Java网络编程

具体内容参考专栏计算机网络基础知识

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。

java.net 包中提供了两种常见的网络协议的支持：

TCP：TCP（英语：Transmission Control Protocol，传输控制协议）是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议，TCP 层是位于 IP 层之上，应用层之下的中间层。TCP 保障了两个应用程序之间的可靠通信。通常用于互联网协议，被称 TCP / IP。
UDP：UDP （英语：User Datagram Protocol，用户数据报协议），位于 OSI 模型的传输层。一个无连接的协议。提供了应用程序之间要发送数据的数据报。由于UDP缺乏可靠性且属于无连接协议，所以应用程序通常必须容许一些丢失、错误或重复的数据包。

1、网络编程概述

计算机网络：

把分布在不同地理区域的计算机与专门的外部设备用通信线路互连成一个规模大、功能强的网络系统，从而使众多的计算机可以方便地互相传递信息、共享硬件、软件、数据信息等资源。

网络编程的目的：

直接或间接地通过网络协议与其它计算机实现数据交换，进行通讯。
网络编程中有两个主要的问题：
- 如何准确地定位网络上一台或多台主机；定位主机上的特定的应用
- 找到主机后如何可靠高效地进行数据传输

2、网络通信要素

详细参考专栏中计算机网络

如何实现网络中的主机互相通信

通信双方地址
- IP ：主机IP
- 端口号：某个软件
一定的规则（即：网络通信协议，有两套参考模型）
- OSI参考模型：模型过于理想化，未能在因特网上进行广泛推广
- TCP/IP参考模型(或TCP/IP协议)：事实上的国际标准。

2.1、通信要素1：IP 和端口号

IP 地址：InetAddress

唯一的标识 Internet 上的计算机（通信实体），客户端要知道目的主机的IP和端口号才能进行向目的主机上的某个进程完成通信
本地回环地址(hostAddress)：127.0.0.1 主机名(hostName)：localhost
IP地址分类方式1：IPV4 和 IPV6
- IPV4：4个字节组成，4个0-255。大概42亿，30亿都在北美，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（:）分开，如：3ffe:3201:1401:1280:c8ff:fe4d:db39:1984
IP地址分类方式2：
- 公网地址(万维网使用)
- 私有地址(局域网使用)。192.168. 开头的就是私有址址，范围即为192.168.0.0--192.168.255.255，专门为组织机构内部使用
IP地址特点：不易记忆，于是出现了DNS的域名解析

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
被规定为一个 16 位的整数 0~65535。
端口分类：
- 公认端口：0~1023。被预先定义的服务通信占用（如：HTTP占用端口 80，FTP占用端口21，Telnet占用端口23）
- 注册端口：1024~49151。分配给用户进程或应用程序。（如：Tomcat占用端口8080，MySQL占用端口3306，Oracle占用端口1521等）。
- 动态/私有端口：49152~65535。

端口号与IP地址的组合得出一个网络套接字：Socket。

2.2、通信要素2：网络协议

2.2.1、TCP/IP协议簇

传输层协议中有两个非常重要的协议：

传输控制协议TCP(Transmission Control Protocol)
用户数据报协议UDP(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，支持网间互连的数据通信

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。

2.2.2、TCP 和 UDP

TCP协议：

使用TCP协议前，须先建立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，需释放已建立的连接，效率低

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
发送不管对方是否准备好，接收方收到也不确认，故是不可靠的
可以广播发送
发送数据结束时

2.2.3、三次握手，四次挥手

3、InetAddress类

Internet上的主机有两种方式表示地址：

域名(hostName)：www.atguigu.com 域名也是一种IP地址
IP 地址(hostAddress)：202.108.35.210

InetAddress类主要表示IP地址，两个子类：Inet4Address、Inet6Address。 lInetAddress 类对象含有一个 Internet 主机地址的域名和IP地址： www.atguigu.com 和 202.108.35.210。

域名容易记忆，当在连接网络时输入一个主机的域名后，域名服务器(DNS) 负责将域名转化成IP地址，这样才能和主机建立连接。 -------域名解析

InetAddress类没有提供公共的构造器，而是提供了如下几个静态方法来获取 InetAddress实例

public static InetAddress getLocalHost()
public static InetAddress getByName(String host)

InetAddress提供了如下几个常用的方法

public String getHostAddress()：返回 IP 地址字符串（以文本表现形式）。
public String getHostName()：获取此 IP 地址的主机名
public boolean isReachable(int timeout)：测试是否可以达到该地址

