• Java 第三阶段增强分析需求,代码实现能力【网络编程】


    代码链接:https://download.csdn.net/download/qq_52354698/86405518?spm=1001.2014.3001.5501

    1. 网络的相关概念

    1. 网络通信

    1. 概念:两台设备之间通过网络实现数据传输
    2. 网络通信:将数据通过网络从一台设备传输到另一台设备
    3. java.net包下提供了一系列的类或接口
      在这里插入图片描述

    2. 网络

    1. 概念:两台或多台设备通过一定的网络设备连接起来构成了网络
    2. 根据网络的覆盖范围不同,对网络进行分类

    局域网:覆盖范围最小,仅仅覆盖一个教室或一个机房
    城域网:覆盖范围较大们可以覆盖一个城市
    广域网:覆盖范围最大,可以覆盖全国,甚至全球,万维网是广域网的代表

    在这里插入图片描述

    3. ip地址

    1. 概念:用于唯一标识网络中的每台主机/计算机
    2. 查看ip地址:ipconfig
    3. ip地址的表示形式:点分十进制 xx.xx.xx.xx
    4. 每一个十进制数的范围:0-255
    5. ip地址的组成=网络地址+主机地址,比如:192,168,16,698
    6. IPV6是互联网工程任务组设计用于替代IPV4的下一代协议,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
    7. 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,不仅能解决网络地址资源数量有限的问题,而且也解决了多种接入设备连入互联网的障碍

    4. Ipv4地址分类

    在这里插入图片描述

    在这里插入图片描述
    127.0.0.1 表示本机地址

    5. 域名

    1. www,baidu,com
    2. 好处:为了方便记忆,解决记ip的困难
    3. 概念:将ip地址映射成域名,这里怎么映射,由HTTP协议决定

    6. 端口号

    1. 概念:用于标识计算机上某个特定的网络程序
    2. 表示形式:以整数形式,端口范围0-65535 [ 2个字节表示端口 0~2^16-1 ]
    3. 0~1024已经被占用,比如:ssh 22 ,ftp 21,smtp 25 http 80
    4. 常见的网络程序端口号:
      tomcat:8080
      mysql:3306
      oracle:1521
      sqlserver:1433

    7. 网络通信协议

    在这里插入图片描述
    协议
    TCP/IP:传输控制协议、因特网互联协议
    是Internet最基本的协议、Internet国际互联网的基础

    8. 网络通信协议

    在这里插入图片描述

    9. TCP和UDP

    TCP 协议:传输控制协议

    1. 使用TCP协议前,必须先建立TCP链接,形参传输数据通道
    2. 传输前,采用“三次握手”方式,是可靠的
    3. TCP协议进行通信的两个应用进程:客户端、服务端
    4. 在连接中可进行大数据量的传输
    5. 传输完毕,需释放已建立的链接,效率低

    UDP 协议:用户数据协议

    1. 将数据、源、目的封装成数据包,不需要建立连接
    2. 每个数据报的大小限制在64K内,不适合传输大量数据
    3. 因无需连接,故是不可靠的
    4. 发送数据结束时无需释放资源(因为不是面向连接的),速度快

    2. InetAddress类

    1. 相关方法

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

    2. 应用案例

    package com.qdu.api;
    
    import java.net.InetAddress;
    import java.net.UnknownHostException;
    
    /**
     * @author dell
     * @version 1.0
     */
    public class API_ {
    
        public static void main(String[] args) throws UnknownHostException {
    
            //获取本机的InetAddress对象
            InetAddress localHost = InetAddress.getLocalHost();
            System.out.println(localHost);//DESKTOP-3I3I0JA/192.168.1.5 前半部分是计算机名,后半部分是IP地址
            //根据指定主机名,获取InetAddress对象
            InetAddress host1 = InetAddress.getByName("DESKTOP-3I3I0JA");
            System.out.println(host1);
            //根据域名返回InetAddress对象
            InetAddress host2 = InetAddress.getByName("www.baidu.com");
            System.out.println(host2);
            //通过InetAddress对象获取对应的地址
            String hostAddress = host2.getHostAddress();
            System.out.println(hostAddress);
            //通过InetAddress获取对应的主机名或域名
            String hostName = host2.getHostName();
            System.out.println(hostName);
    
