java网络编程

网络编程

1.1 概述

信件：

计算机网络：

计算机网络是指将地理位置不同的具有独立功能的多台计算机及其外部设备，通过通信线路连接起来，在网络操作系统，网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下，实现资源共享]和信息传递的计算机系统。

网络编程的目的：

无线电台...传播交流信息，数据交换，通信。

想要达到这个效果需要什么：

如何准确的定位网络上的一台主机 192.168.0.1:端口号，定位到这个计算机上的某个资源
找到了这个主机，如何传输数据呢？

javaweb: 网页编程 B/S5

网络编程：TCP/IP C/S

1.2 网络通信的要素

如何实现网络的通信？

**通信双方地址：

ip
端口号
192.168.16.124:5900

规则：网络通信的协议

TCP/IP参考模型

小结：

网络编程中有两个主要问题
- 如何准确地定位到网络上的一台或者多台主机
- 找到主机之后如何进行通信
网络编程中的要素
- IP和端口号 ip
- 网络通信协议 udp，tcp
万物皆对象

1.3 IP地址

ip地址：InetAddress

唯一定位一台网络上计算机
127.0.0.1 :本机 localhost
ip地址分类
- IP地址分类
- ipv4/ipv6
  - ipv4：127.0.0.1,4个字节组成，0~255,42亿；30亿都在北美，亚洲4亿。2011年就用尽了；
  - ipv6: 2001:da8:6000:302::1:c789，128位，8个无符号整数
- 公网（互联网）-私网（局域网）
  - ABCD类地址
- 192.168.xx.xx，专门给组织内部使用

域名：记忆问题！

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

//测试IP
public class TestInetAddress {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            //查询本机地址
            InetAddress inetAddress1 = InetAddress.getByName("127.0.0.1");
            System.out.println(inetAddress1);
            InetAddress inetAddress3 = InetAddress.getByName("localhost");
            System.out.println(inetAddress3);
            InetAddress inetAddress4 = InetAddress.getLocalHost();
            System.out.println(inetAddress4);

            //查询网站ip地址
            InetAddress inetAddress2 = InetAddress.getByName("www.baidu.com");
            System.out.println(inetAddress2);

            //常用方法
            System.out.println(inetAddress2.getAddress());
            System.out.println(inetAddress2.getHostAddress()); //ip
            System.out.println(inetAddress2.getCanonicalHostName());//规范的名字
            System.out.println(inetAddress2.getHostName());//域名或者自己电脑的名字
        } catch (UnknownHostException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

1.4 端口

端口表示计算机上的一个程序的进程；

不同的进程有不同的端口号！用来区分软件！
被规定0~65535
TCP，UDP：65535*2 tcp：80，udp：80，单个协议下，端口号不能冲突
端口分类
- 共有端口0~1023
  - HTTP：80
  - HTTPS：443
  - FTP：21
  - Telent：23
- 程序注册端口：2014~49151，分配给用户或者程序
  - Tomcat：8080
  - MySQL：3306
  - Oracle：1521
- 动态，私有端口：49152~65535
```
netstat -ano  #查看所有端口
netstat -ano|findstr "5900"  #查看指定的端口（此处为5900）
tasklist|findstr "5900" #查看指定端口的进程
```

    
    ```java
    import java.net.InetSocketAddress;
    
    public class TestInetSocketAddress {
        public static void main(String[] args) {
            InetSocketAddress socketAddress = new InetSocketAddress("127.0.0.1", 8080);
            InetSocketAddress socketAddress2 = new InetSocketAddress("localhost", 8080);
            System.out.println(socketAddress);
            System.out.println(socketAddress2);
            
        }
    }

端口对应

1.5 通信协议

协议：约定，就好比我们现在说的是普通话。

网络通信协议：速率，码率，代码结构，传输控制.....

