• Java回顾-网络编程

    一、概念

            如何实现网络中的主机互相通信？        

           1. 通信双方地址

                    IP +端口号

            2. 一定的规则（即：网络通信协议。有两套参考模型）

                     OSI参考模型：模型过于理想化，未能在因特网上进行广泛推广

                     TCP/IP参考模型(或TCP/IP协议)：事实上的国际标准。

     二、IP与端口号

    1、IP

            1、IP：唯一标识Internet上的计算机，java中使用 InetAddress类 代表ip地址

            2、本地回路地址:  127.0.0.1 ， 对应 localhost

            3、InetAddress类没有提供公共构造器，而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

    1.  
    2.             InetAddress inet1 = InetAddress.getByName("192.168.10.14");
    3.             System.out.println(inet1);
    4.             InetAddress inet2 = InetAddress.getByName("www.baidu.com");
    5.             System.out.println(inet2);
    6.             InetAddress inet3 = InetAddress.getByName("127.0.0.1");
    7.             System.out.println(inet3);
    8.  
    9.             //获取本地ip
    10.             InetAddress inet4 = InetAddress.getLocalHost();
    11.             System.out.println(inet4);
    12.      
    13.             System.out.println(inet2.getHostName());
    14.       
    15.             System.out.println(inet2.getHostAddress());

    2、端口号

            1、端口号标识正在计算机上运行的进程，不同的进程有不同的端口号

            2、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

    三、通信协议

    1、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

    2、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

    3、Socket

             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。

             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。

            Socket分类：

                    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

    3.1 Socket类的常用构造器

            - public Socket(InetAddress address,int port)创建一个流套接字并将其连接到指定 IP 地址的指定端口号。

            - public Socket(String host,int port)创建一个流套接字并将其连接到指定主机上的指定端口号。

     

    3.2 Socket类的常用方法

            - public InputStream getInputStream()返回此套接字的输入流。 可以用于接收网络消息

             -public OutputStream getOutputStream()返回此套接字的输出流。 可以用于发送网络消息

            - public InetAddress getInetAddress()此套接字连接到的远程 IP 地址；如果套接字是未连接的， 则返回 null。

            - public InetAddress getLocalAddress()获取套接字绑定的本地地址。 即本端的IP地址

            - public int getPort()此套接字连接到的远程端口号；如果尚未连接套接字， 则返回 0。

            - public int getLocalPort()返回此套接字绑定到的本地端口。 如果尚未绑定套接字， 则返回 -1。 即本端的端口号。

            - public void close()关闭此套接字。 套接字被关闭后， 便不可在以后的网络连接中使用（即无法重新连接或重新绑定） 。 需要创建新的套接字对象。 关闭此套接字也将会关闭该套接字的 InputStream 和OutputStream。

            - public void shutdownInput()如果在套接字上调用 shutdownInput() 后从套接字输入流读取内容， 则流将返回 EOF（文件结束符） 。 即不能在从此套接字的输入流中接收任何数据。

            - public void shutdownOutput()禁用此套接字的输出流。 对于 TCP 套接字， 任何以前写入的数据都将被发送， 并且后跟 TCP 的正常连接终止序列。 如果在套接字上调用 shutdownOutput() 后写入套接字输出流，则该流将抛出 IOException。 即不能通过此套接字的输出流发送任何数据。

