• Java高级---网络编程

    目录

    网络编程前导知识：

    网络模型：

    通信协议：

    IP

    Port

    网络编程：（Socket编程）

    TCP网络通信

    Socket类的常用构造器：

    Socket类的常用方法：

    基于Socket的TCP编程

    UDP网络通信

    DatagramSocket 类的常用方法

    DatagramPacket类的常用方法

    实现流程：

    网络编程前导知识：

    概念：由点和线构成，表示诸多对象间的相互联系（ISO 国际开放组织）

    网络模型：

     

    通信协议：

    • TCP协议： Transmission Control Protocol传输控制协议 是一种面向连接、可靠的、基于字节流的传输层通信协议。数据大小无限制。建立连接的过程需要三次握手，断开连接的过程需要四次挥手

    • UDP协议： User Datagram Protocol用户数据报协议 是一种无连接的传输层协议，提供面向事务的简单不可靠信息传送服务，每个包的大小64KB

    注：更多关于TCP以及UDP的知识可以参考我的这篇博客幺：传输层（TCP三次握手以及四次挥手）；TCP与UDP的区别_咸鱼乐的博客-CSDN博客

    IP

    IP协议： Internet Protocol Address互联网协议地址/网络协议地址 分配给互联网设备的数字标签（唯一标识） IP地址分为两种：

    • IPV4： 4字节32位整数，并分成4段8位的二进制数，每8位之间用圆点隔开，每8位整数可以转换为一个0~255的十进制整数 格式： D.D.D.D 例如： 255.255.255.255

    • IPV6： 16字节128位整数，并分成8段十六进制数，每16位之间用圆点隔开，每6位整数可以转换为一个0~65535的十进制数 格式： X.X.X.X.X.X.X.X 例如： FFFF.FFFF.FFFF.FFFF.FFFF.FFFF.FFFF.FFFF

    IPV4的应用分类

    A类： 政府机构，1.0.0.1~126.255.255.254

    B类： 中型企业，128.0.0.1~191.255.255.254

    C类： 个人用户，192.0.0.1~223.255.255.254

    D类： 用于组播，224.0.0.1~239.255.255.254

    E类： 用于实验，240.0.0.1~255.255.255.254

    回环地址： 127.0.0.1，指本机，一般用于测试使用

    查看IP命令： ipconfig 测试IP命令： ping D.D.D.D

    192.168.0.0 --- 192.168.255.255 （局域网搭建使用）

    注：想更深入的了解IP地址的分类，以及七层模型可以看看我这篇文章：IP地址分类以及特殊ip地址（七层模型）_咸鱼乐的博客-CSDN博客_特殊ip地址

    Port

    端口号： 在通信实体上进行网络通讯的程序的唯一标识 端口分类： 公认端口： 0~1023（固定端口） 注册端口： 1024~49151 动态或私有端口： 49152~65535 常用端口：

    • Mysql： 3306

    • Oracle： 1521

    • Tomact： 8080

    • SMTP： 25

    • Web服务器： 80

    • FTP服务器： 21

    网络编程：（Socket编程）

     利用套接字(Socket)开发网络应用程序早已被广泛的采用，以至于成为事实 上的标准。

     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

    TCP网络通信

    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。

    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。

    基于Socket的TCP编程

    客户端Socket的工作过程包含以下四个基本的步骤：

    • 创建 Socket：根据指定服务端的 IP 地址或端口号构造 Socket 类对象。若服务器端 响应，则建立客户端到服务器的通信线路。若连接失败，会出现异常。

    • 打开连接到 Socket 的输入/出流： 使用 getInputStream()方法获得输入流，使用 getOutputStream()方法获得输出流，进行数据传输

    • 按照一定的协议对 Socket 进行读/写操作：通过输入流读取服务器放入线路的信息 （但不能读取自己放入线路的信息），通过输出流将信息写入线程。

    • 关闭 Socket：断开客户端到服务器的连接，释放线路

    1. package day8_12;
    2.  
    3. import java.io.IOException;
    4. import java.io.OutputStream;
    5. import java.net.InetAddress;
    6. import java.net.Socket;
    7. import java.util.Scanner;
    8.  
    9. public class TestTcpSocket1 {
    10.         public static void main(String[] args) throws IOException {
    11. //        连接服务端 (ip , 端口）
    12. //        连接本机的 9999 端口, 如果连接成功，返回 Socket 对象
    13.             Socket socket = new Socket(InetAddress.getLocalHost(), 9999);
    14.             System.out.println( "客户端 socket=" + socket.getClass() );
    15. //        连接上后，生成 Socket, 通过 socket.getOutputStream()得到关联的输出流对象
    16.             OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();
    17. //        通过标准输出流，写入数据到 数据通道
    18.             System.out.println("请输入你想发送的消息：");
    19.             Scanner scanner = new Scanner(System.in);
    20.             String str = scanner.nextLine();
    21.             outputStream.write(str.getBytes());
    22. //        关闭流对象和 socket, 必须关闭
    23.             outputStream.close();
    24.             scanner.close();
    25.             socket.close();
    26.             System.out.println( "客户端退出" );
    27.         }
    28.  
    29. }