        }
    
    }
    
    
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    3. Socket

    1. 基本介绍

    1. 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
    2. 通信的两端都要有Socket,是两台机器间通信的端点
    3. 网络通信其实就是Socket间的通信
    4. 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
    5. 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

    2. 图解示意

    在这里插入图片描述

    4. TCP网络通信编程

    1. 基本介绍

    1. 基于客户端–服务端的网络通信
    2. 底层使用的TCP/IP协议
    3. 应用场景举例:客户端发送数据,服务端接受并显示控制台
    4. 基于Socket的TCP编程

    在这里插入图片描述

    2. 应用案例1(使用字节流)

    1.编写一个服务器端,和一个客户端
    2.服务器端在9999端口监听
    3.客户端连接到服务器端,发送"hello, server",然后退出
    4.服务器端接收到客户端发送的信息,输出,并退出

    客户端

    package com.qdu.socket;
    
    import java.io.IOException;
    import java.io.OutputStream;
    import java.net.InetAddress;
    import java.net.Socket;
    import java.net.UnknownHostException;
    
    /**
     * @author dell
     * @version 1.0
     */
    public class SocketTCP01Client {
    
        public static void main(String[] args) throws IOException {
    
            //连接服务端(ip,端口)
            //连接本机的9999端口,如果连接成返回socket对象
            Socket socket = new Socket(InetAddress.getLocalHost(), 9999);
            System.out.println("客户端socket返回 = " + socket.getClass());
            //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();
            outputStream.write("hello,socket".getBytes());
            //关闭流对象和socket,必须关闭
            outputStream.close();
            socket.close();
            System.out.println("客户端退出...");
    
        }
    
    }
    
    
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    服务端

    package com.qdu.socket;
    
    import java.io.IOException;
    import java.io.InputStream;
    import java.net.ServerSocket;
    import java.net.Socket;
    
    /**
     * @author dell
     * @version 1.0
     */
    public class SocketTCP01Server {
    
        public static void main(String[] args) throws IOException {
    
            //在本机的9999端口监听,等待连接
            //要求本机没有其他服务在监听9999端口
            //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...");
            //当没有客户端连接9999端口,程序会堵塞,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());
            //通过socket.getInputStream()读取客户端写入到数据通道的数据
            InputStream inputStream = socket.getInputStream();
            byte[] bytes = new byte[1024];
            int readLen = 0;
            while ((readLen = inputStream.read(bytes)) != -1) {
                System.out.println(new String(bytes, 0, readLen));
            }
            inputStream.close();
            socket.close();
            serverSocket.close();
            System.out.println("服务端关闭...");
    
        }
    
    }
    
    
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    客户端和服务端都要有一个socket

    3. 应用案例2(使用字节流)

    1.编写个服务端,和一个客户端
    2.服务器端在9999端口监听
    3.客户端连接到服务端,发送"hello, server"并接收服务器端回发的"hello,client",再退出
    4.服务器端接收到客户端发送的信息,输出,并发送"hello, client", 再退出

    服务端

    package com.qdu.socket;
    
    import java.io.IOException;
    import java.io.InputStream;
    import java.io.OutputStream;
    import java.net.ServerSocket;
    import java.net.Socket;
    
    /**
     * @author dell
     * @version 1.0
     */
    public class SocketTCP01Server {
    
        public static void main(String[] args) throws IOException {
    
            //在本机的9999端口监听,等待连接
            //要求本机没有其他服务在监听9999端口
            //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...");
            //当没有客户端连接9999端口,程序会堵塞,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());
            //通过socket.getInputStream()读取客户端写入到数据通道的数据
            InputStream inputStream = socket.getInputStream();
            byte[] bytes = new byte[1024];
            int readLen = 0;
            while ((readLen = inputStream.read(bytes)) != -1) {
                System.out.println(new String(bytes, 0, readLen));
            }
            //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();
            inputStream.close();
            outputStream.close();
            socket.close();
            serverSocket.close();
            System.out.println("服务端关闭...");
    
