十四、网络编程Java 网络编程网络编程核心基础核心常识 IP：定位一台主机 Port：定位主机上的一个应用（0~6

Java 网络编程

网络编程核心基础

核心常识

IP：定位一台主机
Port：定位主机上的一个应用（0~65535）
协议：通信规则（TCP、UDP、HTTP、HTTPS）
OSI 七层 / TCP/IP 四层模型

TCP/IP 四层模型

应用层（HTTP、FTP、DNS）
传输层（TCP、UDP）
网络层（IP）
网络接口层（硬件）

通信本质

两台主机通过 IO 流交换数据 Java 网络编程 = Socket + IO

1. 核心类与地址相关

1.1 InetAddress（IP 地址封装）

// 获取本机
InetAddress localHost = InetAddress.getLocalHost();

// 根据域名获取
InetAddress address = InetAddress.getByName("www.baidu.com");

address.getHostName();   // 主机名
address.getHostAddress();// IP
address.isReachable(3000); // 是否可达

1.2 端口

0~1023：知名端口（HTTP:80、HTTPS:443、FTP:21、DNS:53）
1024~65535：自定义端口

2. 传输层两大协议：TCP vs UDP

2.1 TCP（传输控制协议）

面向连接
可靠传输（确认、重传、有序）
字节流传输
慢，开销大
场景：浏览器、文件传输、IM、支付

2.2 UDP（用户数据报协议）

无连接
不可靠，可能丢包、乱序
数据报模式
快，开销小
场景：直播、视频通话、游戏、DNS

3. TCP 编程（基于 Socket）

3.1 模型

ServerSocket：服务端，监听端口，等待连接
Socket：客户端，发起连接连接成功后双方各获得 InputStream + OutputStream

3.2 服务端（单线程版本）

ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(9999);
System.out.println("等待连接...");

Socket socket = serverSocket.accept(); // 阻塞，直到客户端连接

// 获取流
InputStream in = socket.getInputStream();
OutputStream out = socket.getOutputStream();

// 读写数据
byte[] buf = new byte[1024];
int len = in.read(buf);
String msg = new String(buf, 0, len);

socket.close();
serverSocket.close();

3.3 客户端

Socket socket = new Socket("127.0.0.1", 9999);

OutputStream out = socket.getOutputStream();
out.write("Hello TCP".getBytes());

socket.close();

3.4 TCP 特点

accept() 阻塞
read() 阻塞
长连接，双向通信

4. 多线程 TCP 服务端（企业基础模型）

一个连接一个线程：

while (true) {
    Socket socket = serverSocket.accept();
    new Thread(() -> {
        // 处理该 socket 读写
    }).start();
}

问题：连接多时线程爆炸，OOM，频繁切换

5. UDP 编程（基于 DatagramSocket）

5.1 核心类

DatagramSocket：发送/接收包裹
DatagramPacket：数据报（包裹）

5.2 接收端（先启动）

DatagramSocket socket = new DatagramSocket(9999);
byte[] buf = new byte[1024];
DatagramPacket packet = new DatagramPacket(buf, buf.length);

socket.receive(packet); // 阻塞

String msg = new String(packet.getData(), 0, packet.getLength());
socket.close();

5.3 发送端

DatagramSocket socket = new DatagramSocket();
byte[] data = "Hello UDP".getBytes();

DatagramPacket packet = new DatagramPacket(
    data, data.length,
    InetAddress.getByName("127.0.0.1"), 9999
);

socket.send(packet);
socket.close();

5.4 UDP 特点

不保证到达
不保证顺序
无连接
不阻塞（除 receive）

6. URL 与 HTTP 编程（应用层最常用）

6.1 URL 类

URL url = new URL("http://www.baidu.com");
InputStream in = url.openStream();
// 读取网页内容

6.2 HttpURLConnection（原生 HTTP 客户端）

URL url = new URL("http://xxx.com/api");
HttpURLConnection conn = (HttpURLConnection) url.openConnection();

conn.setRequestMethod("GET");
conn.setConnectTimeout(3000);
conn.connect();

if (conn.getResponseCode() == 200) {
    InputStream in = conn.getInputStream();
}
conn.disconnect();