    服务器程序的工作过程包含以下四个基本的步骤：

    • 调用 ServerSocket(int port) ：创建一个服务器端套接字，并绑定到指定端口 上。用于监听客户端的请求。

    • 调用 accept()：监听连接请求，如果客户端请求连接，则接受连接，返回通信 套接字对象。

    • 调用 该Socket类对象的 getOutputStream() 和 getInputStream ()：获取输出 流和输入流，开始网络数据的发送和接收。

    • 关闭ServerSocket和Socket对象：客户端访问结束，关闭通信套接字

    1. package day8_12;
    2.  
    3. import java.io.IOException;
    4. import java.io.InputStream;
    5. import java.net.ServerSocket;
    6. import java.net.Socket;
    7.  
    8. public class TestTcpSocket {
    9.     public static void main(String[] args) {
    10.         /* 编写一个服务器端
    11.         服务器端在9999端口监听;在本机 的 9999 端口监听, 等待连接
    12.         要求在本机没有其它服务在监听 9999
    13.         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]*/
    14.         ServerSocket serverSocket = null;
    15.         try {
    16.             serverSocket = new ServerSocket(9999);
    17.             System.out.println( "服务端，在9999端口监听，等待连接..." );
    18. //        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
    19.             Socket socket = serverSocket.accept();
    20.             System.out.println( "服务端 socket=" + socket.getClass() );
    21. //        服务器端接收到客户端发送的信息，输出,并退出通过 socket.getInputStream() 读取客户端写入到数据通道的数据
    22.             InputStream inputStream = socket.getInputStream();
    23. //        IO 读取
    24.             byte[] buf = new byte[1024];
    25.             int readLen = 0;
    26.             while ( (readLen=inputStream.read(buf))!=-1 ) {
    27.                 //根据读取到的实际长度，显示内容.
    28.                 System.out.println( new String(buf, 0, readLen) );
    29.             }
    30.             inputStream.close();
    31.             socket.close();
    32.             serverSocket.close();
    33.         } catch (IOException e) {
    34.             e.printStackTrace();
    35.         }
    36.     }
    37. }

    UDP网络通信

     类 DatagramSocket 和 DatagramPacket 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。如同发快递包裹一样。

    DatagramSocket 类的常用方法

    网络传输对象：

    • 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。

    DatagramPacket类的常用方法

    • 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。

    实现流程：

    1. DatagramSocket与DatagramPacket

    2. 建立发送端，接收端

    3. 建立数据包

    4. 调用Socket的发送、接收方法

    5. 关闭Socket

      发送端与接收端是两个独立的运行程序

    UDP服务器：

    1. package day8_12;
    2.  
    3. import java.io.IOException;
    4. import java.net.*;
    5.  
    6. public class TestUdpSocket {
    7.     public static void main(String[] args) {
    8.         DatagramSocket datagramSocket = null;
    9.         System.out.println("基础版UDP服务器启动....");
    10.         //定义UDP服务端socket
    11.         while (true){
    12.             try {
    13.                 datagramSocket = new DatagramSocket(8888);
    14.                 //接受客户端传递过来的容器
    15.                 byte[] contain = new byte[1024];
    16.                 //解包过程
    17.                 DatagramPacket datagramPacket = new DatagramPacket(contain,contain.length);
    18.                 //等待接受消息阻塞
    19.                 datagramSocket.receive(datagramPacket);
    20.                 //打印消息
    21.                 System.out.println(new String(contain,0,datagramPacket.getLength()));
    22.             } catch (SocketException e) {
    23.                 e.printStackTrace();
    24.             } catch (IOException e) {
    25.                 e.printStackTrace();
    26.             } finally {
    27.                 if (datagramSocket != null){
    28.                     datagramSocket.close();
    29.                 }
    30.             }
    31.         }
    32.     }
    33. }

    UDP客户端：

    1. package day8_12;
    2.  
    3. import java.io.IOException;
    4. import java.net.*;
    5. import java.util.Scanner;
    6.  
    7. public class TestUdpSocket1 {
    8.     public static void main(String[] args) {
    9.         DatagramSocket datagramSocket = null;
    10.         Scanner sc = null;
    11.         while (true){
    12.             System.out.println("基础版UDP客户端启动....");
    13.             //定义UDP客户端socket
    14.             try {
    15.                 sc = new Scanner(System.in);
    16.                 datagramSocket = new DatagramSocket();
    17.                 //定义发送的消息
    18.                 String msg = sc.nextLine();
    19.                 //装包过程（注意：需要指定服务器端的IP和端口号）
    20.                 DatagramPacket datagramPacket = new DatagramPacket(msg.getBytes(),
    21.                         msg.getBytes().length,
    22.                         InetAddress.getByName("localhost"),
    23.                         8888);
    24.                 //发送消息
    25.                 System.out.println("消息发送中，发送的消息为: msg = " + msg);
    26.                 datagramSocket.send(datagramPacket);
    27.             } catch (SocketException e) {
    28.                 e.printStackTrace();
    29.             } catch (UnknownHostException e) {
    30.                 e.printStackTrace();
    31.             } catch (IOException e) {
    32.                 e.printStackTrace();
    33.             }
    34.             //关闭连接
    35.             datagramSocket.close();
    36.             }
    37.         }
    38. }

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  • 原文地址：https://blog.csdn.net/qq_58029155/article/details/126379892