学习笔记09——Java基础（五）

今天整理一下Java网络编程与邮件发送。

一、网络编程

网络编程是指编写运行在多个设备（计算机）的程序，这些设备都通过网络连接起来。

java.net 包中 J2SE 的 API 包含有类和接口，它们提供低层次的通信细节，可以直接使用这些类和接口，来专注于解决问题，而不用关注通信细节。

（一）网络协议

常见的网络协议又HTTP，TCP，UDP

1、HTTP协议（HyperText Transfer Protocol，超文本传输协议）

（1）特点：

• 一个应用层协议。
• 支持客户/服务器模式。
• 简单快速：客户向服务器请求服务时，只需传送请求方法和路径。由于HTTP协议简单，使得HTTP服务器的程序规模小，因而通信速度很快。
• 灵活：HTTP允许传输任意类型的数据对象。正在传输的类型由Content-Type加以标记。
• 无连接：限制每次连接只处理一个请求。服务器处理完客户的请求，并收到客户的应答后，即断开连接。采用这种方式可以节省传输时间。
• 无状态：协议对于事务处理没有记忆，如果后续处理需要前面的信息，那么它必须重传，可能导致每次连接传送的数据量增大，但在服务器不需要先前信息时它的应答就较快。为此Web程序引入了Cookie机制来维护状态。

（2）Session与Cookie：

• 严格来说，Session和Cookie并不是http协议的一部分，它们都是为了解决HTTP协议无状态的缺陷问题而提出来的解决方案。
• Cookie机制采用在客户端保持状态的方案来解决THHP无状态的问题。
• Session机制采用的是在服务器端保持状态的方案。由于采用服务器端保持状态的方案在客户端也需要保存一个标识，所以session机制可能需要借助于cookie机制来达到保存标识的目的，但它也有其他选择。

2、TCP协议（Transmission Control Protocol，传输控制协议）

（1）特点：

• 面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议。
• 每一条TCP连接只能有两个端点，每一条TCP连接只能是点对点的
• TCP提供可靠交付的服务。
• TCP提供全双工通信。数据在两个方向上独立的进行传输。因此，连接的每一端必须保持每个方向上的传输数据序号。
• 面向字节流。面向字节流的含义：虽然应用程序和TCP交互是一次一个数据块，但TCP把应用程序交下来的数据仅仅是一连串的无结构的字节流。

（2）三种通信方式：

• 单工：数据传输只支持数据在一个方向上传输，在同一时间只有一方能接受或发送信息，不能实现双向通信，如：电视，广播。
• 半双工：数据传输允许数据在两个方向上传输,但在某一时刻,只允许数据在一个方向上传输,它实际上是一种切换方向的单工通信；在同一时间只可以有一方接受或发送信息，可以实现双向通信。举例：对讲机。
• 全双工：数据通信允许数据同时在两个方向上传输,因此,全双工通信是两个单工通信方式的结合,它要求发送设备和接收设备都有独立的接收和发送能力；在同一时间可以同时接受和发送信息，实现双向通信，举例：电话通信。

（3）TCP协议中的三次握手与四次挥手：

三次握手

• 第一次握手：建立连接时，客户端发送syn包（syn=x）到服务器，并进入SYN_SENT状态，等待服务器确认；SYN：同步序列编号（Synchronize Sequence Numbers）。
• 第二次握手：服务器收到syn包，必须确认客户的SYN（ack=x+1），同时自己也发送一个SYN包（syn=y），即SYN+ACK包，此时服务器进入SYN_RECV状态；
• 第三次握手：客户端收到服务器的SYN+ACK包，向服务器发送确认包ACK(ack=y+1），此包发送完毕，客户端和服务器进入ESTABLISHED（TCP连接成功）状态，完成三次握手。

个人理解就是 ：客户端要连服务端，它告诉服务端“我想连接你的服务，你同意一下呗”；服务端收到它的请求后又告诉客户端“我知道你要连我了，我同意了”；客户端收到服务后再告诉服务器一声“你放心，我收到服务了”，然后这两端都进入连接成功的状态。

四次挥手

• 第一次挥手：客户端给服务端发送FIN报文，用来关闭客户端到服务端的数据传送。将标志位FIN和ACK置为1。
• 第二次挥手：服务端收到FIN后，发回一个ACK(标志位ACK=1)。
• 第三次挥手：当服务端确定数据已发送完成，则向客户端发送FIN报文，关闭与客户端的连接。
• 第四次挥手：客户端收到服务器发送的FIN之后，发回ACK确认(标志位ACK=1)。

 个人理解就是：客户端这边不给服务器端发报文了，告诉它“我没有东西给你了，我要关闭了，但你要还有东西没发没发完我就等等你”；然后服务端收到客户端要关闭的通知后告诉客户端“我知道你要关闭了，但我还有数据没传完，你等等我啊”；等服务端传完后告诉客户端“我传完了，也要关闭连接了”；客户端收到通知后告诉客户端“我知道可以关了，但我想再确认一下”，等了一会后没收到服务端回应客户端知道“这兄弟竟然不回我，看了是真关闭了，那我也关了吧”，然后它也关闭了。