实例

public class InetAddressTest {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            //File file = new File("hello.txt");提供IP对象实例
            InetAddress inet1 = InetAddress.getByName("192.168.10.14");
            System.out.println(inet1);//192.168.10.14
            //用域名代表IP来解析
            InetAddress inet2 = InetAddress.getByName("www.atguigu.com");，
            System.out.println(inet2);
            //本机
            InetAddress inet3 = InetAddress.getByName("127.0.0.1");
            System.out.println(inet3);

            //获取本地ip，同inet3是一个意思
            InetAddress inet4 = InetAddress.getLocalHost();
            System.out.println(inet4);
            //getHostName()
            System.out.println(inet2.getHostName());
            //getHostAddress()
            System.out.println(inet2.getHostAddress());
        } catch (UnknownHostException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

4、Socket套接字

利用套接字(Socket)开发网络应用程序早已被广泛的采用，以至于成为事实上的标准。 网络上具有唯一标识的IP地址和端口号组合在一起才能构成唯一能识别的标识符套接字。

通信的两端都要有Socket，是两台机器间通信的端点。 <socket1,socket2>
网络通信其实就是Socket间的通信。
Socket允许程序把网络连接当成一个流，数据在两个Socket间通过IO传输。
一般主动发起通信的应用程序属客户端，等待通信请求的为服务端。
Socket分类：
- 流套接字（stream socket）：使用TCP提供可依赖的字节流服务
- 数据报套接字（datagram socket）：使用UDP

Socket类的常用构造器：

- public Socket(InetAddress address,int port)创建一个流套接字并将其连接到指定 IP 地址的指定端口号。 
- public Socket(String host,int port)创建一个流套接字并将其连接到指定主机上的指定端口号。

Socket类的常用方法：

public InputStream getInputStream()返回此套接字的输入流。可以用于接收网络消息

public OutputStream getOutputStream()返回此套接字的输出流。可以用于发送网络消息

public InetAddress getInetAddress()此套接字连接到的远程 IP 地址；如果套接字是未连接的，则返回 null。

public InetAddress getLocalAddress()获取套接字绑定的本地地址。 即本端的IP地址

public int getPort()此套接字连接到的远程端口号；如果尚未连接套接字，则返回 0。

public int getLocalPort()返回此套接字绑定到的本地端口.如果尚未绑定套接字，则返回-1。即本端的端口号。

public void close()关闭此套接字。套接字被关闭后，便不可在以后的网络连接中使用（即无法重新连接或重新绑定）。需要创建新的套接字对象。 关闭此套接字也将会关闭该套接字的 InputStream 和OutputStream。

public void shutdownInput()如果在套接字上调用 shutdownInput() 后从套接字输入流读取内容，则流将
返回 EOF（文件结束符）。 即不能在从此套接字的输入流中接收任何数据。

public void shutdownOutput()禁用此套接字的输出流。对于 TCP 套接字，任何以前写入的数据都将被发
送，并且后跟 TCP 的正常连接终止序列。如果在套接字上调用 shutdownOutput() 后写入套接字输出流，
则该流将抛出 IOException。 即不能通过此套接字的输出流发送任何数据。

5、基于Socket的TCP编程

套接字使用TCP提供了两台计算机之间的通信机制。客户端程序创建一个套接字，并尝试连接服务器的套接字。

当连接建立时，服务器会创建一个 Socket 对象。客户端和服务器现在可以通过对 Socket 对象的写入和读取来进行通信。

java.net.Socket 类代表一个套接字，并且 java.net.ServerSocket 类为服务器程序提供了一种来监听客户端，并与他们建立连接的机制。

以下步骤在两台计算机之间使用套接字建立TCP连接时会出现：

服务器实例化一个 ServerSocket 对象，表示通过服务器上的端口通信。
服务器调用 ServerSocket 类的 accept() 方法，该方法将一直等待，直到客户端连接到服务器上给定的端口。
服务器正在等待时，一个客户端实例化一个 Socket 对象，指定服务器名称和端口号来请求连接。
Socket 类的构造函数试图将客户端连接到指定的服务器和端口号。如果通信被建立，则在客户端创建一个 Socket 对象能够与服务器进行通信。
在服务器端，accept() 方法返回服务器上一个新的 socket 引用，该 socket 连接到客户端的 socket。

连接建立后，通过使用 I/O 流在进行通信，每一个socket都有一个输出流和一个输入流，客户端的输出流连接到服务器端的输入流，而客户端的输入流连接到服务器端的输出流。