6.3 真实企业不用原生

易用性差
无连接池
异常繁琐 实际使用：OkHttp、HttpClient、RestTemplate、Feign

7. BIO、NIO、AIO 三种 IO 模型（超级重点）

7.1 BIO（Blocking IO）

阻塞 IO
一连接一线程
并发低，高并发不可用
简单，适合连接极少的场景

7.2 NIO（Non-blocking IO / New IO）

非阻塞 + 多路复用
一个线程处理多个连接（Selector）
基于 Channel + Buffer + Selector
高并发、低资源
Netty 底层就是 NIO

7.3 AIO（Asynchronous IO）

异步非阻塞
操作系统完成后回调
Windows 支持好，Linux 一般
普及度远不如 NIO

8. Java NIO 三大核心（面试必考）

8.1 Channel（通道，双向）

FileChannel
SocketChannel（TCP 客户端）
ServerSocketChannel（TCP 服务端）
DatagramChannel（UDP）

8.2 Buffer（缓冲区）

本质数组
核心属性：position / limit / capacity
必须 flip() 切换读写模式

8.3 Selector（多路复用器）

一个线程监听多个 Channel 事件
事件：
- OP_ACCEPT 连接
- OP_CONNECT 连接就绪
- OP_READ 读
- OP_WRITE 写

NIO 流程极简版

注册 Channel 到 Selector
Selector 阻塞监听事件
有事件 → 处理对应 Channel
非阻塞，高性能

9. 网络编程高频问题（企业真实坑）

坑1：TCP 粘包 / 拆包（最经典）

原因：TCP 是流协议，无消息边界
现象：多条消息粘在一起 / 一条消息被拆开
解决方案：
1. 固定长度
2. 分隔符（\n、特殊符号）
3. 消息头+消息体（长度字段）【企业标准】

坑2：Socket 资源未关闭 → 文件句柄泄漏

服务器 Too many open files
必须 try-with-resources

坑3：read() 阻塞导致程序假死

对方不发数据也不断开
解决方案：设置超时 socket.setSoTimeout(ms)

坑4：TCP 半关闭问题

一方 close，另一方还在 write
触发：Broken pipe / Connection reset

坑5：UDP 丢包、乱序

不能用于支付、订单等可靠场景

坑6：端口被占用

Address already in use
杀进程或换端口

坑7：编码不一致导致乱码

读写必须指定 UTF-8

坑8：BIO 线程过多导致 OOM、CPU 飙升

高并发必须 NIO 或线程池控制

坑9：长连接心跳缺失

网络中断后双方不知道
需心跳包（heartbeat）

坑10：序列化效率低、不安全

Java 序列化：慢、有漏洞
企业用：Protobuf、JSON、Kryo

10. 企业主流网络框架：Netty

为什么要用 Netty

封装 NIO，API 简单
解决粘包拆包
内置编解码器
高性能、高并发
心跳、重连、流量整形
广泛用于：RPC、游戏、消息队列、网关

Netty 核心模型

Reactor 主从多线程模型
Boss 组：接收连接
Worker 组：处理 IO

11. 高频面试题（100% 考）

TCP 和 UDP 区别与使用场景？
TCP 三次握手、四次挥手（必问）
什么是粘包拆包？怎么解决？
BIO vs NIO vs AIO 区别？
NIO 三大组件 Buffer/Channel/Selector 作用？
Socket 编程中 read() 什么时候返回 -1？
如何实现一个高并发服务端？
为什么不建议使用 Java 原生序列化？
心跳机制作用是什么？
Netty 解决了什么问题？

下一份继续按这个极度详细风格整理

你接下来要：

Java JVM 虚拟机（内存模型 + GC + 类加载 + JVM 参数 + 调优 + 线上问题）

直接说继续，我立刻给你拉满全套笔记！# Java 网络编程 极度详细完整版 （严格延续超详细风格：模型 + Socket + TCP + UDP + NIO + 粘包拆包 + HTTP + 常见坑 + 面试全覆盖）

0. 网络编程核心基础

0.1 核心常识

IP：定位一台主机
Port：定位主机上的一个应用（0~65535）
协议：通信规则（TCP、UDP、HTTP、HTTPS）
OSI 七层 / TCP/IP 四层模型

0.2 TCP/IP 四层模型

应用层（HTTP、FTP、DNS）
传输层（TCP、UDP）
网络层（IP）
网络接口层（硬件）

0.3 通信本质