Java网络编程基础详解

Shun

网络编程
1.1 概述
1.2、网络通信的要素
如何实现网络通信？

1.网络编程中有两个主要的问题

如何定位到网络上的一台或者多台主机

使用cmd——>ping命令，ping一个域名，可以看到访问的主机的IP地址

找到主机之后，如何进行通信。

2.网络编程中的三要素

IP
端口号
网络通信协议(udp,tcp类)

1.3、IP
要想让网络中的计算机能够互相通信，必须为每台计算机指定一个标识号，通过这个标识号来指定要接收数据的计算机和识别发送的计算机，而lP地址就是这个标识号。也就是设备的标识
ip地址：InetAddress

使用IP可以唯一定位一台网络上的计算机
本机IP 127.0.0.1 本机localhost（唯一一个没网也能ping得通得ip）
ip地址的分类
- ipv4/ipv6
- 公网（互联网）/私网（局域网）

可以用InetAddress查询Ip地址。

public class TestInetAddress {
  public static void main(String[] args) {
    try {
      //查询网站IP地址
      InetAddress ip1 = InetAddress.getByName("www.baidu.com");
      System.out.println(ip1);//www.baidu.com/163.177.151.109
      //查询本机
      InetAddress ip2 = InetAddress.getLocalHost();
      System.out.println(ip2);//飞雷神/192.168.153.1
    } catch (UnknownHostException e) {
      e.printStackTrace();
    }
 
  }
}

还有一个InetSocketAddress类

1.4、端口
网络的通信，本质上是两个应用程序的通信。每台计算机都有很多的应用程序，那么在网络通信时，如何区分这些应用程序呢?如果说IP地址可以唯一标识网络中的设备，那么端口号就可以唯一标识设备中的应用程序了。也就是应用程序的标识

不同的进程有不同的端口号，用来区分应用程序
被规定
- TCP 0~65535
- UDP 0~65535
- 单个协议下，端口不冲突就可以使用。
端口分类
- 公有端口0~1023
  - HTTP:80
  - HTTPS:443
  - FTP:21
  - Telent:23
程序注册端口012~49151
- Tomcat：80
- mysql：3306
- Oracle：1521
- 动态、私有

1.5、通信协议
协议:计算机网络中，连接和通信的规则被称为网络通信协议

UDP协议
用户数据报协议(User Datagram Protocol)

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。简单来说，当一台计算机向另外一台计算机发送数据时，发送端不会确认接收端是否存在，就会发出数据，同样接收端在收到数据时，也不会向发送端反馈是否收到数据。
由于使用UDP协议消耗资源小，通信效率高，所以通常都会用于音频、视频和普通数据的传输
例如视频会议通常采用UDP协议，因为这种情况即使偶尔丢失一两个数据包，也不会对接收结果产生太大影响。但是在使用UDP协议传送数据时，由于UDP的面向无连接性，不能保证数据的完整性，因此在传输重要数据时不建议使用UDP协议

TCP协议
传输控制协议(Transmission Control Protocol)

TCP协议是面向连接的通信协议，即传输数据之前，在发送端和接收端建立逻辑连接，然后再传输数据，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与服务器端，由客户端向服务端发出连接请求，每次连接的创建都需要经过“三次握手”
三次握手:TCP协议中，在发送数据的准备阶段，客户端与服务器之间的三次交互，以保证连接的可靠

第一次握手，客户端向服务器端发出连接请求，等待服务器确认
第二次握手，服务器端向客户端回送一个响应，通知客户端收到了连接请求
第三次握手，客户端再次向服务器端发送确认信息，确认连接

形象记忆
三次握手（连接）
A:你愁啥？   发送请求
B:瞅你咋地？ 回应请求
A:来干一场！ 确认链接
 
 
四次挥手：（断开）

1.6、TCP模拟通信

客户端
1.连接服务器
2.发送消息

import java.io.IOException;
import java.io.OutputStream;
import java.net.InetAddress;
import java.net.Socket;
import java.net.UnknownHostException;
 
//客户端
public class TcpClientDemo01 {
 
  private static OutputStream os;
  private static Socket socket;
 
  public static void main(String[] args) {
 
    try {
      //1.获得服务器的地址、端口号
      InetAddress serverIP = InetAddress.getByName("127.0.0.1");
      int port=9999;//服务器的端口号
      //2.创建一个Sock连接
      socket = new Socket(serverIP,port);
      //使用该链接发送IO流消息
      os = socket.getOutputStream();
      os.write("你好,吃饭了吗？".getBytes());
    } catch (IOException e) {
      e.printStackTrace();
    }finally {//关闭资源
      if(os!=null){
        try {
          os.close();
        } catch (IOException e) {
          e.printStackTrace();
        }
      }
      if (socket != null) {
        try {
          socket.close();
        } catch (IOException e) {
          e.printStackTrace();
        }
      }
    }
  }
}

服务器
1.建立服务的端口
2.等待用户连接
3.接收用户的消息

import com.sun.xml.internal.messaging.saaj.util.ByteOutputStream;
 
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
 
public class TcpServerDemo01 {
 
  private static ServerSocket serverSocket;
  private static Socket socket;
  private static InputStream stream;
  private static ByteOutputStream baos;
 
  public static void main(String[] args) throws IOException {
    try {
      //给自己一个地址，端口号
      serverSocket = new ServerSocket(9999);
      while(true) {
        //等待客户端连接
        socket = serverSocket.accept();
        //读取客户端的消息
        stream = socket.getInputStream();
 
