1. 网络编程概述
网路编程要解决的两个问题：
- 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
针对两个问题的的解决方案：
- 问题一： IP地址和端口号
- 问题二： 网络通信协议，如TCP/IP协议
IP地址
- IP地址表示唯一的标识 Internet 上的计算机（通信实体），本地回环地址为(hostAddress)：127.0.0.1，对应的 主机名(hostName)：localhost。
- IP地址分类方式1：IPV4 和 IPV6
IPV4：4个字节组成，4个0-255。大概42亿，30亿都在北美，亚洲4亿。2011年初已经用尽。以点分十进制表示，如192.168.0.1
IPV6：128位（16个字节），写成8个无符号整数，每个整数用四个十六进制位表示，数之间用冒号（：）分开，如：3ffe:3201:1401:1280:c8ff:fe4d:db39:1984。 - IP地址分类方式2：公网地址(万维网使用)和私有地址(局域网使用)。192.168.
开头的就是私有址址，范围即为192.168.0.0–192.168.255.255，专门为组织机
构内部使用
端口号
- 端口号标识正在计算机上运行的进程（程序）。 不同的进程有不同的端口号；被规定为一个 16 位的整数 0~65535。
- 端口分类：
公认端口：0~1023。被预先定义的服务通信占用（如：HTTP占用端口80，FTP占用端口21，Telnet占用端口23）
注册端口：1024~49151。分配给用户进程或应用程序。（如：Tomcat占用端口8080，MySQL占用端口3306，Oracle占用端口1521等）。
动态/私有端口：49152~65535。 - 端口号与IP地址的组合得出一个网络套接字：Socket。
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。通信协议采用分层的思想，同层间可以通信、上一层可以调用下一层，而与再下一层不发生关系。各层互不影响，利于系统的开发和扩展。
TCP/IP协议簇
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
2. InetAddress类的使用
InetAddress类主要表示IP地址，两个子类：Inet4Address、Inet6Address。
- InetAddress类没有提供公共的构造器，而是提供了如下几个静态方法来获取InetAddress实例。
public static InetAddress getLocalHost()
public static InetAddress getByName(String host)
- InetAddress提供了如下几个常用的方法
public String getHostAddress()：返回 IP 地址字符串（以文本表现形式）。
public String getHostName()：获取此 IP 地址的主机名
public boolean isReachable(int timeout)：测试是否可以达到该地址
try {
//获取本机地址
InetAddress host = InetAddress.getLocalHost();
System.out.println(host.getHostAddress());
//连接远程主机
InetAddress host1 = InetAddress.getByName("www.baidu.com");
System.out.println(host1.getHostName());
//测试是否可以到达
System.out.println(host1.isReachable(1000));
} catch (UnknownHostException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
3. Socket类
网络上具有唯一标识的IP地址和端口号组合在一起才能构成唯一能识别的标识符套接字socket。 通信的两端都要有Socket，是两台机器间通信的端点,网络通信其实就是Socket间的通信。Socket允许程序把网络连接当成一个流，数据在两个Socket间通过IO传输,一般主动发起通信的应用程序属客户端，等待通信请求的为服务端,分为如下两类：
流套接字（stream socket）：使用TCP提供可依赖的字节流服务
数据报套接字（datagram socket）：使用UDP提供“尽力而为”的数据报服务
常用方法
4. TCP网络编程
- 客户端socket编程步骤
- 创建 Socket：根据指定服务端的 IP 地址或端口号构造 Socket 类对象。若服务器端响应，则建立客户端到服务器的通信线路。若连接失败，会出现异常。
- 打开连接到 Socket 的输入/出流： 使用 getInputStream()方法获得输入流，使用
getOutputStream()方法获得输出流，进行数据传输 - 按照一定的协议对 Socket 进行读/写操作：通过输入流读取服务器放入线路的信息
（但不能读取自己放入线路的信息），通过输出流将信息写入线程。 - 关闭 Socket：断开客户端到服务器的连接，释放线路
- 服务端socket编程步骤
- 调用 ServerSocket(int port) ：创建一个服务器端套接字，并绑定到指定端口
上。用于监听客户端的请求。 - 调用 accept()：监听连接请求，如果客户端请求连接，则接受连接，返回通信
套接字对象。 - 调用 该Socket类对象的 getOutputStream() 和 getInputStream ()：获取输出
流和输入流，开始网络数据的发送和接收。 - 关闭ServerSocket和Socket对象：客户端访问结束，关闭通信套接字。
栗子：客户端将图片发送给服务端，服务端给出回应
public class Client {
public static void main(String[] args) {
BufferedInputStream bis = null;
OutputStream os = null;
Socket socket = null;
InputStream is = null;
try {
System.out.println("===========客户端启动============");
InetAddress host = InetAddress.getLocalHost();
socket = new Socket(host, 8888);
bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream("E:\\CODE\\review\\javaReview\\data\\01.jpg"));
//获取socket输出流
os = socket.getOutputStream();
int len;
byte[] buff = new byte[1024];
while ((len = bis.read(buff)) != -1){
os.write(buff,0,len);
}
socket.shutdownOutput();
is = socket.getInputStream();
while ((len = is.read(buff)) != -1){
System.out.println(new String(buff,0,len));
}
} catch (UnknownHostException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}finally {
try {
socket.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
try {
bis.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
try {
os.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
try {
is.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
public class Server {
public static void main(String[] args) {
