java--网络编程

网络的相关概念

网络通信

1.概念:两台设备之间通过网络实现数据传输
2.网络通信:将数据通过网络从一台设备传输到另一台设备
3.java.net包下提供了一系列的类或接口，供程序员使用，完成网络通信

网络

概念：两台或多台设备通过一定物理设备连接起来构成了网络
根据网络的覆盖范围不同，对网络进行分类：
局域网：覆盖范围最小，仅仅覆盖一个教室或一个机房
城域网：覆盖范围较大，可以覆盖一个城市
广域网：覆盖范围最大，可以覆盖全国，甚至全球，万维网是广域网的代表

IP 地址

（1）概念：用于唯一标识网络中的每台计算机/主机
（2）查看 ip 地址： ipconfig
（3）ip 地址的表示形式：点分十进制 XX.XX.XX.XX（4 个字节，32 位）
（4）每一个十进制数的范围：0~255
（5）ip 地址的组成 = 网络地址（192.168.16） + 主机地址（69），比如：192.168.16.69
（6）IPV6 是互联网工程任务组设计的用于替代 IPV4 的下一代 IP 协议，其地址数量号称可为全世界的每一粒沙子编上一个地址
（7）由于 IPV4 最大的问题在于网络地址资源有限，严重制约了互联网的应用和发展。IPv6 的使用，不仅能解决网络地址资源数量的问题，而且也解决了多种接入设备连入互联的障碍

ipv4 地址分类

本机地址： 127.0.0.1

域名

1.www.baidu.com
2.好处:为了方便记忆，解决记ip的困难
3.概念:将ip地址映射成域名，这里怎么映射上，HTTP协议

端口号
1、概念:用于标识计算机上某个特定的网络程序
2、表示形式:以整数形式，端口范围0~65535 [2个字节表示端口 0~2^16-1]
3、0~1024已经被占用,比如 ssh 22,ftp 21,smtp 25 http 80
4、常见的网络程序端口号:
tomcat :8080
mysql:3306
oracle:1521
sqlserver:1433

网络通信协议

TCP/IP：Transmission Control Protocol / Internet Protocol，传输控制协议/因特网互联协议，又叫网络通讯协议。
这个协议是 Internet 最基本的协议、Internet 国际互联网络的基础，简单地说，就是由网络层的IP协议和传输层的TCP协议组成的。

网络通信协议

TCP 和 UDP

TCP协议：传输控制协议
（1）使用TCP协议前，须先建立 TCP 连接，形成传输数据通道
（2）传输前，采用”三次握手“方式，是可靠的
（3）TCP协议进行通信的两个应用进程：客户端、服务端
（4）在连接中可进行大数据量的传输
（5）传输完毕，需释放已建立的连接，效率低
（6）类似打电话

UDP协议：用户数据协议
（1）将数据、源、目的封装成数据包，不需要建立连接
（2）每个数据报的大小限制在64K内，不适合传输大量数据
（3）因无需连接，故是不可靠的
（4）发送数据结束时无需释放资源（因为不是面向连接的），速度快
（5）类似发短信

InetAddress类

应用案例

编写代码，获取计算机的主机名和IP地址相关API

import java.net.InetAddress;
import java.net.UnknownHostException;
public class API_ {public static void main(String[] args) throws UnknownHostException {//1. 获取本机的InetAddress 对象InetAddress localHost = InetAddress.getLocalHost();System.out.println(localHost);//LAPTOP-I7QFKRFR/192.168.31.181//2. 根据指定主机名 获取 InetAddress对象InetAddress host1 = InetAddress.getByName("LAPTOP-I7QFKRFR");System.out.println("host1=" + host1);//LAPTOP-I7QFKRFR/192.168.31.181//3. 根据域名返回 InetAddress对象, 比如 www.baidu.com 对应InetAddress host2 = InetAddress.getByName("www.baidu.com");System.out.println("host2=" + host2);//host2=www.baidu.com/182.61.200.7//4. 通过 InetAddress 对象，获取对应的地址String hostAddress = host2.getHostAddress();//IP 182.61.200.7System.out.println("host2 对应的ip = " + hostAddress);//182.61.200.7//5. 通过 InetAddress 对象，获取对应的主机名/或者的域名String hostName = host2.getHostName();System.out.println("host2对应的主机名/域名=" + hostName); // www.baidu.com}
}

Socket

基本介绍

（1）套接字（Socket）开发网络应用程序被广泛采用，以至于成为事实上的标准
（2）通信的两端都要有 Socket，是两台机器间通信的端点
（3）网络通信其实就是 Socket 的通信。
（4）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。
（5）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