TCP 是一个双向的通信协议，因此数据可以通过两个数据流在同一时间发送.以下是一些类提供的一套完整的有用的方法来实现 socket。

5.1、概述

客户端

客户端Socket的工作过程包含以下四个基本的步骤：

创建 Socket对象：根据指定服务端的 IP 地址或端口号构造 Socket 类对象。若服务器端响应，则建立客户端到服务器的通信线路。若连接失败，会出现异常。
打开连接到 Socket 的输入/出流：使用 getInputStream()方法获得输入流，使用 getOutputStream()方法获得输出流，进行数据传输
按照一定的协议对 Socket 进行读/写操作：通过输入流读取服务器放入线路的信息（但不能读取自己放入线路的信息），通过输出流将信息写入线程。
关闭 Socket：断开客户端到服务器的连接，释放线路

客户端创建Socket对象

客户端程序可以使用Socket类创建对象，创建的同时会自动向服务器方发起连接。
Socket的常用构造器是：
- Socket(String host,int port)throws UnknownHostException,IOException：向服务器(域名是 host。端口号为port)发起TCP连接，若成功，则创建Socket对象，否则抛出异常。
- Socket(InetAddress address,int port)throws IOException：根据InetAddress对象所表示的 IP地址以及端口号port发起连接。
客户端建立socketAtClient对象的过程就是向服务器发出套接字连接请求

Socket 类的方法

java.net.Socket 类代表客户端和服务器都用来互相沟通的套接字。客户端要获取一个 Socket 对象通过实例化，而服务器获得一个 Socket 对象则通过 accept() 方法的返回值。

Socket 类有五个构造方法.

序号	方法描述
1	public Socket(String host, int port) throws UnknownHostException, IOException. 创建一个流套接字并将其连接到指定主机上的指定端口号。
2	public Socket(InetAddress host, int port) throws IOException 创建一个流套接字并将其连接到指定 IP 地址的指定端口号。
3	public Socket(String host, int port, InetAddress localAddress, int localPort) throws IOException. 创建一个套接字并将其连接到指定远程主机上的指定远程端口。
4	public Socket(InetAddress host, int port, InetAddress localAddress, int localPort) throws IOException. 创建一个套接字并将其连接到指定远程地址上的指定远程端口。
5	public Socket() 通过系统默认类型的 SocketImpl 创建未连接套接字

当 Socket 构造方法返回，并没有简单的实例化了一个 Socket 对象，它实际上会尝试连接到指定的服务器和端口。下面列出了一些感兴趣的方法，注意客户端和服务器端都有一个 Socket 对象，所以无论客户端还是服务端都能够调用这些方法。

序号	方法描述
1	public void connect(SocketAddress host, int timeout) throws IOException 将此套接字连接到服务器，并指定一个超时值。
2	public InetAddress getInetAddress() 返回套接字连接的地址。
3	public int getPort() 返回此套接字连接到的远程端口。
4	public int getLocalPort() 返回此套接字绑定到的本地端口。
5	public SocketAddress getRemoteSocketAddress() 返回此套接字连接的端点的地址，如果未连接则返回 null。
6	public InputStream getInputStream() throws IOException 返回此套接字的输入流。
7	public OutputStream getOutputStream() throws IOException 返回此套接字的输出流。
8	public void close() throws IOException 关闭此套接字。

服务器端

服务器程序的工作过程包含以下四个基本的步骤：

调用 ServerSocket(int port) ：创建一个服务器端套接字ServerSocket 对象，并绑定到指定端口上。用于监听客户端的请求。
调用 accept()：监听连接请求，如果客户端请求连接，则接受连接，返回通信套接字对象。
调用该Socket类对象的 getOutputStream() 和 getInputStream ()：获取输出流和输入流，开始网络数据的发送和接收。
关闭ServerSocket和Socket对象：客户端访问结束，关闭通信套接字。

服务器建立 ServerSocket 对象

ServerSocket 对象负责等待客户端请求建立套接字连接，类似邮局某个窗口中的业务员。也就是说，服务器必须事先建立一个等待客户请求建立套接字连接的ServerSocket对象。
所谓“接收”客户的套接字请求，就是accept()方法会返回一个 Socket 对象

ServerSocket 类的方法

服务器应用程序通过使用 java.net.ServerSocket 类以获取一个端口,并且侦听客户端请求。

ServerSocket 类有四个构造方法：

序号	方法描述
1	public ServerSocket(int port) throws IOException 创建绑定到特定端口的服务器套接字。
2	public ServerSocket(int port, int backlog) throws IOException 利用指定的 backlog 创建服务器套接字并将其绑定到指定的本地端口号。
3	public ServerSocket(int port, int backlog, InetAddress address) throws IOException 使用指定的端口、侦听 backlog 和要绑定到的本地 IP 地址创建服务器。
4	public ServerSocket() throws IOException 创建非绑定服务器套接字。

创建非绑定服务器套接字。如果 ServerSocket 构造方法没有抛出异常，就意味着你的应用程序已经成功绑定到指定的端口，并且侦听客户端请求。这里有一些 ServerSocket 类的常用方法：

