• Java-day18(网络编程)

    网络编程

    1.概述

    • Java提供跨平台的网络类库，可以实现无痛的网络连接，程序员面对的是一个统一的网络编程环境

    • 网络编程的目的：直接或间接地通过网络协议与其他计算机进行通信

    • 网络编程的两个主要问题：

      • 1.如何准确定位网络上一台或多台计算机

        • 通信双方地址

        • 一定的规则
          TCP/IP参考模型（现实中运用）
          OSI参考模型（太过理想化，未广泛推广）

      • 2.找到主机后如何可靠高效地进行数据传输

        • TCP 可靠性高，每次传输数据多
        • UDP 速度快，可靠性低

    2.要素

    • IP和端口号

      • IP： 唯一标识Internet上的计算机（回环：127.0.0.1；主机：localhost）

      • 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；端口号为0~2^16-1,0~1023被预先定义，1024~65535支持用户定义（默认数据库MySQL：3306,http：80）

      • 端口号与IP地址的组合得出一个网络套接字
        在这里插入图片描述

    • 网络通信协议

      • 计算机网络中实现通信必须有的一些约定，及网络通信协议

      • 计算机各层之间互不影响

      • TCP/IP协议簇：包含多个具有不同功能且相互关联的一组协议（以传输控制协议（TCP）和网络互联协议（IP）为主）

    3.InetAddress类

    InetAddress:位于java.net下

    1. InetAddress用来代表IP地址，一个InetAddress的对象就代表一个IP地址
    2. 创建InetAddress类对象：getByName(String host)
    3. 获取IP地址：getHostAddress() 获取IP地址对应的域名：getHostName()

    例：

    import java.net.InetAddress;
import java.net.UnknownHostException;

public class Test1 {
	public static void main(String[] args) throws Exception {                         
		//创建InetAddress对象
		InetAddress inet = InetAddress.getByName("www.bilibili.com");		
		//inet = InetAddress.getByName("61.240.206.10");//也可以用IP地址
		System.out.println(inet);//www.bilibili.com/112.83.140.13
		
		System.out.println(inet.getHostAddress());
		System.out.println(inet.getHostName());
		
		System.out.println();
		//获取本机的用户名与IP
		InetAddress inet1 = InetAddress.getLocalHost();
		System.out.println(inet1);
		System.out.println(inet1.getHostAddress());
		System.out.println(inet1.getHostName());
	}

}

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    4.TCP网络通信

    传输控制协议要点
    • 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，可靠
    • 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
    • 传输完成，需释放已建立的连接，效率低
      例1
    package com.end.java;

import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.InetAddress;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
import java.net.UnknownHostException;

import org.junit.Test;

//客户端给服务器发送信息，服务端输送此信息到控制台
public class TestTCP1 {
	@Test
	//客户端
	public void client() {
		Socket socket = null;
		OutputStream os = null;
		try {
			//1.创建一个Socket的对象，通过构造器指明服务器的IP地址及接收端口
			socket = new Socket(InetAddress.getByName("127.0.0.1"),9090);
			//2.getOutputStream()，发送数据，方法返回OutputStream的对象
			os = socket.getOutputStream();
			//3.具体的输出过程
			os.write("我是客户端，请多多关照！".getBytes());
		} catch (IOException e) {
			e.printStackTrace();
		}finally {
			//4.关闭相应的流与Socket
			if(os != null) {
				try {
					os.close();
				} catch (IOException e) {
					e.printStackTrace();
				}
			}
			if(socket != null) {
				try {
					socket.close();
				} catch (IOException e) {
					e.printStackTrace();
				}
			}
		}
	}
	