Socket工作过程包含以下四个步骤：
（1）创建Socket；
（2）打开连接到Socket的输入/输出流；
（3）按照一定的协议对Socket进行读/写操作；
（4）关闭Socket

java中的Socket类主要包括两个：Socket（客户端）和 ServerSocket（服务器端）

Socket客户端：
(1)Socket socket = new Socket(ip,port); 打开一个套接字，发送请求
(2)InputStream in = socket.getInputStream(); 从socket建立输入流
(3)OutputStream out = socket.getOutputStream(); 从socket建立输出流
Socket服务器：注意多个客户端同时访问服务器的问题：多线程
(1)ServerSocket server = new ServerSocket(port); 创建一个端口
(2)Socket socket = server.accept(); 只有当有客户端请求并建立了连接，函数才会返回，返回Socket对象
(3)InputStream istream = socket.getInputStream(); 从socket建立输入流 (4)OutputStream ostream = socket.getOutputStream(); 从socket建立输出流

TCP 网络通信编程

基本介绍

1.基于客户端一服务端的网络通信
2.底层使用的是TCP/IP协议
3应用场景举例:客户端发送数据，服务端接受并显示控制台
4.基于Socket的TCP编程

应用案例1(使用字节流)

1、编写一个服务器端，和一个客户端
2、服务器端在9999端口监听
3、客户端连接到服务器端，发送“hello，server”，然后退出
4、服务器端接收到客户端发送的信息，输出，并退出

import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
/*** 服务端*/
public class SocketTCP01Server {public static void main(String[] args) throws IOException {//思路//1. 在本机 的9999端口监听, 等待连接//   细节: 要求在本机没有其它服务在监听9999//   细节：这个 ServerSocket 可以通过 accept() 返回多个Socket[多个客户端连接服务器的并发]ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(9999);System.out.println("服务端，在9999端口监听，等待连接..");//2. 当没有客户端连接9999端口时，程序会 阻塞, 等待连接//   如果有客户端连接，则会返回Socket对象，程序继续Socket socket = serverSocket.accept();System.out.println("服务端 socket =" + socket.getClass());//3. 通过socket.getInputStream() 读取客户端写入到数据通道的数据, 显示InputStream inputStream = socket.getInputStream();//4. IO读取byte[] buf = new byte[1024];int readLen = 0;while ((readLen = inputStream.read(buf)) != -1) {System.out.println(new String(buf, 0, readLen));//根据读取到的实际长度，显示内容.}//5.关闭流和socketinputStream.close();socket.close();serverSocket.close();//关闭}
}

import java.io.IOException;
import java.io.OutputStream;
import java.net.InetAddress;
import java.net.Socket;
import java.net.UnknownHostException;
/*** 客户端，发送 "hello, server" 给服务端*/
public class SocketTCP01Client {public static void main(String[] args) throws IOException {//思路//1. 连接服务端 (ip , 端口）//解读: 连接本机的 9999端口, 如果连接成功，返回Socket对象Socket socket = new Socket(InetAddress.getLocalHost(), 9999);System.out.println("客户端 socket返回=" + socket.getClass());//2. 连接上后，生成Socket, 通过socket.getOutputStream()//   得到 和 socket对象关联的输出流对象OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();//3. 通过输出流，写入数据到 数据通道outputStream.write("hello, server".getBytes());//4. 关闭流对象和socket, 必须关闭outputStream.close();socket.close();System.out.println("客户端退出.....");}
}

public Socket accept()方法的作用就是侦听并接受此套接字的连接。此方法在连接传入之前一直阻塞。

应用案例2(使用字节流)（互发）

编写一个服务端，和一个客户端
服务器端在9999端口监听
客户端连接到服务器端，发送“hello，server” 并接收服务器端回发的 “hello，client”，再退出
服务器端接收到客户端发送的信息，输出，并发送“hello，client” 再退出