序号	方法描述
1	public int getLocalPort() 返回此套接字在其上侦听的端口。
2	public Socket accept() throws IOException 侦听并接受到此套接字的连接。
3	public void setSoTimeout(int timeout) 通过指定超时值启用/禁用 SO_TIMEOUT，以毫秒为单位。
4	public void bind(SocketAddress host, int backlog) 将 ServerSocket 绑定到特定地址（IP 地址和端口号）。

5.2、实例

练习1：发送消息

客户端发送信息给服务端，服务端将数据显示在控制台上，这里的服务端用本机来演示

客户端

public class TcpTest {

    @Test
    public void client(){
        Socket socket = null;
        OutputStream os = null;
        try {
            //1、创建Socket对象，指明服务器端的ip和端口号
            InetAddress inet = InetAddress.getByName("127.0.0.1");
            socket = new Socket(inet,8899);//向服务器端上的8899端口号进行通信
            //2、获取输出流对象，用于输出数据
            os = socket.getOutputStream();
            //3、开始写数据
            os.write("你好！我是客户端".getBytes());
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            if (os != null){
                try {
                    os.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            if (socket != null){
                try {
                    socket.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }
}

服务端

@Test
public void server() {
    ServerSocket serverSocket = null;
    Socket socket = null;
    InputStream is = null;
    ByteArrayOutputStream baos = null;
    try {
        //1、创建服务器端的Socket，指明自己的端口号
        serverSocket = new ServerSocket(8899);
        //2、接收来自客户端的Socket，等待客户端连接
        socket = serverSocket.accept();
        //3、获取输入流
        is = socket.getInputStream();
        //4、读取输入流中的数据
        baos = new ByteArrayOutputStream();//防止中文数据，出现乱码
        byte[] buffer = new byte[5];
        int len;
        while ((len = is.read(buffer)) != -1){
            baos.write(buffer,0,len);
        }
        System.out.println(baos.toString());
    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    } finally {
        try {
            if (baos != null){
                baos.close();
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        if (is != null){
            try {
                is.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        if (socket != null){
            try {
                socket.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        if (serverSocket != null){
            try {
                serverSocket.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

测试：先启动客户端，在启动服务端程序

练习2：发送文件

客户端发送文件给服务端，服务端将文件保存在本地。这里以图片文件来演示

客户端

package com.it.internet;

import org.junit.Test;

import java.io.*;
import java.net.InetAddress;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
/*实现客户端发送文件给服务器端,服务端将文件保存在本地*/
public class TCPtest1 {
    @Test
    public  void client(){
        Socket socket = null;
        FileInputStream fis = null;
        OutputStream os = null;
        try {
            //创建客户端socket
            socket = new Socket(InetAddress.getByName("127.0.0.1"), 8787);
            //创建输入流
            fis = new FileInputStream(new File("风景如画.jpg"));
            //创建socket的输出流.将客户端的数据输出出去
            os = socket.getOutputStream();
            byte[] buffer  =new byte[20];
            int len;
            //读取文件/输出数据操作
            while ((len=fis.read(buffer))!=-1){
                os.write(buffer,0,len);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            //流关闭
            if (os!=null){
                try {
                    os.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }

            }
            if (fis!=null){

                try {
                    fis.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            if (socket!=null){

                try {
                    socket.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }

    }
}

服务端

@Test
public  void  server(){
    //创建服务端serverSocket
    ServerSocket ss = null;
    Socket socket = null;
    InputStream is = null;
    FileOutputStream fos = null;
    try {
        ss = new ServerSocket(8787);//等待客户端连接
        //接收来自于客户端的socket
        socket = ss.accept();
        //主要通过拿到客户端的socket  获取一个读入流
        is = socket.getInputStream();
        //创建一个输出流, 将文件保存在本地,指定一个路径
        fos = new FileOutputStream(new File("风景如画3.jpg"));
        byte[]  buffer  =new byte[20];
        int len;
        //读取及写出的操作
        while ((len=is.read(buffer))!=-1){
            fos.write(buffer,0,len);
        }
    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    } finally {
        //流关闭
        if (fos!=null){

            try {
                fos.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        if (is!=null){
            try {
                is.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }

        }
        if (socket!=null){

            try {
                socket.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        if (ss!=null){

            try {
                ss.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

练习3：服务端收到请求后，要给客户端响应发消息

从客户端发送文件给服务端，服务端保存到本地。并返回“发送成功”给客户端。客户端显示接收成功，并关闭相应的连接。

客户端

public class TCPTest3 {
 
    /*
     这里涉及到的异常，应该使用try-catch-finally处理
     */
    @Test
    public void client() throws IOException {
        //1.创建Socket对象，指明服务器端的ip和端口号
        Socket socket = new Socket(InetAddress.getByName("127.0.0.1"),9090);
        //2.获取一个输出流，用于输出数据
        OutputStream os = socket.getOutputStream();
        //3.造读取文件的输入流
        FileInputStream fis = new FileInputStream(new File("beauty.jpg"));
        //4.数据的输出过程
        byte[] buffer = new byte[1024];
        int len;
        while((len = fis.read(buffer)) != -1){
            os.write(buffer,0,len);
        }
 
        //关闭数据的输出
        socket.shutdownOutput();
 
        //5.接收来自于服务器端的数据，并显示到控制台上
        InputStream is = socket.getInputStream();
 
        //不建议这样读取，可能会有乱码
//        byte[] buffer = new byte[1024];
//        int len;
//        while((len = is.read(buffer)) != -1){
//            String str = new String(buffer,0,len);
//            System.out.print(str);
//        }
        ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
        byte[] bufferr = new byte[20];
        int len1;
        while((len1 = is.read(buffer)) != -1){
            baos.write(bufferr,0,len1);
        }
 
        System.out.println(baos.toString());
 
        //6.
        fis.close();
        os.close();
        socket.close();
        baos.close();
    }
}

服务端

/*
 这里涉及到的异常，应该使用try-catch-finally处理
  */
@Test
public void server() throws IOException {
    //1.创建服务器端的ServerSocket，指明自己的端口号
    ServerSocket ss = new ServerSocket(9090);
    //2.调用accept()表示接收来自于客户端的socket
    Socket socket = ss.accept();
    //3.获取输入流
    InputStream is = socket.getInputStream();

    //4.读取并保存输入流中的数据
    FileOutputStream fos = new FileOutputStream(new File("beauty2.jpg"));
    //5.
    byte[] buffer = new byte[1024];
    int len;
    while((len = is.read(buffer)) != -1){
        fos.write(buffer,0,len);
    }

    System.out.println("图片传输完成");

    //6.服务器端给予客户端反馈
    OutputStream os = socket.getOutputStream();
    os.write("你好，照片我已收到，非常美！".getBytes());

    //7.
    fos.close();
    is.close();
    socket.close();
    ss.close();
    os.close();
}

详解

6、UDP网络编程

6.1、概述

类 DatagramSocket 和 DatagramPacket 实现了基于 UDP协议网络程序。

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，也不能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，因此无须建立发送方和接收方的连接。如同发快递包裹一样。

DatagramSocket 类的常用方法

public DatagramSocket(int port)创建数据报套接字并将其绑定到本地主机上的指定端口。套接字将被绑定到通配符地址，IP 地址由内核来选择。

public DatagramSocket(int port,InetAddress laddr)创建数据报套接字，将其绑定到指定的本地地址。本地端口必须在 0 到 65535 之间（包括两者）。如果 IP 地址为 0.0.0.0，套接字将被绑定到通配符地
址，IP 地址由内核选择。

public void close()关闭此数据报套接字。

public void send(DatagramPacket p)从此套接字发送数据报包。DatagramPacket 包含的信息指示：将要发送的数据、其长度、远程主机的 IP 地址和远程主机的端口号。

public void receive(DatagramPacket p)从此套接字接收数据报包。当此方法返回时，DatagramPacket的缓冲区填充了接收的数据。数据报包也包含发送方的 IP 地址和发送方机器上的端口号。 此方法在接收到数据报前一直阻塞。数据报包对象的 length 字段包含所接收信息的长度。如果信息比包的长度长，该信息将被截短。

public InetAddress getLocalAddress()获取套接字绑定的本地地址。

public int getLocalPort()返回此套接字绑定的本地主机上的端口号。

public InetAddress getInetAddress()返回此套接字连接的地址。如果套接字未连接，则返回 null。

public int getPort()返回此套接字的端口。如果套接字未连接，则返回 -1。

public DatagramPacket(byte[] buf,int length)构造 DatagramPacket，用来接收长度为 length 的数据包。 length 参数必须小于等于 buf.length。

public DatagramPacket(byte[] buf,int length,InetAddress address,int port)构造数据报包，用来将长度为 length 的包发送到指定主机上的指定端口号。length参数必须小于等于 buf.length。