    四、 TCP网络编程的实现

    客户端：

            1、创建Socket对象，指明服务端的ip和端口号       

            2、获取一个输出流，用于输出数据             

            3、写出数据的操作

            4、资源的关闭

    服务器端：

            1、创建ServerSocket，指明自己的端口号

            2、调用accept（）表示接收在自于客户端的socket，返回socket对象

            3、获取输入流

            4、读取输入流中的数据

            5、资源关闭

            1）客户端与服务器互发信息： 

    1.   //客户端
    2.     @Test
    3.     public void client()  {
    4.         Socket socket = null;
    5.         OutputStream os = null;
    6.         try {
    7.             //1.创建Socket对象，指明服务器端的ip和端口号
    8.             InetAddress inet = InetAddress.getByName("192.168.14.100");
    9.             socket = new Socket(inet,8899);
    10.             //2.获取一个输出流，用于输出数据
    11.             os = socket.getOutputStream();
    12.             //3.写出数据的操作
    13.             os.write("你好，我是客户端mm".getBytes());
    14.         } catch (IOException e) {
    15.             e.printStackTrace();
    16.         } finally {
    17.             //4.资源的关闭
    18.             if(os != null){
    19.                 try {
    20.                     os.close();
    21.                 } catch (IOException e) {
    22.                     e.printStackTrace();
    23.                 }
    24.  
    25.             }
    26.             if(socket != null){
    27.                 try {
    28.                     socket.close();
    29.                 } catch (IOException e) {
    30.                     e.printStackTrace();
    31.                 }
    32.  
    33.             }
    34.         }
    35.  
    36.     }
    37.     //服务端
    38.     @Test
    39.     public void server()  {
    40.         ServerSocket ss = null;
    41.         Socket socket = null;
    42.         InputStream is = null;
    43.         ByteArrayOutputStream baos = null;
    44.         try {
    45.             //1.创建服务器端的ServerSocket，指明自己的端口号
    46.             ss = new ServerSocket(8899);
    47.             //2.调用accept()表示接收来自于客户端的socket
    48.             socket = ss.accept();
    49.             //3.获取输入流
    50.             is = socket.getInputStream();
    51.             //4.读取输入流中的数据
    52.             baos = new ByteArrayOutputStream();
    53.             byte[] buffer = new byte[5];
    54.             int len;
    55.             while((len = is.read(buffer)) != -1){
    56.                 baos.write(buffer,0,len);
    57.             }
    58.  
    59.             System.out.println(baos.toString());
    60.             System.out.println("收到了来自于：" + socket.getInetAddress().getHostAddress() + "的数据");
    61.  
    62.         } catch (IOException e) {
    63.             e.printStackTrace();
    64.         } finally {
    65.             if(baos != null){
    66.                 //5.关闭资源
    67.                 try {
    68.                     baos.close();
    69.                 } catch (IOException e) {
    70.                     e.printStackTrace();
    71.                 }
    72.             }
    73.             if(is != null){
    74.                 try {
    75.                     is.close();
    76.                 } catch (IOException e) {
    77.                     e.printStackTrace();
    78.                 }
    79.             }
    80.             if(socket != null){
    81.                 try {
    82.                     socket.close();
    83.                 } catch (IOException e) {
    84.                     e.printStackTrace();
    85.                 }
    86.             }
    87.             if(ss != null){
    88.                 try {
    89.                     ss.close();
    90.                 } catch (IOException e) {
    91.                     e.printStackTrace();
    92.                 }
    93.             }
    94.  
    95.         }

            2）客户端发送文件给服务端，服务端将文件保存在本地

    1. /**
    2.  *
    3.  * 实现TCP的网络编程
    4.  * 客户端发送文件给服务端，服务端将文件保存在本地。
    5.  */
    6.  
    7.     @Test
    8.     public void client() throws IOException {
    9.         //1.
    10.         Socket socket = new Socket(InetAddress.getByName("127.0.0.1"),9090);
    11.         //2.
    12.         OutputStream os = socket.getOutputStream();
    13.         //3.
    14.         FileInputStream fis = new FileInputStream(new File("beauty.jpg"));
    15.         //4.
    16.         byte[] buffer = new byte[1024];
    17.         int len;
    18.         while((len = fis.read(buffer)) != -1){
    19.             os.write(buffer,0,len);
    20.         }
    21.         //5.
    22.         fis.close();
    23.         os.close();
    24.         socket.close();
    25.     }
    26.  
    27.     @Test
    28.     public void server() throws IOException {
    29.         //1.
    30.         ServerSocket ss = new ServerSocket(9090);
    31.         //2.
    32.         Socket socket = ss.accept();
    33.         //3.
    34.         InputStream is = socket.getInputStream();
    35.         //4.
    36.         FileOutputStream fos = new FileOutputStream(new File("beauty1.jpg"));
    37.         //5.
    38.         byte[] buffer = new byte[1024];
    39.         int len;
    40.         while((len = is.read(buffer)) != -1){
    41.             fos.write(buffer,0,len);
    42.         }
    43.         //6.
    44.         fos.close();
    45.         is.close();
    46.         socket.close();
    47.         ss.close();
    48.  
    49.     }
    50. }