        }
    
    }
    
    
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    客户端

    package com.qdu.socket;
    
    import java.io.IOException;
    import java.io.InputStream;
    import java.io.OutputStream;
    import java.net.InetAddress;
    import java.net.Socket;
    import java.net.UnknownHostException;
    
    /**
     * @author dell
     * @version 1.0
     */
    public class SocketTCP01Client {
    
        public static void main(String[] args) throws IOException {
    
            //连接服务端(ip,端口)
            //连接本机的9999端口,如果连接成返回socket对象
            Socket socket = new Socket(InetAddress.getLocalHost(), 9999);
            System.out.println("客户端socket返回 = " + socket.getClass());
            //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();
            outputStream.write("hello,server".getBytes());
            socket.shutdownOutput();
            //获取和socket相关联的输入流,读取数据并显示
            InputStream inputStream = socket.getInputStream();
            byte[] bytes = new byte[1024];
            int readLen = 0;
            while ((readLen = inputStream.read(bytes)) != -1) {
                System.out.println(new String(bytes, 0, readLen));
            }
            //结束标记
            socket.shutdownInput();
            //关闭流对象和socket,必须关闭
            outputStream.close();
            inputStream.close();
            socket.close();
            System.out.println("客户端退出...");
    
        }
    
    }
    
    
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    当连个socket服务端和客户端互相发送多条信息时,socket并不能直接确定上条消息何时发送结束,因此在上条消息发送结束后,一定要添加结束标记(socket.shutdownInput();),来告诉socket我将要发送第二条消息了

    4. 应用案例3(使用字符流)

    1.编写一个服务端,和一个客户端
    2.服务端在9999端口监听
    3.客户端连接到服务端,发送"hello, server",并接收服务端回发的"hello,client",再退出
    4.服务端接收到客户端发送的信息,输出,并发送"hello, client", 再退出

    服务端

    package com.qdu.socket;
    
    import java.io.*;
    import java.net.ServerSocket;
    import java.net.Socket;
    
    /**
     * @author dell
     * @version 1.0
     */
    public class SocketTCP01Server {
    
        public static void main(String[] args) throws IOException {
    
            //在本机的9999端口监听,等待连接
            //要求本机没有其他服务在监听9999端口
            //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...");
            //当没有客户端连接9999端口,程序会堵塞,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());
            //通过socket.getInputStream()读取客户端写入到数据通道的数据
            InputStream inputStream = socket.getInputStream();
            //IO读取,使用字符流
            BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(inputStream));
            String s = bufferedReader.readLine();
            System.out.println(s);
            //获取socket相关联的输出流
            OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();
            //使用字节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,表示回复的内容结束
            bufferedWriter.flush();//手动刷新
            bufferedReader.close();
            bufferedWriter.close();
            socket.close();
            serverSocket.close();
            System.out.println("服务端关闭...");
    
        }
    
    }
    
    
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    客户端

    package com.qdu.socket;
    
    import java.io.*;
    import java.net.InetAddress;
    import java.net.Socket;
    import java.net.UnknownHostException;
    
    /**
     * @author dell
     * @version 1.0
     */
    public class SocketTCP01Client {
    
        public static void main(String[] args) throws IOException {
    
            //连接服务端(ip,端口)
            //连接本机的9999端口,如果连接成返回socket对象
            Socket socket = new Socket(InetAddress.getLocalHost(), 9999);
            System.out.println("客户端socket返回 = " + socket.getClass());
            //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();
            BufferedWriter bufferedWriter = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(outputStream));
            bufferedWriter.write("hello,server 字符流");
            bufferedWriter.newLine();//插入一个换行符,表示写入内容结束,要求对方一定要使用readLine()!!!
            //如果使用字符流,一定要手动刷新,否则数据不会写入数据通道
            bufferedWriter.flush();
            //获取和socket相关联的输入流,读取数据并显示
            InputStream inputStream = socket.getInputStream();
            BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(inputStream));
            String s = bufferedReader.readLine();
            System.out.println(s);
            //关闭流对象和socket,必须关闭
            bufferedWriter.close();
            bufferedReader.close();
            socket.close();
            System.out.println("客户端退出...");
    
