java 网络编程

Java 网络编程

网络通信协议

TCP/IP协议(Transmission Control Protocal/Internet Protoal 传输控制协议)：包括TCP协议、IP协议、UDP协议(User Datagram Protocol)、ICMP协议(Internet Control Message Protocol)和其他一些协议的协议组。
层次结构：
TCP/IP协议分为4层结构，分别是应用层、传输层、网络层、链路层。每层分别负责不同的通信功能。

应用程：主要负责应用程序的协议，如HTTP协议FTP协议等。
传输程：主要使网络程序进行通信，在进行网络通信时，可以采用TCP协议，也能使用UDP协议。
网络层：网络层是整个TCP/IP协议的核心，它主要用于将传输的数据进行分组，将分组的数据发送到目标计算机或网络。
链路层：用于定义物理传输通道，它通常是对某些网络连接设备的驱动协议，例如针对光纤、双绞线提供的驱动。
IP地址和端口号

• IP地址：每台计算机都有一个标识号，通过这个标识号就可以指定接收数据的计算机或发送数据的计算机，在TCP/IP协议中，这个标识号就是IP地址，它可以唯一标识一台计算机，目前广泛使用的是IPv4,他是有4个字节大小的二进制数(32位的二进制数)表示。
• 端口号：IP地址可以连接到指定的计算机，但是如果要访问目标计算机的某个应用程序，就需要指定端口号。计算机中不同的应用程序是通过端口号区分。端口号是用两个字节（16位二进制数）表示的，取值范围为0~65535.其中0~1023之间的端口号用于一些知名的网络服务和应用，普通用户需要使用1024以上的端口号，避免端口号被另一个应用或服务所占用。
  

InetAddress

在java中提供了一个InetAddress类，用于封装一个IP地址，并提供了一系列与IP地址相关的方法。

public class MyInetAddress {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        InetAddress localHost = InetAddress.getLocalHost();
        InetAddress baiduAddress = InetAddress.getByName("www.baidu.com");
        System.out.println("我的ip地址是： " + localHost.getHostAddress());
        System.out.println("百度的IP地址为：  " + baiduAddress.getHostAddress());
        System.out.println("2秒可否到达 " + baiduAddress.isReachable(2000));
        System.out.println("百度的主机名 ： " + baiduAddress.getHostName());
    }
}

UDP和TCP协议

• UDP是无连接通信协议，即在数据传输时，数据的发送端和接收端不建立逻辑连接，也就是说，当计算机A给计算机B发送数据时，A不会确认B是否存在，就会发送数据，同样B在收到数据时，也不会向A反馈是否收到数据。由于在使用UDP协议消耗资源小，通信效率高，所有常用于音频、视频和普通数据的传输。比如视频会议都使用UDP协议，因为在这种情况下偶尔丢失一两个数据包，也不会对接收结果产生太大影响。
• TCP协议是面向连接的通信协议，即在传输数据前先在发送端和接收端建立逻辑连接，然后在传输数据，它提供了两台计算机之间可靠无差错的数据传输，在TCP连接中必须要明确客户端和服务端，有客户端发出连接请求，每次连接的创建都需要经过三次握手。
  

Java TCP通信

在java中提供了两个类用于实现TCP程序，一个是ServerSocket类，用于表示服务器端，一个是Socket类，用于表示客户端。通信时先创建代表服务器端的ServerSocket对象，该对象相当于开启一个服务，并等待客户端连接，然后创建代表客户端的Socket对象向服务器端发送连接请求，服务器端响应请求，两者建立连接开始通信。
ServerSocket类
构造方法：