        //管道流
        baos = new ByteOutputStream();
        byte[] bytes = new byte[1024];
        int len;
        while ((len = stream.read(bytes)) != -1) {
          baos.write(bytes, 0, len);
        }
        System.out.println(baos.toString());
      }
    } catch (IOException e) {
      e.printStackTrace();
    }finally {
      baos.close();
      try {
        stream.close();
      } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
      }
      try {
        socket.close();
      } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
      }
      serverSocket.close();
    }
 
  }
}

文件上传
客服端上传文件

import com.sun.xml.internal.messaging.saaj.util.ByteOutputStream;
import java.io.ByteArrayInputStream;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.InetAddress;
import java.net.Socket;
 
public class TcpClientDemo02 {
  public static void main(String[] args) throws Exception {
    //创建一个Socket连接
    Socket socket = new Socket(InetAddress.getByName("127.0.0.1"), 9000);
    //socket的输出流
    OutputStream os = socket.getOutputStream();
    //读取文件的流
    FileInputStream fis = new FileInputStream("bg.jpeg");
    //写出文件
 
    byte[] bytes = new byte[1024];//缓冲区
    int len;
    while ((len = fis.read(bytes)) != -1) {//读到缓冲区
      os.write(bytes, 0, len);//从缓冲区写到输出流
    }
 
    //通知服务器，我已经上传完成
    socket.shutdownOutput();
 
    //接收确定服务器接收完毕的信息，断开连接
    InputStream inputStream = socket.getInputStream();
    ByteOutputStream bost = new ByteOutputStream();
    byte[] bytes2 = new byte[1024];
    int len2;
    while ((len2 = inputStream.read(bytes2)) != -1) {
      bost.write(bytes2,0,len2);
    }
    System.out.println(bost.toString());
 
    //关闭资源
    bost.close();
    inputStream.close();
    fis.close();
    os.close();
    socket.close();
  }
}

服务器接收文件

package com.yong.tcp;
 
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
 
public class TcpServerDemo02 {
  public static void main(String[] args) throws IOException {
    //创建链接
    ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(9000);
    //监听客户端的连接
    Socket socket = serverSocket.accept();
    //获取输入流
    InputStream inputStream = socket.getInputStream();//阻塞式监听，会一直等待
 
    //文件输出
    FileOutputStream fos = new FileOutputStream("receiver.jpeg");
    byte[] bytes = new byte[1024];
    int len;
    while ((len = inputStream.read(bytes)) != -1) {
      fos.write(bytes, 0, len);
    }
 
    //通知客户端，我已接收完毕
    OutputStream os = socket.getOutputStream();
    os.write("我接收完毕了，可以断开链接了".getBytes());
 
    //关闭资源
    os.close();
    fos.close();
    inputStream.close();
    socket.close();
    serverSocket.close();
 
  }
}

1.7、UDP
UDP消息发送（聊天实现）
发送方

package com.yong.chat;
 
import java.io.BufferedReader;
import java.io.InputStreamReader;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetSocketAddress;
 
public class ChatSendDemo01 {
  public static void main(String[] args) throws Exception {
    //建立一个端口
    DatagramSocket socket = new DatagramSocket(8888);
 
    //建立一个包裹
    //准备数据，从控制台
    BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
 
    while (true) {
 
      String data = reader.readLine();//控制台控制输入
      byte[] datas = data.getBytes();
      DatagramPacket packet = new DatagramPacket(datas, 0, data.length(), new InetSocketAddress("localhost", 9999));
 
      //发送包裹
      socket.send(packet);
 
      if ("bye".equals(data)) {
        break;
      }
 
    }
    socket.close();
  }
}

接收方

import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
 
public class ChatReceiverDemo01 {
  public static void main(String[] args) throws Exception {
    DatagramSocket socket = new DatagramSocket(9999);
 
    while (true) {
 
      //准备接收包裹
      byte[] bytes = new byte[1024];
      DatagramPacket packet = new DatagramPacket(bytes, 0, bytes.length);
 
      socket.receive(packet);//阻塞式接受包裹
      byte[] data = packet.getData();//拿出消息
      String receiveData = new String(data, 0, data.length);//转为字符串，注意不要导错包
 
      System.out.println(receiveData);
 
      //退出接收
      if ("bye".equals(receiveData.trim())) {
        break;
      }
 
    }
    socket.close();
  }
}

1.8、URL

实例：
爬取网络资源，url是网络资源的地址

import java.io.FileOutputStream;
import java.io.InputStream;
import java.net.HttpURLConnection;
import java.net.URL;
 
public class UrlDown {
  public static void main(String[] args) throws Exception {
    //下载地址，
    URL url = new URL("https://m701.music.126.net/20210813190206/833ba2325a035b223f2f315a7a5b1d4f/jdyyaac/0353/055e/565e/4910a621a524e5158013a4ccdad535d9.m4a");
 
    //连接到这个资源
    HttpURLConnection connection = (HttpURLConnection) url.openConnection();
 
    InputStream is = connection.getInputStream();
    FileOutputStream fos = new FileOutputStream("富士山下（陈奕迅）.m4a");
 
 
    byte[] bytes = new byte[1024];
    int len;
    while ((len = is.read(bytes)) != -1) {
      fos.write(bytes, 0, len);
    }
 
    fos.close();
    is.close();
    connection.disconnect();//断开连接
  }
}

总结
本篇文章就到这里了，希望能给你带来帮助，也希望您能够多多关注CodeAE代码之家的更多内容！
原文链接：https://blog.csdn.net/qq_44769557/article/details/119682462

[Java] Java网络编程基础详解

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