	@Test
	//服务端
	public void server() {
		ServerSocket ss = null;
		Socket s = null;
		InputStream is = null;
		try {
			//1.创建ServerSocket的对象，通过构造器指明自身的接收端口
			ss = new ServerSocket(9090);
			//2.调用accept()方法，返回Socket的对象()
			s = ss.accept();
			//3.调用Socket的getInputStream(): 接收从客户端发送过来的数据输入流
			is = s.getInputStream();
			//4.对获取的输入流进行操作
			byte[] b = new byte[20];
			int len;
			while((len = is.read(b)) != -1) {
				String str = new String(b,0,len);
				System.out.print(str);
			}
			System.out.println("收到来自" + s.getInetAddress().getHostName() + "的消息");
		} catch (IOException e) {
			e.printStackTrace();
		}finally {
			//5.关闭相应的流与Socket
			if(is != null) {
				try {
					is.close();
				} catch (IOException e) {
					e.printStackTrace();
				}
			}
			if(s != null) {
				try {
					s.close();
				} catch (IOException e) {
					e.printStackTrace();
				}
			}
			if(ss != null) {
				try {
					ss.close();
				} catch (IOException e) {
					e.printStackTrace();
				}
			}
		}
	}
}

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    例2

    package com.end.java;

import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.InetAddress;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
import java.net.UnknownHostException;

import org.junit.Test;

//客户端给服务器发送信息，服务端输送此信息到控制台，同向客户端发送“收到信息”
public class TestTCP2 {
	@Test
	//客户端
	public void client() {
		Socket socket = null;
		OutputStream os = null;
		InputStream is = null;
		try {
			socket = new Socket(InetAddress.getByName("127.0.0.1"),8081);
			os = socket.getOutputStream();
			os.write("我是客户端".getBytes());
			//shutdownOutput()：告诉服务端消息已发送完毕
			socket.shutdownOutput();
			
			is = socket.getInputStream();
			byte[] b = new byte[20];
			int len;
			while((len = is.read(b)) != -1) {
				String str = new String(b,0,len);
				System.out.print(str);
			}
		} catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
		}finally {
			if(is != null) {
				try {
					is.close();
				} catch (IOException e) {
					e.printStackTrace();
				}
			}
			if(os != null) {
				try {
					os.close();
				} catch (IOException e) {
					e.printStackTrace();
				}
			}
			if(socket != null) {
				try {
					socket.close();
				} catch (IOException e) {
					e.printStackTrace();
				}
			}
		}
	}
	@Test
	//服务端
	public void server() {
		ServerSocket ss = null;
		Socket s = null;
		InputStream is = null;
		OutputStream os = null;
		try {
			ss = new ServerSocket(8081);
			s = ss.accept();
			is = s.getInputStream();
			byte[] b = new byte[20];
			int len;
			while((len = is.read(b)) != -1) {
				String str = new String(b,0,len);
				System.out.print(str);
			}
			os = s.getOutputStream();
			os.write("我已收到".getBytes());
		} catch (IOException e) {
			e.printStackTrace();
		}finally {
			if(os != null) {
				try {
					os.close();
				} catch (Exception e) {
					e.printStackTrace();
				}
			}
			if(is != null) {
				try {
					is.close();
				} catch (IOException e) {
					e.printStackTrace();
				}
			}
			if(s != null) {
				try {
					s.close();
				} catch (IOException e) {
					e.printStackTrace();
				}
			}
			if(ss != null) {
				try {
					ss.close();
				} catch (IOException e) {
					e.printStackTrace();
				}
			}
		}
	}
}


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    例3

    package com.end.java; 

import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.InetAddress;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;

import org.junit.Test;

//从客户端发送给服务器，服务端保存到本地，并返回“发送成功”给客户端，并关闭相应的连接
//处理异常时，必须使用try-catch-finally！本例仅为书写方便
public class TestTCP3 {
	@Test
	public void client() throws Exception{
	//客户端
	//1.创建对象
	Socket socket = new Socket(InetAddress.getByName("127.0.0.1"),9898);
	//2.本地获取文件发送给服务端
	OutputStream os = socket.getOutputStream();
	FileInputStream fis = new FileInputStream(new File("1.webp"));
	byte[] b = new byte[20];
	int len;
	while((len = fis.read(b)) != -1) {
		os.write(b,0,len);
	}
	socket.shutdownOutput();
	//3.读取服务端发送的数据
	InputStream is = socket.getInputStream();
	byte[] b1 = new byte[1024];
	int len1;
	while((len1 = is.read(b1)) != -1) {
		String str = new String(b1,0,len1);
		System.out.print(str);
	}
	//4.关闭相应的流
	os.close();
	is.close();
	fis.close();
	socket.close();
	}
	@Test
	//服务器
	public void server() throws Exception{
		//1.创建对象
		ServerSocket ss = new ServerSocket(9898);
		//2.接受/读取客户端请求或数据，保存到本地
		Socket s = ss.accept();
		