！设置写入结束标记： socket.shutdownOutput();

import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
/*** 服务端*/
@SuppressWarnings({"all"})
public class SocketTCP02Server {public static void main(String[] args) throws IOException {//思路//1. 在本机 的9999端口监听, 等待连接//   细节: 要求在本机没有其它服务在监听9999//   细节：这个 ServerSocket 可以通过 accept() 返回多个Socket[多个客户端连接服务器的并发]ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(9999);System.out.println("服务端，在9999端口监听，等待连接..");//2. 当没有客户端连接9999端口时，程序会 阻塞, 等待连接//   如果有客户端连接，则会返回Socket对象，程序继续Socket socket = serverSocket.accept();System.out.println("服务端 socket =" + socket.getClass());////3. 通过socket.getInputStream() 读取客户端写入到数据通道的数据, 显示InputStream inputStream = socket.getInputStream();//4. IO读取byte[] buf = new byte[1024];int readLen = 0;while ((readLen = inputStream.read(buf)) != -1) {System.out.println(new String(buf, 0, readLen));//根据读取到的实际长度，显示内容.}//5. 获取socket相关联的输出流OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();outputStream.write("hello, client".getBytes());//   设置结束标记socket.shutdownOutput();//6.关闭流和socketoutputStream.close();inputStream.close();socket.close();serverSocket.close();//关闭}
}

import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.InetAddress;
import java.net.Socket;
/*** 客户端，发送 "hello, server" 给服务端*/
@SuppressWarnings({"all"})
public class SocketTCP02Client {public static void main(String[] args) throws IOException {//思路//1. 连接服务端 (ip , 端口）//解读: 连接本机的 9999端口, 如果连接成功，返回Socket对象Socket socket = new Socket(InetAddress.getLocalHost(), 9999);System.out.println("客户端 socket返回=" + socket.getClass());//2. 连接上后，生成Socket, 通过socket.getOutputStream()//   得到 和 socket对象关联的输出流对象OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();//3. 通过输出流，写入数据到 数据通道outputStream.write("hello, server".getBytes());//   设置结束标记socket.shutdownOutput();//4. 获取和socket关联的输入流. 读取数据(字节)，并显示InputStream inputStream = socket.getInputStream();byte[] buf = new byte[1024];int readLen = 0;while ((readLen = inputStream.read(buf)) != -1) {System.out.println(new String(buf, 0, readLen));}//5. 关闭流对象和socket, 必须关闭inputStream.close();outputStream.close();socket.close();System.out.println("客户端退出.....");}
}

应用案例3(使用字符流)

编写一个服务端,和一个客户端
服务端在 9999端口监听
客户端连接到服务端，发送"hello,server”,并接收服务端回发的"hello,client”，再退出
服务端接收到客户端发送的信息，输出，并发送"hello, client",再退出

设置写入结束标记： Writer.newLine(); readLine() 配合使用

import java.io.*;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
/*** 服务端, 使用字符流方式读写*/
@SuppressWarnings({"all"})
public class SocketTCP03Server {public static void main(String[] args) throws IOException {//思路//1. 在本机 的9999端口监听, 等待连接//   细节: 要求在本机没有其它服务在监听9999//   细节：这个 ServerSocket 可以通过 accept() 返回多个Socket[多个客户端连接服务器的并发]ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(9999);System.out.println("服务端，在9999端口监听，等待连接..");//2. 当没有客户端连接9999端口时，程序会 阻塞, 等待连接//   如果有客户端连接，则会返回Socket对象，程序继续Socket socket = serverSocket.accept();System.out.println("服务端 socket =" + socket.getClass());////3. 通过socket.getInputStream() 读取客户端写入到数据通道的数据, 显示InputStream inputStream = socket.getInputStream();//4. IO读取, 使用字符流, 老师使用 InputStreamReader 将 inputStream 转成字符流BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(inputStream));String s = bufferedReader.readLine();System.out.println(s);//输出//5. 获取socket相关联的输出流OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();//    使用字符输出流的方式回复信息BufferedWriter bufferedWriter = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(outputStream));bufferedWriter.write("hello client 字符流");bufferedWriter.newLine();// 插入一个换行符，表示回复内容的结束bufferedWriter.flush();//注意需要手动的flush//6.关闭流和socketbufferedWriter.close();bufferedReader.close();socket.close();serverSocket.close();//关闭}
}

import java.io.*;
import java.net.InetAddress;
import java.net.Socket;
/*** 客户端，发送 "hello, server" 给服务端， 使用字符流*/
@SuppressWarnings({"all"})
public class SocketTCP03Client {public static void main(String[] args) throws IOException {//思路//1. 连接服务端 (ip , 端口）//解读: 连接本机的 9999端口, 如果连接成功，返回Socket对象Socket socket = new Socket(InetAddress.getLocalHost(), 9999);System.out.println("客户端 socket返回=" + socket.getClass());//2. 连接上后，生成Socket, 通过socket.getOutputStream()//   得到 和 socket对象关联的输出流对象OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();//3. 通过输出流，写入数据到 数据通道, 使用字符流BufferedWriter bufferedWriter = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(outputStream));bufferedWriter.write("hello, server 字符流");bufferedWriter.newLine();//插入一个换行符，表示写入的内容结束, 注意，要求对方使用readLine()!!!!bufferedWriter.flush();// 如果使用的字符流，需要手动刷新，否则数据不会写入数据通道//4. 获取和socket关联的输入流. 读取数据(字符)，并显示InputStream inputStream = socket.getInputStream();BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(inputStream));String s = bufferedReader.readLine();System.out.println(s);//5. 关闭流对象和socket, 必须关闭bufferedReader.close();//关闭外层流bufferedWriter.close();socket.close();System.out.println("客户端退出.....");}
}