ServerSocket serverSocket = null;
Socket socket = null;
InputStream is = null;
OutputStream os = null;
BufferedInputStream bis = null;
try {
System.out.println("=============服务器启动==============");
serverSocket = new ServerSocket(8888);
socket = serverSocket.accept();
is = socket.getInputStream();
os = new FileOutputStream("01.jpg");
bis = new BufferedInputStream(is);
byte[] buff = new byte[1024];
int len;
while ((len = bis.read(buff)) != -1){
os.write(buff,0,len);
os.flush();
}
os = socket.getOutputStream();
os.write("服务器收到图片".getBytes());
os.flush();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}finally {
try {
bis.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
try {
os.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
try {
socket.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
try {
serverSocket.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
5.UDP编程
- 类 DatagramSocket 和 DatagramPacket 实现了基于 UDP 协议网络程序。
- UDP数据报通过数据报套接字 DatagramSocket 发送和接收，系统不保证UDP数据报一定能够安全送到目的地，也不能确定什么时候可以抵达。
- DatagramPacket 对象封装了UDP数据报，在数据报中包含了发送端的IP地址和端口号以及接收端的IP地址和端口号。
- UDP协议中每个数据报都给出了完整的地址信息，因此无须建立发送方和
接收方的连接。如同发快递包裹一样。
常用方法：
栗子：
public class Sender {
public static void main(String[] args) {
DatagramSocket datagramSocket = null;
DatagramPacket packet = null;
try {
datagramSocket = new DatagramSocket();
byte[] data = "你好，接收者".getBytes();
packet = new DatagramPacket(data, 0, data.length, InetAddress.getLocalHost(), 8888);
datagramSocket.send(packet);
} catch (SocketException e) {
e.printStackTrace();
} catch (UnknownHostException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}finally {
if(datagramSocket != null){
datagramSocket.close();
}
}
}
}
public class Acceptor {
public static void main(String[] args) {
DatagramSocket ds = null;
DatagramPacket dp = null;
try {
ds = new DatagramSocket(8888);
byte[] data = new byte[1024];
dp = new DatagramPacket(data, data.length);
ds.receive(dp);
String s = new String(dp.getData(), 0, dp.getLength());
System.out.println(dp.getAddress() + s);
} catch (SocketException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}finally {
if(ds != null){
ds.close();
}
}
}
}
6. URL编程
URL(Uniform Resource Locator)：统一资源定位符，它表示 Internet 上某一资源的地址。它是一种具体的URI，即URL可以用来标识一个资源，而且还指明了如何locate这个资源。一个URL由5个部分组成：
<传输协议>://<主机名>:<端口号>/<文件名>#片段名?参数列表
java.net中实现了URL类，实例化方法如下：
public URL (String spec)：通过一个表示URL地址的字符串可以构造一个URL对象。
public URL(URL context, String spec)：通过基 URL 和相对 URL 构造一个 URL 对象。
public URL(String protocol, String host, String file);
public URL(String protocol, String host, int port, String file);
对于http协议，存在URLConnection类，其URL的方法 openStream()能从网络上读取数据。
当与一个URL建立连接时，首先要在一个 URL 对象上通过方法 openConnection() 生成对应的 URLConnection对象。如果连接过程失败，将产生IOException。
栗子
public class URLTest {
public static void main(String[] args) {
InputStream is = null;
HttpURLConnection urlConnection = null;
OutputStream os = null;
try {
URL url = new URL("http://localhost:8080/E:/CODE/review/javaReview/data/01.jpg");
urlConnection = (HttpURLConnection)url.openConnection();
urlConnection.connect();
is = urlConnection.getInputStream();
byte[] buff = new byte[1024];
os = new FileOutputStream("01.jpg");
int len;
while((len = is.read(buff)) != -1){
os.write(buff, 0, len);
}
System.out.println("下载完成");
} catch (MalformedURLException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}finally {
if(os != null){
try {
os.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
if(is != null){
try {
is.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
if(urlConnection != null){
urlConnection.disconnect();
}
}
}
}
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