp#ausername=1&password=1

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片段名，即锚链接，比如我们去一些小说网站，可以直接定位到某个章节位置

参数列表格式 ： 参数名=参数值 & 参数名=参数值... 

import java.net.URL; public class URLDemo01 { public static void main(String[] args) { try {URL url = new URL("http://localhost:8080/helloworld/index.jsp? username=kuangshen&password=123"); System.out.println(url.getProtocol()); //获取URL的协议名 System.out.println(url.getHost()); //获取URL的主机名 System.out.println(url.getPort()); //获取URL的端口号 System.out.println(url.getPath()); //获取URL的文件路径 System.out.println(url.getFile()); //获取URL的文件名 System.out.println(url.getQuery()); //获取URL的查询名 } catch (MalformedURLException e) { e.printStackTrace(); } } }

下载tomcat下的文件

首先需要在tomcat中放入一个资源文件！

import java.io.FileOutputStream; import java.io.InputStream; import java.net.HttpURLConnection; import java.net.URL; public class URLDemo02 { public static void main(String[] args) { try {//1. 定位到服务器端的资源 URL url = new URL("http://localhost:8080/helloworld/qinjiang.jpg"); //2. 创建连接 HttpURLConnection connection = (HttpURLConnection) url.openConnection(); //3. 获取输入流 InputStream is = connection.getInputStream(); //4. 写出文件 FileOutputStream fos = new FileOutputStream("qinjiang2.jpg"); byte[] buffer = new byte[1024]; int len; while ((len=is.read(buffer))!=-1){ fos.write(buffer,0,len); }//关闭资源fos.close(); is.close(); connection.disconnect(); //断开连接 } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } } }
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