            3）从客户端发送文件给服务端，服务端保存文件到本地。并返回“发送成功”给客户端。

    1. /**
    2.  * 实现TCP的网络编程
    3.  * 从客户端发送文件给服务端，服务端保存到本地。并返回“发送成功”给客户端。
    4.  * 并关闭相应的连接。
    5.  */
    6.     @Test
    7.     public void client() throws IOException {
    8.         //1.
    9.         Socket socket = new Socket(InetAddress.getByName("127.0.0.1"),9090);
    10.         //2.
    11.         OutputStream os = socket.getOutputStream();
    12.         //3.
    13.         FileInputStream fis = new FileInputStream(new File("beauty.jpg"));
    14.         //4.
    15.         byte[] buffer = new byte[1024];
    16.         int len;
    17.         while((len = fis.read(buffer)) != -1){
    18.             os.write(buffer,0,len);
    19.         }
    20.         //关闭数据的输出
    21.         socket.shutdownOutput();
    22.  
    23.         //5.接收来自于服务器端的数据，并显示到控制台上
    24.         InputStream is = socket.getInputStream();
    25.         ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
    26.         byte[] bufferr = new byte[20];
    27.         int len1;
    28.         while((len1 = is.read(buffer)) != -1){
    29.             baos.write(buffer,0,len1);
    30.         }
    31.  
    32.         System.out.println(baos.toString());
    33.  
    34.         //6.
    35.         fis.close();
    36.         os.close();
    37.         socket.close();
    38.         baos.close();
    39.     }
    40.  
    41.     @Test
    42.     public void server() throws IOException {
    43.         //1.
    44.         ServerSocket ss = new ServerSocket(9090);
    45.         //2.
    46.         Socket socket = ss.accept();
    47.         //3.
    48.         InputStream is = socket.getInputStream();
    49.         //4.
    50.         FileOutputStream fos = new FileOutputStream(new File("beauty2.jpg"));
    51.         //5.
    52.         byte[] buffer = new byte[1024];
    53.         int len;
    54.         while((len = is.read(buffer)) != -1){
    55.             fos.write(buffer,0,len);
    56.         }
    57.  
    58.         System.out.println("图片传输完成");
    59.  
    60.         //6.服务器端给予客户端反馈
    61.         OutputStream os = socket.getOutputStream();
    62.         os.write("你好，美女，照片我已收到，非常漂亮！".getBytes());
    63.  
    64.         //7.
    65.         fos.close();
    66.         is.close();
    67.         socket.close();
    68.         ss.close();
    69.         os.close();
    70.  
    71.     }
    72. }

    五、 UDP网络编程的实现

            1、 DatagramSocket 和 DatagramPacket 类实现了基于 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。

            2、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。

             3、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。

    1. DatagramSocket常用方法

            public DatagramSocket(int port)创建数据报套接字并将其绑定到本地主机上的指定端口。套接字将被绑定到通配符地址，IP 地址由内核来选择。

            public DatagramSocket(int port,InetAddress laddr)创建数据报套接字，将其绑定到指定的本地地址。 本地端口必须在 0 到 65535 之间（包括两者）。如果 IP 地址为 0.0.0.0，套接字将被绑定到通配符地 址，IP 地址由内核选择。

            public void close()关闭此数据报套接字。

            public void send(DatagramPacket p)从此套接字发送数据报包。DatagramPacket 包含的信息指示：将 要发送的数据、其长度、远程主机的 IP 地址和远程主机的端口号。

            public void receive(DatagramPacket p)从此套接字接收数据报包。当此方法返回时，DatagramPacket 的缓冲区填充了接收的数据。数据报包也包含发送方的 IP 地址和发送方机器上的端口号。 此方法 在接收到数据报前一直阻塞。数据报包对象的 length 字段包含所接收信息的长度。如果信息比包的 长度长，该信息将被截短。

            public InetAddress getLocalAddress()获取套接字绑定的本地地址。

            public int getLocalPort()返回此套接字绑定的本地主机上的端口号。

            public InetAddress getInetAddress()返回此套接字连接的地址。如果套接字未连接，则返回 null。

            public int getPort()返回此套接字的端口。如果套接字未连接，则返回 -1。

    2. DatagramPacket常用方法

            public DatagramPacket(byte[] buf,int length)构造 DatagramPacket，用来接收长度为 length 的数据包。 length 参数必须小于等于 buf.length。

            public DatagramPacket(byte[] buf,int length,InetAddress address,int port)构造数据报包，用来将长度为 length 的包发送到指定主机上的指定端口号。length 参数必须小于等于 buf.length。

             public InetAddress getAddress()返回某台机器的 IP 地址，此数据报将要发往该机器或者是从该机器接收到的。

            public int getPort()返回某台远程主机的端口号，此数据报将要发往该主机或 者是从该主机接收到的。

            public byte[] getData()返回数据缓冲区。接收到的或将要发送的数据从缓冲区 中的偏移量 offset 处开始，持续 length 长度。

             public int getLength()返回将要发送或接收到的数据的长度 

    UDP通信流程：

            1. 建立发送端/接收端

            2. 建立数据包（DatagramPacket）

            3. 调用Socket的发送/ 接收方法（DatagramSocket ）

            4. 关闭Socket

            - 发送端与接收端是两个独立的运行程序

    1. /**
    2.  * UDP协议的网络编程
    3.  */
    4.  
    5.     //发送端
    6.     @Test
    7.     public void sender() throws IOException {
    8.  
    9.         DatagramSocket socket = new DatagramSocket();
    10.  
    11.         String str = "我是UDP方式发送的导弹";
    12.         byte[] data = str.getBytes();
    13.         InetAddress inet = InetAddress.getLocalHost();
    14.         DatagramPacket packet = new DatagramPacket(data,0,data.length,inet,9090);
    15.  
    16.         socket.send(packet);
    17.  
    18.         socket.close();
    19.  
    20.     }
    21.     //接收端
    22.     @Test
    23.     public void receiver() throws IOException {
    24.  
    25.         DatagramSocket socket = new DatagramSocket(9090);
    26.  
    27.         byte[] buffer = new byte[100];
    28.         DatagramPacket packet = new DatagramPacket(buffer,0,buffer.length);
    29.  
    30.         socket.receive(packet);
    31.  
    32.         System.out.println(new String(packet.getData(),0,packet.getLength()));
    33.  
    34.         socket.close();
    35.     }