public InetAddress getAddress()返回某台机器的 IP 地址，此数据报将要发往该机器或者是从该机器接收到的。

public int getPort()返回某台远程主机的端口号，此数据报将要发往该主机或者是从该主机接收到的。

public byte[] getData()返回数据缓冲区。接收到的或将要发送的数据从缓冲区中的偏移量 offset 处开始，持续 length 长度。

public int getLength()返回将要发送或接收到的数据的长度。

流程

DatagramSocket与DatagramPacket 数据报
建立发送端，接收端
建立数据包
调用Socket的发送、接收方法
关闭Socket

发送端与接收端是两个独立的运行程序

6.2、实例：使用DatagramSocket与DatagramPacket传输数据

DatagramSocket发送的每个包都需要指定地址，而Socket则是在首次创建时指定地址，以后所有数据的发送都通过此socket

客户端

package com.ljh.corejava;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetAddress;
import java.net.DatagramPacket;
 
public class UDPSendTest{
	
	public static void main(String[] args) throws Exception{
		//1、创建DatagramSocket用于UDP数据传送。
		DatagramSocket socket = new DatagramSocket();
		
		//2、创建需要发送的数据包
		byte[] buf = "Hello World.".getBytes();
        
        //封装UDP数据报，指明对方的IP，端口，内容
		DatagramPacket packet = new DatagramPacket(buf, buf.length, InetAddress.getByName("192.168.136.222"), 7879);
		
		//3、发送
		socket.send(packet);
		
		//4、关闭连接
		socket.close();
	}
}

服务端：

package com.ljh.corejava;
 
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.InetAddress;
 
public class UDPReceiveTest{
	
	public static void main(String[] args) throws Exception{
		//1、创建DatagramSocket;
		DatagramSocket socket = new DatagramSocket(7879);
		
		//2、创建数据包，用于接收内容。
		byte[] buf = new byte[1024];
		DatagramPacket packet = new DatagramPacket(buf, buf.length);
		
		//3、接收数据		
		socket.receive(packet);
		System.out.println(packet.getAddress().getHostAddress()+":"+packet.getPort());
		
        //System.out.println(packet.getData().toString());
		//以上语句打印信息错误，因为getData()返回byte[]类型数据，直接toString会将之序列化，而不是提取字符。应该使用以下方法：
		System.out.println(new String(packet.getData(), 0, packet.getLength()));
		
		//4、关闭连接。
		socket.close();
	}
}

7、URL编程

7.1、URL类

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 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://192.168.1.100:8080/helloworld/index.jsp#a?username=shkstart&password=123
- #：片段名：即锚点，例如看小说，直接定位到章节
- 参数列表格式：参数名=参数值&参数名=参数值....

URL类常用方法

在java.net包中定义了URL类，该类用来处理有关URL的内容。对于URL类的创建和使用，下面分别进行介绍。

java.net.URL提供了丰富的URL构建方式，并可以通过java.net.URL来获取资源。

序号	方法描述
1	public URL(String protocol, String host, int port, String file) throws MalformedURLException. 通过给定的参数(协议、主机名、端口号、文件名)创建URL。
2	public URL(String protocol, String host, String file) throws MalformedURLException 使用指定的协议、主机名、文件名创建URL，端口使用协议的默认端口。
3	public URL(String url) throws MalformedURLException 通过给定的URL字符串创建URL
4	public URL(URL context, String url) throws MalformedURLException 使用基地址和相对URL创建

一个URL对象生成后，其属性是不能被改变的，但可以通过它给定的方法来获取这些属性： URL类中包含了很多方法用于访问URL的各个部分，具体方法及描述如下：

序号	方法描述
1	public String getPath() 返回URL路径部分。
2	public String getQuery() 返回URL查询部分。
3	public String getAuthority() 获取此 URL 的授权部分。
4	public int getPort() 返回URL端口部分
5	public int getDefaultPort() 返回协议的默认端口号。
6	public String getProtocol() 返回URL的协议
7	public String getHost() 返回URL的主机
8	public String getFile() 返回URL文件名部分
9	public String getRef() 获取此 URL 的锚点（也称为"引用"）。
10	public URLConnection openConnection() throws IOException 打开一个URL连接，并运行客户端访问资源。

实例

import java.net.*;
import java.io.*;
 
public class URLDemo{
   public static void main(String [] args){
      try{
         URL url = new URL("http://www.runoob.com/index.html?language=cn#j2se");
         System.out.println("URL 为：" + url.toString());
         System.out.println("协议为：" + url.getProtocol());
         System.out.println("验证信息：" + url.getAuthority());
         System.out.println("文件名及请求参数：" + url.getFile());
         System.out.println("主机名：" + url.getHost());
         System.out.println("路径：" + url.getPath());
         System.out.println("端口：" + url.getPort());
         System.out.println("默认端口：" + url.getDefaultPort());
         System.out.println("请求参数：" + url.getQuery());
         System.out.println("定位位置：" + url.getRef());
      }catch(IOException e){
         e.printStackTrace();
      }
   }
}

以上实例编译运行结果如下:

