【Java】简单了解网络编程

网络编程

网络编程中有两个主要的问题

1.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

2.找到主机后如何可靠高效地进行数据传输

网络编程中的两个要素

1.对应问题一：IP和端口号

2.对应问题二：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）

通信要素一：IP和端口号

• IP:唯一的标识 Internet 上的计算机（通信实体）在Java中使用InetAddress类代表IP
• IP分类：IPv4 和 IPv6 ; 万维网 和 局域网
• 域名: www.baidu.com www.mi.com www.sina.com www.jd.com www.vip.com
• 本地回路地址：127.0.0.1 对应着：localhost

实例化InetAddress

getByName(String host)：

public static void main(String[] args) {
    InetAddress inet1 = null;
    try {
        inet1 = InetAddress.getByName("www.baidu.com");
    } catch (UnknownHostException e) {
        e.printStackTrace();
    }
    try {
        System.out.println(InetAddress.getLocalHost());
    } catch (UnknownHostException e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

getLocalHost()：

public static void main(String[] args) {
    InetAddress localHost = null;
    try {
        localHost = InetAddress.getLocalHost();
    } catch (UnknownHostException e) {
        e.printStackTrace();
    }
    System.out.println(localHost);
}

两个常用方法

getHostName()

public static void main(String[] args) {
    InetAddress localHost = null;
    try {
        localHost = InetAddress.getLocalHost();
    } catch (UnknownHostException e) {
        e.printStackTrace();
    }
    System.out.println(localHost.getHostName());
}

getHostAddress()

public static void main(String[] args) {
    InetAddress localHost = null;
    try {
        localHost = InetAddress.getLocalHost();
    } catch (UnknownHostException e) {
        e.printStackTrace();
    }
    System.out.println(localHost.getHostAddress());
}

端口号

• 要求：不同的进程有不同的端口号
• 范围：被规定为一个 16 位的整数 0~65535。

端口号与IP地址的组合得出一个网络套接字：Socket

通信要素二：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。

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

发送数据结束时无需释放资源，开销小，速度快

实现TCP的网络编程

例子1：客户端发送信息给服务端，服务端将数据显示在控制台上

//服务端
public void server()  {

        ServerSocket ss = null;
        Socket socket = null;
        InputStream is = null;
        ByteArrayOutputStream baos = null;
        try {
            //1.创建服务器端的ServerSocket，指明自己的端口号
            ss = new ServerSocket(8899);
            //2.调用accept()表示接收来自于客户端的socket
            socket = ss.accept();
            //3.获取输入流
            is = socket.getInputStream();

            //不建议这样写，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);
//        }
            //4.读取输入流中的数据
            baos = new ByteArrayOutputStream();
            byte[] buffer = new byte[5];
            int len;
            while((len = is.read(buffer)) != -1){
                baos.write(buffer,0,len);
            }

            System.out.println(baos.toString());

            System.out.println("收到了来自于：" + socket.getInetAddress().getHostAddress() + "的数据");

        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            if(baos != null){
                //5.关闭资源
                try {
                    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(ss != null){
                try {
                    ss.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }

        }
    }

//客户端
    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("192.168.14.100");
            socket = new Socket(inet,8899);
            //2.获取一个输出流，用于输出数据
            os = socket.getOutputStream();
            //3.写出数据的操作
            os.write("你好，我是客户端mm".getBytes());
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            //4.资源的关闭
            if(os != null){
                try {
                    os.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }

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

            }
        }

例题2：客户端发送文件给服务端，服务端将文件保存在本地

    public void server(){
        ServerSocket ss = null;
        Socket socket = null;
        InputStream is = null;
        FileOutputStream fos = null;
        try {
            //创建serversocket
            ss = new ServerSocket(10086);
            //获取客户端发来的socket
            socket = ss.accept();
            //获取到其输入流
            is = socket.getInputStream();
            //创建输出流将文件输出
            fos = new FileOutputStream(new File("E:\\下载\\图片\\test.png"));
            byte[] buffer = new byte[1024];
            int len;
            long start = System.currentTimeMillis();
            while((len = is.read(buffer))!=-1){
                fos.write(buffer,0,len);
            }
            long end = System.currentTimeMillis();
            System.out.println("下载图片成功，耗时："+(end-start)+"毫秒");
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            if (ss!=null) {
                try {
                    ss.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            if (socket!=null) {
                try {
                    socket.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            if (is!=null) {
                try {
                    is.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            if (fos!=null) {
                try {
                    fos.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }
    
