网络编程

网络的相关概念

网络通信

概念：将两台设备之间通过网络实现数据传输
网络通信：将数据通过网络从一台设备传输到另外一台设备
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

ip地址

概念：用于唯一标识网络中的每台计算机/主机
查看ip地址: ipconfig
ip地址的表现形式：点分十进制 xx.xx.xx.xx
每一个十进制数范围：0 ~ 255
ip地址的组成 = 网络地址 + 主机地址；比如：192.168.16.69
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，其地址数量号称可以为全世界的每一粒沙子编上一个地址
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，不仅能解决王立国地址资源的问题，而且也解决了多种接入设备炼乳互联网的障碍

IPv4是4个字节，IPv6是16个字节

IPv4地址分类

域名

概念：将ip地址映射成域名
端口号
概念：用于标识计算机上某个特定的网络程序
表现形式：以整数形式，端口范围 0 ~ 65535【2个字节表示端口， 0 ~ 2^16-1】
0 ~ 1024 已被占用，比如 ssh 22 , ftp 21 , smtp 25 , http 80
常见的网络程序端口号
Tomat : 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/网际协议）是指能够在多个不同网络间实现信息传输的协议簇。TCP/IP协议不仅仅指的是TCP 和IP两个协议，而是指一个由FTP、SMTP、TCP、UDP、IP等协议构成的协议簇，只是因为在TCP/IP协议中TCP协议和IP协议最具代表性，所以被称为TCP/IP协议。

TCP 和 UDP

TCP 协议：传输控制协议
使用TCP协议前，需建立TCP连接，形成传输数据通道
传输前，采用 三次握手 方式，是可靠的
TCP协议进行通信的两个应用进程：客户端、服务端
在连接中课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：用户数据协议
将数据封装成数据包，不需要建立连接
每个数据包的大小限制在64K内，不适合传输大量数据
因无须建立连接，所以是不可靠的
发送数据结束时，无须释放资源，因为不是面向连接的，速度快
举例：短信

InetAddress 类

获取本机 InetAddress 对象 getLocalHost
根据指定主机名/域名获取ip地址对象 getByName
获取 InetAddress 对象的主机名 getHostName
获取 InetAddress 对象的地址 getHostAddress

java

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);//DESKTOP-S4MP84S/192.168.12.1

        //2. 根据指定主机名 获取 InetAddress对象
        InetAddress host1 = InetAddress.getByName("DESKTOP-S4MP84S");
        System.out.println("host1=" + host1);//DESKTOP-S4MP84S/192.168.12.1

        //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);//www.baidu.com / 110.242.68.4

        //4. 通过 InetAddress 对象，获取对应的地址
        String hostAddress = host2.getHostAddress();//IP 110.242.68.4
        System.out.println("host2 对应的ip = " + hostAddress);//110.242.68.4

        //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 [TCP网络通信]

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
通信的两端都要有Socket，是两台机器之间的端点
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于客户端，等待通信请求的为服务端

案例一

java

/**
 * @version 1.0
 * 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socket
        inputStream.close();
        socket.close();
        serverSocket.close();//关闭

    }
}

java

/**
 * @version 1.0
 * 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.....");
    }
}

案例二

java

/**
 * @author 韩顺平
 * @version 1.0
 * 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.....");
    }
}

java

/**
 * @author 韩顺平
 * @version 1.0
 * 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socket
        outputStream.close();
        inputStream.close();
        socket.close();
        serverSocket.close();//关闭

    }
}

案例三

java

/**
 * @author 韩顺平
 * @version 1.0
 * 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.....");
    }
}

java

/**
 * @author 韩顺平
 * @version 1.0
 * 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socket
        bufferedWriter.close();
        bufferedReader.close();
        socket.close();
        serverSocket.close();//关闭

    }
}

UDP网络通信

类 DatagramSocket 和 DatagramPacket【数据包/数据报】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

基本流程

核心的两个类/对象 DatagramSocket 和 DatagramPacket
建立发送端，接收端（没有服务端和客户端的概念）
发送数据前，建立数据报/包 DatagramPacket 对象
调用 DatagramSocket 发送，接收方法
关闭 DatagramSocket

应用案例

java

/**
 * @author 韩顺平
 * @version 1.0
 * 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 64k
        byte[] 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
        //老师提示: 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...");

    }
}

java

/**
 * @author 韩顺平
 * @version 1.0
 * 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 64k
        byte[] 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");
    }
}

文件下载

java

/**
 * @author 韩顺平
 * @version 1.0
 * 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();

    }


}

java

/**
 * @author 韩顺平
 * @version 1.0
 * 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();
    }
}

java

/**
 * 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();
		
	}

}

网络编程 ​

网络的相关概念 ​

网络通信 ​

网络 ​

ip地址 ​

IPv4地址分类 ​

域名 ​

网络通信协议 ​

TCP 和 UDP ​

InetAddress 类 ​

Socket [TCP网络通信] ​

案例一 ​

案例二 ​

案例三 ​

UDP网络通信 ​

基本流程 ​

应用案例 ​

文件下载 ​

网络编程

网络的相关概念

网络通信

网络

ip地址

IPv4地址分类

域名

网络通信协议

TCP 和 UDP

InetAddress 类

Socket [TCP网络通信]

案例一

案例二

案例三

UDP网络通信

基本流程

应用案例

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