URL 为：http://www.runoob.com/index.html?language=cn#j2se
协议为：http
验证信息：www.runoob.com
文件名及请求参数：/index.html?language=cn
主机名：www.runoob.com
路径：/index.html
端口：-1
默认端口：80
请求参数：language=cn
定位位置：j2se

7.2、针对HTTP协议的URLConnection类

URL的方法 openStream()：能从网络上读取数据
若希望输出数据，例如向服务器端的 CGI （公共网关接口-Common Gateway Interface-的简称，是用户浏览器和服务器端的应用程序进行连接的接口）程序发送一些数据，则必须先与URL建立连接，然后才能对其进行读写，此时需要使用 URLConnection 。
URLConnection：表示到URL所引用的远程对象的连接。当与一个URL建立连接时，首先要在一个 URL 对象上通过方法 openConnection() 生成对应的 URLConnection 对象。如果连接过程失败，将产生IOException.
- URL netchinaren = new URL ("http://www.atguigu.com/index.shtml");
- URLConnectonn u = netchinaren.openConnection( );
openConnection() 返回一个 java.net.URLConnection。例如：
- 如果你连接HTTP协议的URL, openConnection() 方法返回 HttpURLConnection 对象。
- 如果你连接的URL为一个 JAR 文件, openConnection() 方法将返回 JarURLConnection 对象。
- 等等...

通过URLConnection对象获取的输入流和输出流，即可与现有的CGI 程序进行交互。URLConnection 方法列表如下：

序号	方法描述
1	Object getContent() 检索URL链接内容
2	Object getContent(Class[] classes) 检索URL链接内容
3	String getContentEncoding() 返回头部 content-encoding 字段值。
4	int getContentLength() 返回头部 content-length字段值
5	String getContentType() 返回头部 content-type 字段值
6	int getLastModified() 返回头部 last-modified 字段值。
7	long getExpiration() 返回头部 expires 字段值。
8	long getIfModifiedSince() 返回对象的 ifModifiedSince 字段值。
9	public void setDoInput(boolean input) URL 连接可用于输入和/或输出。如果打算使用 URL 连接进行输入，则将 DoInput 标志设置为 true；如果不打算使用，则设置为 false。默认值为 true。
10	public void setDoOutput(boolean output) URL 连接可用于输入和/或输出。如果打算使用 URL 连接进行输出，则将 DoOutput 标志设置为 true；如果不打算使用，则设置为 false。默认值为 false。
11	public InputStream getInputStream() throws IOException 返回URL的输入流，用于读取资源
12	public OutputStream getOutputStream() throws IOException 返回URL的输出流, 用于写入资源。
13	public URL getURL() 返回 URLConnection 对象连接的URL

7.3、实例：URL网络编程实现Tomcat服务端数据下载

首先我们要实现Tomcat服务端数据的下载，这个时候我们肯定是要保证我们的Tomcat服务端是开启的那么如何开启Tomcat服务端? 只要我们在cmd中输入catalina run然后回车就可以了

这里我们通过一个例子来理解如何使用URL网络编程实现Tomcat服务端数据的下载，以下实例中URL采用了HTTP 协议。 openConnection 返回HttpURLConnection对象。

public class URLTest1 {
    public static void main(String[] args) throws IOException{
        /*
        创建URL实例对象,指明获取资源的位置,本机的URL网络编程文件夹下面的abc.png图片
         */
        URL url = new URL("http://localhost:8080/URL网络编程/abc.png");
        /*
        获取一个和服务器端连接的对象
         */
        URLConnection urlConnection = url.openConnection();
        /*
        向下转型为具体的http协议之下的服务器连接对象
         */
        HttpURLConnection httpUrlConnection = (HttpURLConnection)urlConnection;
        /*
        调用HttpURLConnection类中的connect()方法真正的建立了和服务器端的连接
         */
        httpUrlConnection.connect();
        /*
        获取对应连接下的输入流
         */
        InputStream is = httpUrlConnection.getInputStream();
        /*
        创建一个字节输出流对象 -- 用于将获取到的数据写出到硬盘中
         */
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream("ab7c.png");

        /*
        创建一个缓冲数组
         */
        byte [] buffer = new byte[1024];
        /*
        声明一个临时变量用来存储read()方法的返回值
         */
        int len = 0;
        /*
        从建立的连接中通过对应的输入流对象获取数据,并且写出到硬盘中
         */
        while((len = is.read(buffer))!=-1){
            fos.write(buffer,0,len);
        }

        /*
        资源的关闭: 输入输出流的关闭,还有建立的HttpURLConnection连接的关闭
         */
        is.close();
        fos.close();
        httpUrlConnection.disconnect();
    }
}