• ServerSocket()创建ServerScoket对象并没有绑定端口号，这样对象创建的服务器没有监听任何端口，不能直接使用，还需要继续调用bind(SocketAddress endpoint)方法绑定指定的端口号，才能正常使用。
• Serversocket(int port)创建ServerSocket对象时直接绑定端口号。端口可以指定为0，此时系统会分配一个还没有被其他网络程序所使用的端口号。
• Serversocket(int port, int backlog)在上面的构造方法上增加一个backlog参数，该参数用于指定在服务器忙的时，可以与之保持连接请求的等待客户数量，如果没有指定默认为50。
• Serversocket(int port, int backlog, InetAddress bindAddr)该方法时建立在第三个构造基础上，还指定了相关IP地址，这种情况适用于计算机上有多块网卡和多个IP的情况。

ServerSocket server = null;
// 第一种
server = new ServerSocket();
server.bind(new InetSocketAddress(8080));
// 第二种
server = new ServerSocket(8080);
// 第三种
server = new ServerSocket(8080, 80);
// 第四种
server = new ServerSocket(8080,78, InetAddress.getLocalHost());

常用方法：

Socket类
构造方法：

• Socket():该方法在创建Socket对象时，并没有指定IP和端口号，也就意味着只是创建了客户端对象，并没有去连接任何服务器，该对象还需要调用```connect(SocketAddress endpoint) ``方法，才能完成与指定服务器的连接诶，其中参数endpoint用于封装IP地址和端口号。
• Socket(String host, int port )，该方法在创建Socket对象时，会根据参数去连接指定地址和端口上运行的服务器程序，其中参数host接收的是一个字符串形式的IP地址。
• Socket(InetAddress address, int port)与上一个方法类似，参数address用于接收InetAddress类型对象，该对象封装一个IP地址。

Socket clinet = null;
// 第一种
clinet = new Socket();
clinet.connect(new InetSocketAddress(8080))
// 第二种
clinet = new Socket("127.0.0.1", 8080);
// 第三种
clinet = new Socket(InetAddress.getLocalHost(), 8080);

常用方法：

服务器端和客户端通信图：

java实现简单的TCP网络程序：

/**
* 服务器端
*/
public class MyServerScoket {
	public static void main(String[] args) {
		//产生一个ServerSocket
		ServerSocket server = null;
		BufferedInputStream buffin = null;
		boolean flag = true;
		try {
			// 开启服务器，8080端口
			server = new ServerSocket(8080);
			System.out.println("服务器已经打开！！！");
			while(flag) {
				//设置监听器，监听来自客户端的请求,accept接收来自客户端发送的信息
				//IO阻塞，持续监听客户端，有内容才取出来，没有获取客户端发送的信息一直阻塞
				Socket socket = server.accept();
				
				// 获取到客户端的一些信息
				System.out.println("上线通知：" + "IP:" + 
						socket.getInetAddress() + " 端口：" + socket.getPort());
				// 处理客户端发送过来的信息
				InputStream in = socket.getInputStream();
				buffin = new BufferedInputStream(in);
				int len = 0;
				byte[] by = new byte[1024];
				while((len = buffin.read(by)) != -1){
					String s = new String(by, 0, len);
					System.out.println(s);
				}
			}
		} catch (IOException e) {
			e.printStackTrace();
		} finally {
			try {
				server.close();
				buffin.close();
			} catch (IOException e) {
				e.printStackTrace();
			}
		}
	}
}
/**
* 客户端
*/
public class SocketClient {
	public static void main(String[] args) {
		Socket socket = null;
		try {
			// 客户端和服务器开启连接，如果没有抛出异常，证明连接成功，可以发消息了
			socket = new Socket("127.0.0.1", 8080);
			System.out.println("客户端程序上线！！！！");
			// 往服务器发送信息,out.write(xxx) 这才表示使用TCP传输数据
			OutputStream out = socket.getOutputStream();
			out.write("这是测试数据！".getBytes());	
		} catch (UnknownHostException e) {
			e.printStackTrace();
		} catch (IOException e) {
			e.printStackTrace();
		} finally {
			try {
				socket.close();
			} catch (IOException e) {
				e.printStackTrace();
			}
		}
	}
}