（4）为什么需要四次挥手？

因为当Server端收到Client端的SYN连接请求报文后，可以直接发送SYN+ACK报文。其中ACK报文是用来应答的，SYN报文是用来同步的。但是关闭连接时，当Server端收到FIN报文时，很可能并不会立即关闭SOCKET，所以只能先回复一个ACK报文，告诉Client端，"你发的FIN报文我收到了"。只有等到我Server端所有的报文都发送完了，我才能发送FIN报文，因此不能一起发送。故需要四步握手。

3、UDP（User Datagram Protocol，用户数据报协议）

（1）特点：

• UDP是传输层的协议，功能即为在IP的数据报服务之上增加了最基本的服务：复用和分用以及差错检测。
• UDP无连接，时间上不存在建立连接需要的时延。空间上，TCP需要在端系统中维护连接状态，需要一定的开销。此连接装入包括接收和发送缓存，拥塞控制参数和序号与确认号的参数。UCP不维护连接状态，也不跟踪这些参数，开销小。空间和时间上都具有优势。
• UDP没有拥塞控制，应用层能够更好的控制要发送的数据和发送时间，网络中的拥塞控制也不会影响主机的发送速率。某些实时应用要求以稳定的速度发送，能容 忍一些数据的丢失，但是不能允许有较大的时延（比如实时视频，直播等）
• UDP提供尽最大努力的交付，不保证可靠交付。
• UDP是面向报文的，对应用层交下来的报文，添加首部后直接乡下交付为IP层，既不合并，也不拆分，保留这些报文的边界。对IP层交上来UDP用户数据报，在去除首部后就原封不动地交付给上层应用进程，报文不可分割，是UDP数据报处理的最小单位。
• UDP常用一次性传输比较少量数据的网络应用

（2）TCP与UDP的区别

1. TCP协议面向连接，UDP协议面向非连接；

2. TCP协议传输速度慢，UDP协议传输速度快

3. TCP有丢包重传机制，UDP没有；

4. TCP协议保证数据正确性，UDP协议可能丢包；

（二）Socket编程

1、概述

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。

2、两台计算机之间使用套接字建立TCP连接的步骤

• 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。

3、ServerSocket 类的方法

（1）ServerSocket 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。

（2）ServerSocket 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）。

4、Socket 类的方法

（1）Socket的五个构造方法：

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

（1）Socket的常用方法：

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。

5、InetAddress 类的方法

序号	方法描述
1	static InetAddress getByAddress(byte[] addr) 在给定原始 IP 地址的情况下，返回 InetAddress 对象。
2	static InetAddress getByAddress(String host, byte[] addr) 根据提供的主机名和 IP 地址创建 InetAddress。
3	static InetAddress getByName(String host) 在给定主机名的情况下确定主机的 IP 地址。
4	String getHostAddress()  返回 IP 地址字符串（以文本表现形式）。
5	String getHostName()   获取此 IP 地址的主机名。
6	static InetAddress getLocalHost() 返回本地主机。
7	String toString() 将此 IP 地址转换为 String。

6、实例

package Socket;

import java.io.*;
import java.net.*;

//服务端
public class GreetingServer{
    public static void main(String [] args)
    {
        ServerSocket serverSocket = null;
        try {
            serverSocket = new ServerSocket(8080);
            System.out.println("8080端口启动成功");
            while (true){
                Socket browseClient = serverSocket.accept();
                System.out.println("接受到"+browseClient.getInetAddress().getHostAddress()+"地址的请求");
                //新建一个线程去处理资源
                new Thread(new Runnable() {
                    @Override
                    public void run() {
                        try{
                            //通过网络输入流获得用户请求信息
                            InputStream socketInputStream = browseClient.getInputStream();
                            //1-获得BufferedReader对象
                            BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(socketInputStream));
                            //2-使用readLine方法 读取一行
                            String str = br.readLine();
                            //3-使用空格拆分字符串
                            String[] strArr = str.split("[' ']+");
                            //4-获取数组中的第一个索引位置
                            String loadPath = strArr[1];
                            //5-截取字符串
                            loadPath = loadPath.substring(1);
                            System.out.println("访问的资源路径是："+loadPath);
                            //6-使用文件输入流指向gy.jpg文件
                            FileInputStream fis = new FileInputStream(new File("D:/java/FSR/src/Socket/file",loadPath));
                            //7-使用网络输出流 写回文件信息
                            OutputStream socketOutputStream = browseClient.getOutputStream();
                            //先把响应头信息写进去 http协议的响应头
                            socketOutputStream.write("HTTP/1.1 200 OK \r\n".getBytes());
                            socketOutputStream.write("\r\n".getBytes());
                            //再写访问资源信息
                            byte[] bs = new byte[1024];
                            int len = -1;
                            while ((len=fis.read(bs))!=-1) {
                                socketOutputStream.write(bs,0,len);
                            }
                            //8-关闭网络输出流
                            browseClient.shutdownOutput();
                            //9-关闭文件输入流
                            fis.close();
                            //10-关闭socket对象
                            browseClient.close();
                        } catch (Exception e){
                            e.printStackTrace();
                        }
                    }
                }).start();
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}