2、获取网页内容

import java.net.*;
import java.io.*;
public class URLConnDemo{
    public static void main(String [] args){
        try{
            URL url = new URL("https://www.baidu.com/");
            URLConnection urlConnection = url.openConnection();
            HttpURLConnection connection = null;
            if(urlConnection instanceof HttpURLConnection){
                connection = (HttpURLConnection) urlConnection;
            }
            else{
                System.out.println("请输入 URL 地址");
                return;
            }
            BufferedReader in = new BufferedReader(
                new InputStreamReader(connection.getInputStream()));
            String urlString = "";
            String current;
            while((current = in.readLine()) != null){
                urlString += current;
            }
            System.out.println(urlString);
        }catch(IOException e){
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

以上实例编译运行结果如下：

<!DOCTYPE html><!--STATUS OK--><html> <head><meta http-equiv=content-type content=text/html;charset=utf-8><meta http-equiv=X-UA-Compatible content=IE=Edge><meta content=always name=referrer><link rel=stylesheet type=text/css href=https://ss1.bdstatic.com/5eN1bjq8AAUYm2zgoY3K/r/www/cache/bdorz/baidu.min.css><title>百度一下，你就知道</title></head> <body link=#0000cc> <div id=wrapper> <div id=head> <div class=head_wrapper> <div class=s_form> <div class=s_form_wrapper> <div id=lg> <img hidefocus=true src=//www.baidu.com/img/bd_logo1.png width=270 height=129> </div> <form id=form name=f action=//www.baidu.com/s class=fm> <input type=hidden name=bdorz_come value=1> <input type=hidden name=ie value=utf-8> <input type=hidden name=f value=8> <input type=hidden name=rsv_bp value=1> <input type=hidden name=rsv_idx value=1> <input type=hidden name=tn value=baidu><span class="bg s_ipt_wr"><input id=kw name=wd class=s_ipt value maxlength=255 autocomplete=off autofocus=autofocus></span><span class="bg s_btn_wr"><input type=submit id=su value=百度一下 class="bg s_btn" autofocus></span> </form> </div> </div> <div id=u1> <a href=http://news.baidu.com name=tj_trnews class=mnav>新闻</a> <a href=https://www.hao123.com name=tj_trhao123 class=mnav>hao123</a> <a href=http://map.baidu.com name=tj_trmap class=mnav>地图</a> <a href=http://v.baidu.com name=tj_trvideo class=mnav>视频</a> <a href=http://tieba.baidu.com name=tj_trtieba class=mnav>贴吧</a> <noscript> <a href=http://www.baidu.com/bdorz/login.gif?login&amp;tpl=mn&amp;u=http%3A%2F%2Fwww.baidu.com%2f%3fbdorz_come%3d1 name=tj_login class=lb>登录</a> </noscript> <script>document.write('<a href="http://www.baidu.com/bdorz/login.gif?login&tpl=mn&u='+ encodeURIComponent(window.location.href+ (window.location.search === "" ? "?" : "&")+ "bdorz_come=1")+ '" name="tj_login" class="lb">登录</a>');                </script> <a href=//www.baidu.com/more/ name=tj_briicon class=bri style="display: block;">更多产品</a> </div> </div> </div> <div id=ftCon> <div id=ftConw> <p id=lh> <a href=http://home.baidu.com>关于百度</a> <a href=http://ir.baidu.com>About Baidu</a> </p> <p id=cp>&copy;2017&nbsp;Baidu&nbsp;<a href=http://www.baidu.com/duty/>使用百度前必读</a>&nbsp; <a href=http://jianyi.baidu.com/ class=cp-feedback>意见反馈</a>&nbsp;京ICP证030173号&nbsp; <img src=//www.baidu.com/img/gs.gif> </p> </div> </div> </div> </body> </html>

Java日记(day23)--Java-Socket网络编程：TCP/UDP

Java网络编程

1、网络编程概述

2、网络通信要素

2.1、通信要素1：IP 和 端口号

2.2、通信要素2：网络协议

2.2.1、TCP/IP协议簇

2.2.2、TCP 和 UDP

2.2.3、三次握手，四次挥手

3、InetAddress类

4、Socket套接字

5、基于Socket的TCP编程

5.1、概述

5.2、实例

练习1：发送消息

练习2：发送文件

练习3：服务端收到请求后，要给客户端响应发消息

详解

6、UDP网络编程

6.1、概述

6.2、实例：使用DatagramSocket与DatagramPacket传输数据

7、URL编程

7.1、URL类

7.2、针对HTTP协议的URLConnection类

7.3、实例：URL网络编程实现Tomcat服务端数据下载

2.1、通信要素1：IP 和端口号