        }
    
    }
    
    
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    使用字节流,就不需要使用socket的结束标记了,写入一个换行符即可

    5. 应用案例4(图片)

    1.编写一个服务端,和一个客户端
    2.服务器端在8888端口监听
    3.客户端连接到服务端,发送一张图片e:lqie.png
    4.服务器端接收到客户端发送的图片,保存到src下,发送"收到图片”再退出
    5.客户端接收到服务端发送的"收到图片",再退出
    6.该程序要求使用StreamUtils.java,我们直接使用

    客户端

    package com.qdu.upload;
    
    import java.io.BufferedInputStream;
    import java.io.BufferedOutputStream;
    import java.io.FileInputStream;
    import java.io.IOException;
    import java.net.InetAddress;
    import java.net.Socket;
    import java.net.UnknownHostException;
    
    /**
     * @author dell
     * @version 1.0
     */
    public class TCPFileUploadClient {
    
        public static void main(String[] args) throws Exception {
    
            //1。客户端连接服务端
            Socket socket = new Socket(InetAddress.getLocalHost(), 8888);
            //2.创建读取磁盘文件的输入流
            String filePath = "e:\\1.jpg";
            BufferedInputStream bufferedInputStream = new BufferedInputStream(new FileInputStream(filePath));
            //3.bytes就是filePath对应的字节数组
            byte[] bytes = StreamUtils.streamToByteArray(bufferedInputStream);
            //4.通过socket获取输出流将bytes发送给服务端
            BufferedOutputStream bufferedOutputStream = new BufferedOutputStream(socket.getOutputStream());
            bufferedOutputStream.write(bytes);//将文件对应的字节数组内容写数据通道
            bufferedInputStream.close();
            socket.shutdownOutput();//写入数据的结束标记
            //5.关闭相关的流
            bufferedOutputStream.close();
            socket.close();
    
        }
    
    }
    
    
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    服务端

    package com.qdu.upload;
    
    import java.io.BufferedInputStream;
    import java.io.BufferedOutputStream;
    import java.io.FileOutputStream;
    import java.io.IOException;
    import java.net.ServerSocket;
    import java.net.Socket;
    
    /**
     * @author dell
     * @version 1.0
     */
    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);
            //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 bufferedInputStream = new BufferedInputStream(socket.getInputStream());
            byte[] bytes = StreamUtils.streamToByteArray(bufferedInputStream);
            //4.将得到的bytes数组,写入到指定的路径,就得到一个文件了
            String destPath = "src\\2.jpg";
            BufferedOutputStream bufferedOutputStream = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream(destPath));
            bufferedOutputStream.close();
            //5.关闭其他资源
            bufferedInputStream.close();
            socket.close();
            serverSocket.close();
    
        }
    
    }
    
    
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    6. netstat 指令

    1. netstat -an 可以查看当前主机网络情况,包括端口监听情况和网络连接情况
    2. netstat -an | more 可以分页显示
    3. 要求在dos控制台下执行

    在这里插入图片描述

    Listening:表示某个端口在监听
    如果有一个外部程序(客户端)连接到该端口,就会显示一条连接信息
    可以输入Ctrl + c 退出命令

    7. TCP网络通讯不为人知的秘密

    1. 当客户端连接到服务端后,实际上客户端也是通过一个端口和服务端进行通讯的,这个端口是TCP/IP来分配的,是随机的,不确定的。

    5. UDP网络通信编程【了解】

    1. 基本介绍

    1. 类DatagramSocket和DatagramPacket【数据报/数据包】实现了基于UDP协议网络程序。
    2. 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,也不确定什么时候可以抵达。
    3. DatagramPacket对象封装了UPD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。
    4. UPD协议中每个数据报都给出了完整的地址信息,因此无序建立发送方和接收方的连接。

    2. 基本流程

    1. 核心的两个类/对象 DatagramSocket 与 DatagramPacket
    2. 建立发送端,接收端(没有服务端和客户端概念)
    3. 发送数据前,建立数据包/报 DatagramPacket 独享
    4. 调用 DatagramSocket 的发送,接收方法
    5. 关闭 DatagramSocket
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