应用案例4

编写一个服务端, 和一个客户端
服务器端在 8888端口监听
客户端连接到服务端，发送一张图片 e:\gie.png
服务器端接收到客户端发送的图片，保存到 src下,发送"收到图片"再退出
客户端接收到服务端发送的"收到图片"，再退出
该程序要求使用 StreamUtils.java,我们直接使用

工具类

import java.io.BufferedReader;
import java.io.ByteArrayOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.InputStreamReader;/*** 此类用于演示关于流的读写方法**/
public class StreamUtils {/*** 功能：将输入流转换成byte[]* @param is* @return* @throws Exception*/public static byte[] streamToByteArray(InputStream is) throws Exception{ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();//创建输出流对象byte[] b = new byte[1024];int len;while((len=is.read(b))!=-1){bos.write(b, 0, len);	}byte[] array = bos.toByteArray();bos.close();return array;}/*** 功能：将InputStream转换成String* @param is* @return* @throws Exception*/public static String streamToString(InputStream is) throws Exception{BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(is));StringBuilder builder= new StringBuilder();String line;while((line=reader.readLine())!=null){ //当读取到 null时，就表示结束builder.append(line+"\r\n");}return builder.toString();}
}

服务端

import java.io.*;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
/*** 文件上传的服务端*/
public class TCPFileUploadServer {public static void main(String[] args) throws Exception {//1. 服务端在本机监听8888端口ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8888);System.out.println("服务端在8888端口监听....");//2. 等待连接Socket socket = serverSocket.accept();//3. 读取客户端发送的数据//   通过Socket得到输入流BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(socket.getInputStream());byte[] bytes = StreamUtils.streamToByteArray(bis);//4. 将得到 bytes 数组，写入到指定的路径，就得到一个文件了String destFilePath = "src\\abc.mp4";BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream(destFilePath));bos.write(bytes);bos.close();// 向客户端回复 "收到图片"// 通过socket 获取到输出流(字符)BufferedWriter writer = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(socket.getOutputStream()));writer.write("收到图片");writer.flush();//把内容刷新到数据通道socket.shutdownOutput();//设置写入结束标记//关闭其他资源writer.close();bis.close();socket.close();serverSocket.close();}
}

客户端

import java.io.*;
import java.net.InetAddress;
import java.net.Socket;
/*** 文件上传的客户端*/
public class TCPFileUploadClient {public static void main(String[] args) throws Exception {//客户端连接服务端 8888，得到Socket对象Socket socket = new Socket(InetAddress.getLocalHost(), 8888);//创建读取磁盘文件的输入流//String filePath = "e:\\qie.png";String filePath = "e:\\abc.mp4";BufferedInputStream bis  = new BufferedInputStream(new FileInputStream(filePath));//bytes 就是filePath对应的字节数组byte[] bytes = StreamUtils.streamToByteArray(bis);//通过socket获取到输出流, 将bytes数据发送给服务端BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(socket.getOutputStream());bos.write(bytes);//将文件对应的字节数组的内容，写入到数据通道bis.close();socket.shutdownOutput();//设置写入数据的结束标记//=====接收从服务端回复的消息=====InputStream inputStream = socket.getInputStream();//使用StreamUtils 的方法，直接将 inputStream 读取到的内容 转成字符串String s = StreamUtils.streamToString(inputStream);System.out.println(s);//关闭相关的流inputStream.close();bos.close();socket.close();}
}

netstat 指令

netstat 指令----TCP网络通信编程

（1）netstat -an 可以查看当前主机网络情况，包括 端口监听 情况和 网络连接 情况
（2）netstat -an | more可以分页显示，按下空格翻页
（3）要求在 dos控制台下执行 win+r
① Listening 表示某个端口在监听
② 如果有一个外部程序（客户端）连接到该端口，就会显示一条连接信息
netstat -anb more 权限更高

TCP 网络通讯不为人知的秘密：当客户端连接到服务端后，实际上客户端也是通过一个端口和服务端进行通讯的，这个端口是TCP/IP 来分配的，是不确定的，是随机的.