    六、Url编程

            URL的基本结构由5部分组成： ://:/#片段名?参数列表

            例如 http://192.168.1.100:8080/helloworld/index.jsp#a?username=user&password=123

            #片段名：即锚点，例如看小说，直接定位到章节

            参数列表格式：参数名=参数值&参数名=参数值....

    1、URL构造器

            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。

    例如： URL url = new URL ("http://www.baidu​​​​​​.com/");

            public URL(URL context, String spec)：通过基 URL 和相对 URL 构造一个 URL 对象。

    例如： URL downloadUrl = new URL(url, “download.html")

            public URL(String protocol, String host, String file);

    例如： new URL("http","www.atguigu.com", “download. html");

            public URL(String protocol, String host, int port, String file);

    例如: URL gamelan = newURL("http", "www.baidu.com", 80,“download.html");

    2、常用方法

            public String getProtocol( ) 获取该URL的协议名

            public String getHost( ) 获取该URL的主机名

            public String getPort( ) 获取该URL的端口号

            public String getPath( ) 获取该URL的文件路径

            public String getFile( ) 获取该URL的文件名

            public String getQuery( ) 获取该URL的查询名

    1.      URL url = new URL("http://localhost:8080/examples/beauty.jpg?username=Tom");
    2. //            public String getProtocol(  )     获取该URL的协议名
    3.             System.out.println(url.getProtocol());
    4. //            public String getHost(  )           获取该URL的主机名
    5.             System.out.println(url.getHost());
    6. //            public String getPort(  )            获取该URL的端口号
    7.             System.out.println(url.getPort());
    8. //            public String getPath(  )           获取该URL的文件路径
    9.             System.out.println(url.getPath());
    10. //            public String getFile(  )             获取该URL的文件名
    11.             System.out.println(url.getFile());
    12. //            public String getQuery(   )        获取该URL的查询名
    13.             System.out.println(url.getQuery());

    3、针对HTTP协议的URLConnection类

            若希望输出数据，例如向服务器端的 CGI （公共网关接口-Common Gateway Interface-的简称，是用户浏览器和服务器端的应用程序进行连接的接口）程序发送一 些数据，则必须先与URL建立连接，然后才能对其进行读写，此时需要使用 URLConnection 。

            URLConnection：表示到URL所引用的远程对象的连接。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.

            通过URLConnection对象获取的输入流和输出流，即可以与现有的CGI 程序进行交互。

                    public Object getContent( ) throws IOException

                    public int getContentLength( )

                    public String getContentType( )

                    public long getDate( )

                    public long getLastModified( )

                    public InputStream getInputStream( )throws IOException

                    public OutputSteram getOutputStream( )throws IOException

            从指定url上下载内容到本地：

    1. HttpURLConnection urlConnection = null;
    2. InputStream is = null;
    3. FileOutputStream fos = null;
    4.         try {
    5.             URL url = new URL("http://localhost:8080/examples/beauty.jpg");
    6.  
    7.             urlConnection = (HttpURLConnection) url.openConnection();
    8.  
    9.             urlConnection.connect();
    10.  
    11.             is = urlConnection.getInputStream();
    12.             fos = new FileOutputStream("day10\\beauty3.jpg");
    13.  
    14.             byte[] buffer = new byte[1024];
    15.             int len;
    16.             while((len = is.read(buffer)) != -1){
    17.                 fos.write(buffer,0,len);
    18.             }
    19.  
    20.             System.out.println("下载完成");
    21.         } catch (IOException e) {
    22.             e.printStackTrace();
    23.         } finally {
    24.             //关闭资源
    25.             if(is != null){
    26.                 try {
    27.                     is.close();
    28.                 } catch (IOException e) {
    29.                     e.printStackTrace();
    30.                 }
    31.             }
    32.             if(fos != null){
    33.                 try {
    34.                     fos.close();
    35.                 } catch (IOException e) {
    36.                     e.printStackTrace();
    37.                 }
    38.             }
    39.             if(urlConnection != null){
    40.                 urlConnection.disconnect();
    41.             }
    42.         }

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  • 原文地址：https://blog.csdn.net/weixin_62427168/article/details/125483281