		InputStream is = s.getInputStream();
		FileOutputStream fos = new FileOutputStream(new File("2.webp"));
		byte[] b = new byte[1024];
		int len;
		while((len = is.read(b)) != -1) {
			fos.write(b,0,len);
		}
		System.out.println("收到来自" + s.getInetAddress().getHostName() + "的文件");
		//3.向客户端发送信息
		OutputStream os = s.getOutputStream();
		os.write("你发送的图片已接收成功".getBytes());
		//4.关闭相应的流
		os.close();
		is.close();
		fos.close();
		ss.close();
		s.close();
	}
}

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    5.UDP网络通信

    用户数据报协议要点
    • 将数据，源，目的地址封装成数据包，不需要建立连接
    • 每个数据报的大小限制在64K内
    • 因无需连接，故不可靠
    • 发送数据结束时无需释放资源，速度快
      例
    package com.end.java;  

import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetAddress;
import java.net.SocketException;
import java.net.UnknownHostException;

import org.junit.Test;

//发送端给服务器发送信息，服务端输送此信息到控制台
//DatagramSocket（数据报的发送和接收） 和 DatagramPacket（对象封装UDP数据报中数据）实现基于UDP协议网络程序
public class TestUDP {
	@Test
	//发送端
	public void send() {
		DatagramSocket ds= null;
		try {
			ds = new DatagramSocket();
			byte[] b = "hello,world!".getBytes();
			//创建数据报，每个数据报不能大于64K，都记录着数据，发送端IP，端口，及接收端IP，端口
			DatagramPacket pack = new DatagramPacket(b,0,b.length,InetAddress.getByName("127.0.0.1"),9090);
			ds.send(pack);
		} catch (SocketException e) {
			// TODO Auto-generated catch block
			e.printStackTrace();
		} catch (UnknownHostException e) {
			// TODO Auto-generated catch block
			e.printStackTrace();
		} catch (IOException e) {
			// TODO Auto-generated catch block
			e.printStackTrace();
		}finally {
			if(ds != null) {
				ds.close();
			}
			
		}
		
	}
	
	@Test
	//接收端
	public void rceive() {
		 DatagramSocket ds = null;
		try {
			ds = new DatagramSocket(9090);
			 byte[] b = new byte[1024];
			 DatagramPacket pack = new DatagramPacket(b,0,b.length);
			 ds.receive(pack);
			 
			 String str = new String(pack.getData(),0,pack.getLength());
			 System.out.println(str);
		} catch (IOException e) {
			e.printStackTrace();
		}finally {
			if(ds != null) {
				 ds.close();
			}
		}
	}
}

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    练习
    package com.end.java;

import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.InetAddress;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
import java.net.UnknownHostException;
import java.util.Scanner;

import org.junit.Test;

//TCP编程练习：客户端给服务端发送文本，服务端将文本转成大写返回给客户端
public class TCPTest {
	@Test
	public void client() {
		Socket socket = null;
		OutputStream os = null;
		Scanner scanner = null;
		//4.接收来自服务端的数据
		InputStream is = null;
		try {
			socket = new Socket(InetAddress.getByName("127.0.0.1"),9090);
			
			os = socket.getOutputStream();
			
			System.out.println("请输入多个字符: ");
			scanner = new Scanner(System.in);
			String str = scanner.next();
			os.write(str.getBytes());
			socket.shutdownOutput();
			is = socket.getInputStream();
			byte[] b = new byte[1024];
			int len;
			while((len = is.read(b)) != -1) {
				String str1 = new String(b,0,len);
				System.out.println(str1);
			}
		} catch (UnknownHostException e) {
			// TODO Auto-generated catch block
			e.printStackTrace();
		} catch (IOException e) {
			// TODO Auto-generated catch block
			e.printStackTrace();
		}finally {
			//5.关闭流
			if(is != null) {
				try {
					is.close();
				} catch (IOException e) {
					// TODO Auto-generated catch block
					e.printStackTrace();
				}
			}
			
			if(scanner != null) {
				scanner.close();
			}
			
			if(os != null) {
				try {
					os.close();
				} catch (IOException e) {
					// TODO Auto-generated catch block
					e.printStackTrace();
				}
			}
			
			if(socket != null) {
				try {
					socket.close();
				} catch (IOException e) {
					// TODO Auto-generated catch block
					e.printStackTrace();
				}
			}
			