//启动后，浏览器上访问http://localhost:8080/（D:/java/FSR/src/Socket/file目录下的任意文件）

输出结果：
8080端口启动成功
接受到0:0:0:0:0:0:0:1地址的请求
接受到0:0:0:0:0:0:0:1地址的请求
访问的资源路径是：gy.JPG
访问的资源路径是：favicon.ico
java.io.FileNotFoundException: D:\java\FSR\src\Socket\file\favicon.ico (系统找不到指定的文件。)
	at java.io.FileInputStream.open0(Native Method)
	at java.io.FileInputStream.open(FileInputStream.java:195)
	at java.io.FileInputStream.<init>(FileInputStream.java:138)
	at Socket.GreetingServer$1.run(GreetingServer.java:36)
	at java.lang.Thread.run(Thread.java:745)

说明：
这个问题可忽略，因为favicon.ico是它访问的网络图标

二、邮件发送

（一）邮件服务器

要在网络上实现邮件功能，必须要有专门的邮件服务器。这些邮件服务器类似于现实生活中的邮局，它主要负责接收用户投递过来的邮件，并把邮件投递到邮件接收者的电子邮箱中。

SMTP服务器地址：一般是 smtp.xxx.com，比如163邮箱是smtp.163.com，qq邮箱是smtp.qq.com。

（二）传输协议

1、SMTP协议

通常把处理用户smtp请求(邮件发送请求)的服务器称之为SMTP服务器(邮件发送服务器)。

2、POP3协议

通常把处理用户pop3请求(邮件接收请求)的服务器称之为POP3服务器(邮件接收服务器)。

（三）邮件发送实现步骤

• 下载一个mail.jar
• 导包
• 创建一个用于存放配置信息的对象，Properties类型
• 设置发送邮件需要的一些信息
• 创建一个session对象
• 通过session对象获取一个Transport对象
• 邮件服务器认真，获得一个认证码
• 创建映射关系
• 发送邮件
• 关闭通道

（四）获取邮箱授权码（以QQ邮箱为例）

1、登录QQ，进入设置

 

2、进入账户

3、下拉到这

4、点击开启服务，按步骤来

（五）示例

package test;

import javax.mail.*;
import javax.mail.internet.InternetAddress;
import javax.mail.internet.MimeMessage;
import java.util.Properties;

public class TestSendEmail {

    //设计一个方法，创建一个邮件对象
    //参数？  一个Session对象
    //返回值？ 一个邮件（映射） MimeMessage
    private static Message createMessage(Session session) throws MessagingException {
        //自己创建一个邮件对象
        Message message = new MimeMessage(session);
        /*设置邮件的基本信息*/
        //设置发送人
        message.setFrom(new InternetAddress("2669168424@qq.com"));
        //设置接收人 recipient容器收纳  参数：类型（收件人To，抄送人CC，密送/暗送BCC）
        message.setRecipient(Message.RecipientType.TO,new InternetAddress("2015591866@qq.com"));
        /*//设置发送邮件的时间
        message.setSentDate(new Date());*/
        message.setSubject("测试");
        //设置发送邮件正文
        message.setText("这是一个小测试");
        //以上所有信息要保存才能生效，因为这个message只是一个映射对象，并不真正存在，就像文件流一样，需要flush一下
        message.saveChanges();
        //将message对象返回
        return message;
    }

    public static void main(String[] args) throws MessagingException {
        //1、下载一个mail.jar
        //2、导包
        //3、创建一个用于存放配置信息的对象，Properties类型
        Properties prop = new Properties();
        //4、设置发送邮件需要的一些信息
        //设置发送邮件的协议  smtp
        prop.put("mail.transport.protocol","smtp"); //必须
        //设置发送邮件的主机名
        prop.put("mail.smtp.host","smtp.qq.com"); //必须
        //设置发送邮件的端口，默认25，还有110，143，465
        //prop.put("mail.smtp.port","xxx");
        //设置发送邮件时，是否需要进行身份验证
        //prop.put("mail.smtp.auth","true");
        //设置是否使用ssl安全连接，默认使用
        //prop.put("mail.smtp.ssl.enable","true");
        //5、创建一个session对象（可以理解为是一个Socket,Java和邮箱之间建立一个连接）
        Session session = Session.getDefaultInstance(prop);
        //6、通过session对象获取一个Transport对象（可以理解为是一个输出流）
        Transport ts = session.getTransport();
        //7、想要通过邮箱发送邮件，必须得到邮件服务器的认证
        ts.connect("2669168424@qq.com","zritukpvdouleafa");
        //8、发送的是一封邮件（创建一个邮件的映射关系） File对象 Class对象 映射
        //  发送邮件对象本身比较复杂，需要好多信息，单独写一个方法
        Message message = createMessage(session);
        //9、发送邮件（需要一个message对象，知道message对象中的哪些接收人）
        ts.sendMessage(message,message.getAllRecipients());
        //10、关闭通道
        ts.close();
    }
}