java 网络编程基础——全

于 2020-03-26 01:13:14 发布
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分类专栏： java 文章标签： 网络 socket java linux
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本文深入探讨Java网络编程，涵盖InetAddress类的使用，详细解析TCP与UDP网络编程原理及实践，通过具体代码示例展示客户端与服务端的通信过程，同时介绍URL编程的基本操作。

摘要生成于 C知道 ，由 DeepSeek-R1 满血版支持， 前往体验 >

文章目录

一，InetAddress类的使用

1.1 实现网络通信需要解决的两个问题

  • 问题一：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
  • 问题二：找到主机后如何可靠高效地进行数据传输

1.2 网络通信的两个要素(对应1.1的解决方案)

  • 对应问题一：IP和端口号
  • 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）

1.3 通信要素一：IP和端口号

一，IP的理解

  1. IP：唯一的标识 Internet 上的计算机（通信实体）
  2. 在Java中使用InetAddress类代表IP
  3. IP分类：IPv4 和 IPv6 ；万维网 和 局域网
  4. 域名：例如， www.baidu.com ， www.mi.com
  5. DNS域名解析：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。
  6. 本地回路地址：127.0.0.1 对应着：localhost

二，InetAddress类:此类的一个对象就代表着一个具体的IP地址

  1. 实例化 getByName(String host) ，getLocalHost()
  2. 常用方法 getHostName() ， getHostAddress()

三，端口号：正在计算机上运行的进程。

  1. 要求：不同的进程不同的端口号
  2. 范围：被规定为一个 16 位的整数 0~65535。

四，端口号与IP地址的组合

  • 网络套接字：Socket

1.4 通信要素二：网络通信协议

一，分型模型
在这里插入图片描述
二，TCP和UDP的区别
在这里插入图片描述

三，TCP三次握手和四次挥手
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

二，TCP网络编程

代码示例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

//客户端
@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("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("我是客户端".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();
            }
        }
    }
}

//服务端
@Test
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();
            }
        }
    }
}

代码示例2
客户端发送文件给服务端，服务端将文件保存在本地。

//这里涉及到的异常，应该使用try-catch-finally处理
@Test
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);
    }
    //5.
    fis.close();
    os.close();
    socket.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("beauty1.jpg"));
    //5.
    byte[] buffer = new byte[1024];
    int len;
    while((len = is.read(buffer)) != -1){
        fos.write(buffer,0,len);
    }
    //6.
    fos.close();
    is.close();
    socket.close();
    ss.close();

}

代码示例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。

重点：.shutdownOutput(); //关闭数据的输出

//这里涉及到的异常，应该使用try-catch-finally处理
@Test
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
    socket.shutdownOutput();//不关闭就为，阻塞状态

    //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();
}

三，UDP网络编程

//发送端
@Test
public void sender() throws IOException {
    DatagramSocket socket = new DatagramSocket();

    byte[] data = "UDP sent".getBytes();

    DatagramPacket packet = new DatagramPacket(data,0,data.length,InetAddress.getLocalHost,9090);

    socket.send(packet);//信息在发射的物体本身中

    socket.close();
}
//接收端
@Test
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();
}

四，URL编程

  1. URL(Uniform Resource Locator)的理解:
    统一资源定位符，对应着互联网的某一资源地址

  2. URL的5个基本结构：
    http://localhost:8080/examples/beauty.jpg?username=Tom
    协议_主机名_端口号 __资源地址_________参数列表

  3. 如何实例化:

URL url = new URL("http://localhost:8080/examples/beauty.jpg?username=Tom");
  1. 常用方法：
    在这里插入图片描述
    5.可以读取、下载对应的url资源：
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");
		//获取关于服务器的连接
        urlConnection = (HttpURLConnection) url.openConnection();//HttpURLConnection是多余的

        urlConnection.connect();

        is = urlConnection.getInputStream();
        fos = new FileOutputStream("图片.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();
        }
    }
}

注意：以上所有代码正常情况下都需要使用try-catch处理异常，部分使用了throws是为了更方便展示步骤。
另，一定要自己敲着试一下，光看的话效果甚微。

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