		}
	}
	@Test
	public void server() {
		
		ServerSocket ss = null;
		Socket s = null;
		
		InputStream is = null;
		
		OutputStream os = null;
		try {
			ss = new ServerSocket(9090);
			s = ss.accept();
			//3.接收客户端信息
			is = s.getInputStream();
			byte[] b = new byte[10];
			int len;
			String str = new String();
			while((len = is.read(b)) != -1) {
				String str1 = new String(b,0,len);
				str += str1;
			}
			String strUpperCase = str.toUpperCase();
			//返回客户端信息
			os = s.getOutputStream();
			os.write(strUpperCase.getBytes());
		} catch (IOException e) {
			// TODO Auto-generated catch block
			e.printStackTrace();
		}finally {
			//关闭流
			if(os != null) {
				try {
					os.close();
				} catch (IOException e) {
					// TODO Auto-generated catch block
					e.printStackTrace();
				}
			}
			if(is != null) {
				try {
					is.close();
				} catch (IOException e) {
					// TODO Auto-generated catch block
					e.printStackTrace();
				}
			}
			if(s != null) {
				try {
					s.close();
				} catch (IOException e) {
					// TODO Auto-generated catch block
					e.printStackTrace();
				}
			}
			if(ss != null) {
				try {
					ss.close();
				} catch (IOException e) {
					// TODO Auto-generated catch block
					e.printStackTrace();
				}
			}
			
		}
		
	}
}

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    6.URL编程

    • 统一资源定位符,一个URL的对象，就对应着互联网上的一个资源
    • 可以通过URL的对象调用相应的方法，将此资源读取(“下载”)
    • 组成：<传输协议>://<主机号>:<端口号>/<文件名> 如：http://127.0.0.1:8080/index.html
      在这里插入图片描述

    openStream()是将服务端的资源读取进来，如果希望输出数据，那就需要使用URLConnection
    当需要与URL建立连接时，首先需要对象URL通过调用openConnection()生成的URLConnection对象，连接失败，将产生IOException异常
    例

    package com.end.java;      

import java.io.File;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.net.MalformedURLException;
import java.net.URL;
import java.net.URLConnection;

//URL编程
public class TestURL {
	public static void main(String[] args) throws Exception {
		//1.创建URL对象
		URL url = new URL("http://127.0.0.1:8080//examples/index.html?about");
		
//		//获取URL的协议名
//		System.out.println("协议名：" + url.getProtocol());
//		//获取URL的主机名
//		System.out.println("主机名：" + url.getHost());
//		//获取URL的端口号
//		System.out.println("端口号：" + url.getPort());
//		//获取URL的文件路径
//		System.out.println("文件路径：" + url.getPath());
//		//获取URL的文件名
//		System.out.println("文件名：" + url.getFile());
//		//获取URL的相对路径
//		System.out.println("文件相对路径：" + url.getRef());
//		//获取URL的查询名
//		System.out.println("查询名：" + url.getQuery());
		
		//将服务端的资源读取进来
		InputStream is = url.openStream();
		byte[] b = new byte[20];
		int len;
		while((len = is.read(b)) != -1) {
			String str = new String(b,0,len);
			System.out.println(str);
		}
		is.close();
		
		//既有数据的输入，又有数据的输出，考虑使用URLConnection
		URLConnection urlConn = url.openConnection();
		InputStream is1 = urlConn.getInputStream();
		FileOutputStream fos = new FileOutputStream(new File("abc.txt"));
		byte[] b1 = new byte[20];
		int len1;
		while((len1 = is1.read(b1)) != -1) {
			fos.write(b1,0,len1);
		}
		fos.close();
		is.close();
	}
}

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    参考资料：
    尚硅谷宋红康20天搞定Java基础下部

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  • 原文地址：https://blog.csdn.net/weixin_51202460/article/details/133357645