UDP 网络通信编程[了解]

基本介绍

DatagramSocket 和 DatagramPacket [数据包/数据报] 实观了基于 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

基本流程

核心的两个类/对象 DatagramSocket 与 DatagramPacket
建立发送端，接收端（没有服务端和客户端概念）
发送数据前，建立数据包/报 DatagramPacket 对象
调用 DatagramSocket 的发送、接收方法
关闭 DatagramSocket

UDP说明

没有明确的服务端和客户端，演变成数据的发送端和接收端
接收数据和发送数据是通过 DatagramSocket 对象完成
将数据封装到 DatagramPacket 对象/装包
当接收到 DatagramPacket 对象，需要进行拆包，取出数据
DatagramSocket 可以指定在哪个端口接收数据

应用案例

编写一个接收端A，和一个发送端B
接收端 A 在9999端口等待接收数据（receive）
发送端 B 向接收端 A 发送数据 “hello，明天吃火锅～”
接收端 A 接收到发送端 B 发送的数据，回复 “好的，明天见” 再退出
发送端接收回复的数据，再退出

UDP 协议一个数据包最大 64k

UDP接收端 ----- 接收端 A

import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetAddress;
import java.net.SocketException;/*** UDP接收端*/
public class UDPReceiverA {public static void main(String[] args) throws IOException {//1. 创建一个 DatagramSocket 对象，准备在9999接收数据DatagramSocket socket = new DatagramSocket(9999);//2. 构建一个 DatagramPacket 对象，准备接收数据//   在前面讲解UDP 协议时，老师说过一个数据包最大 64kbyte[] buf = new byte[1024];DatagramPacket packet = new DatagramPacket(buf, buf.length);//3. 调用 接收方法, 将通过网络传输的 DatagramPacket 对象//   填充到 packet对象//提示: 当有数据包发送到 本机的9999端口时，就会接收到数据//   如果没有数据包发送到 本机的9999端口, 就会阻塞等待.System.out.println("接收端A 等待接收数据..");socket.receive(packet);//4. 可以把packet 进行拆包，取出数据，并显示.int length = packet.getLength();//实际接收到的数据字节长度byte[] data = packet.getData();//接收到数据String s = new String(data, 0, length);System.out.println(s);//===回复信息给B端//将需要发送的数据，封装到 DatagramPacket对象data = "好的, 明天见".getBytes();//说明: 封装的 DatagramPacket对象 data 内容字节数组 , data.length , 主机(IP) , 端口packet =new DatagramPacket(data, data.length, InetAddress.getByName("192.168.12.1"), 9998);socket.send(packet);//发送//5. 关闭资源socket.close();System.out.println("A端退出...");}
}

发送端B ====> 也可以接收数据

import java.io.IOException;
import java.net.*;/*** 发送端B ====> 也可以接收数据*/
@SuppressWarnings({"all"})
public class UDPSenderB {public static void main(String[] args) throws IOException {//1.创建 DatagramSocket 对象，准备在9998端口 接收数据DatagramSocket socket = new DatagramSocket(9998);//2. 将需要发送的数据，封装到 DatagramPacket对象byte[] data = "hello 明天吃火锅~".getBytes(); ////说明: 封装的 DatagramPacket对象 data 内容字节数组 , data.length , 主机(IP) , 端口DatagramPacket packet =new DatagramPacket(data, data.length, InetAddress.getByName("192.168.12.1"), 9999);socket.send(packet);//3.=== 接收从A端回复的信息//(1)   构建一个 DatagramPacket 对象，准备接收数据//   在前面讲解UDP 协议时，老师说过一个数据包最大 64kbyte[] buf = new byte[1024];packet = new DatagramPacket(buf, buf.length);//(2)    调用 接收方法, 将通过网络传输的 DatagramPacket 对象//   填充到 packet对象//老师提示: 当有数据包发送到 本机的9998端口时，就会接收到数据//   如果没有数据包发送到 本机的9998端口, 就会阻塞等待.socket.receive(packet);//(3)  可以把packet 进行拆包，取出数据，并显示.int length = packet.getLength();//实际接收到的数据字节长度data = packet.getData();//接收到数据String s = new String(data, 0, length);System.out.println(s);//关闭资源socket.close();System.out.println("B端退出");}
}

java--IO流-CSDN博客