        public void client(){
        Socket socket = null;
        BufferedInputStream bis = null;
        BufferedOutputStream bos = null;
        try {
            //创建socket
            socket = new Socket("127.0.0.1", 10086);
            //获取输出流
            OutputStream os = socket.getOutputStream();
            //创建输入流，将需要传输的文件传入
            FileInputStream fis = new FileInputStream(new File("test.png"));
            //创建缓冲流加快传输
            bis = new BufferedInputStream(fis);
            bos = new BufferedOutputStream(os);
            byte[] buffer = new byte[1];
            int len;
            while((len = bis.read(buffer))!=-1){
                bos.write(buffer,0,len);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            if (socket!=null) {
                try {
                    socket.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            if (bis!=null) {
                try {
                    bis.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            if (bos!=null) {
                try {
                    bos.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }

例题3：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,并关闭相应的连接。

public void client() throws IOException {
    //1.
    Socket socket = new Socket(InetAddress.getByName("127.0.0.1"),9090);
    //2.
    OutputStream os = socket.getOutputStream();
    //3.
    FileInputStream fis = new FileInputStream(new File("beauty.jpg"));
    //4.
    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,不关闭后面的步骤无法执行
    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();
    ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
    byte[] bufferr = new byte[20];
    int len1;
    while((len1 = is.read(buffer)) != -1){
        baos.write(buffer,0,len1);
    }

    System.out.println(baos.toString());

    //6.
    fis.close();
    os.close();
    socket.close();
    baos.close();
}

/*
这里涉及到的异常，应该使用try-catch-finally处理
 */
@Test
public void server() throws IOException {
    //1.
    ServerSocket ss = new ServerSocket(9090);
    //2.
    Socket socket = ss.accept();
    //3.
    InputStream is = socket.getInputStream();
    //4.
    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，美女，照片我已收到，非常漂亮！".getBytes());

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

}

UDP协议的网络编程

    //发送端
    public void sender() throws IOException {

        DatagramSocket socket = new DatagramSocket();



        String str = "表锅，我来咯~";
        byte[] data = str.getBytes();
        InetAddress inet = InetAddress.getLocalHost();
        DatagramPacket packet = new DatagramPacket(data,0,data.length,inet,9090);

        socket.send(packet);

        socket.close();

    }
    
    public void receiver() throws IOException {

        DatagramSocket socket = new DatagramSocket(9090);

        byte[] buffer = new byte[100];
        DatagramPacket packet = new DatagramPacket(buffer,0,buffer.length);

        socket.receive(packet);

        System.out.println(new String(packet.getData(),0,packet.getLength()));

        socket.close();
    }

URL编程

• 1.URL:统一资源定位符，对应着互联网的某一资源地址

• 2.格式：http://localhost:8080/examples/beauty.jpg?username=Tom

  协议 主机名 端口号 资源地址 参数列表

public class URLTest {

    public static void main(String[] args) {

        try {

            URL url = new URL("http://localhost:8080/examples/beauty.jpg?username=Tom");

//            public String getProtocol(  )     获取该URL的协议名
            System.out.println(url.getProtocol());
//            public String getHost(  )           获取该URL的主机名
            System.out.println(url.getHost());
//            public String getPort(  )            获取该URL的端口号
            System.out.println(url.getPort());
//            public String getPath(  )           获取该URL的文件路径
            System.out.println(url.getPath());
//            public String getFile(  )             获取该URL的文件名
            System.out.println(url.getFile());
//            public String getQuery(   )        获取该URL的查询名
            System.out.println(url.getQuery());

        } catch (MalformedURLException e) {
            e.printStackTrace();
        }

    }
}

URL网络编程实现Tomcat服务端数据下载

public class URLTest1 {

    public static void main(String[] args) {

        HttpURLConnection urlConnection = null;
        InputStream is = null;
        FileOutputStream fos = null;
        try {
            URL url = new URL("http://localhost:8080/examples/beauty.jpg");

            urlConnection = (HttpURLConnection) url.openConnection();

            urlConnection.connect();

            is = urlConnection.getInputStream();
            fos = new FileOutputStream("day10\\beauty3.jpg");

            byte[] buffer = new byte[1024];
            int len;
            while((len = is.read(buffer)) != -1){
                fos.write(buffer,0,len);
            }

            System.out.println("下载完成");
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            //关闭资源
            if(is != null){
                try {
                    is.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            if(fos != null){
                try {
                    fos.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            if(urlConnection != null){
                urlConnection.disconnect();
            }
        }

    }
}