问题：非常的复杂？

大事化小：分层！

TCP/IP协议簇：实际上是一组协议

重要：

TCP：用户传输协议
UDP：用户数据报协议

出名的协议：

TCP：用户传输协议
IP：网络互连协议

TCP UDP对比

TCP：打电话

连接，稳定

三次握手，四次挥手

最少需要三次，保证稳定连接！
A:你瞅啥？
B:瞅你咋地？
A:干一场！



A:我要走了
B:你真的要走了吗
B:你真的真的要走了吗
A;我真的要走了！

客户端、服务端
传输完成，释放连接，效率低

UDP：发短信

不连接，不稳定
客户端、服务端：没有明确的界限
不管有没有准备好，都可以发给你
导弹
DDOS：洪水攻击！（饱和攻击）

1.6 TCP

客户端

连接服务器Socket
发送消息

服务器

建立服务的端口 ServerSocket
等待用户的连接 accept
接受用户消息

import java.io.IOException;
import java.io.OutputStream;
import java.net.InetAddress;
import java.net.Socket;
import java.net.UnknownHostException;
import java.nio.charset.StandardCharsets;

//客户端
public class TcpClientDemo01 {
    public static void main(String[] args) {
        //1. 要知道服务器的地址

        Socket socket = null;
        OutputStream os = null;
        try {
            //1. 要知道服务器的地址
            InetAddress serverIP = InetAddress.getByName("127.0.0.1");
            //2. 端口号
            int port = 9999;
            //3. 创建一个Socket连接
            socket = new Socket(serverIP,port);
            //4.发送消息
            os = socket.getOutputStream();
            os.write("你好".getBytes(StandardCharsets.UTF_8));


        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            if (os != null) {
                try {
                    os.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            if (socket != null) {
                try {
                    socket.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }
}

import java.io.ByteArrayOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;

//服务端
public class TcpServerDemo01 {
    public static void main(String[] args) {
        ServerSocket serverSocket = null;
        Socket socket = null;
        InputStream is = null;
        ByteArrayOutputStream baos = null;
        //1. 我得有一个地址
        try {
            serverSocket = new ServerSocket(9999);
            //2. 等待客户端连接过来
            socket = serverSocket.accept();
            //3. 读取客户端的消息
            is = socket.getInputStream();

            //管道流
            baos = new ByteArrayOutputStream();
            byte[] buffer = new byte[1024];
            int len;
            while((len = is.read(buffer)) != -1) {
                baos.write(buffer,0,len);
                System.out.println(baos.toString());
            }

        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            //关闭资源
            if (baos != null) {
                try {
                    baos.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            if (is != null) {
                try {
                    is.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            if (socket != null) {
                try {
                    socket.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            if (serverSocket != null) {
                try {
                    serverSocket.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }
}

文件上传

服务端

import java.io.*;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
import java.nio.charset.StandardCharsets;

public class TcpServerDemo02 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //1. 创建服务
        ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(9000);

        //2. 监听客户端的连接
        Socket socket = serverSocket.accept();// 阻塞式监听，会一直等待客户端的连接

        //3. 获取输入流
        InputStream is = socket.getInputStream();

        //4. 文件输出
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream(new File("receive.jpg"));
        byte[] buffer = new byte[1024];
        int len;
        while ((len = is.read(buffer)) != -1) {
            fos.write(buffer, 0, len);
        }


        //通知客户端我接收完毕了
        OutputStream os = socket.getOutputStream();
        os.write("我接受完毕了，你可以断开了".getBytes(StandardCharsets.UTF_8));

        //关闭资源
        fos.close();
        is.close();
        socket.close();
        serverSocket.close();
    }
}

客户端

mport java.io.*;
import java.net.InetAddress;
import java.net.Socket;

public class TcpClientDemo02 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //1. 创建一个socket连接
        Socket socket = new Socket(InetAddress.getByName("127.0.0.1"), 9000);

        //2. 创建一个输出流
        OutputStream os = socket.getOutputStream();

        //3. 文件流  读取文件
        FileInputStream fis = new FileInputStream(new File("2.jpg"));

        //4. 写出文件
        byte[] buffer = new byte[1024];
        int len;
        while ((len = fis.read(buffer)) != -1) {
            os.write(buffer, 0, len);
        }
        //通知服务器，我已经结束发送了
        socket.shutdownOutput();//我已经传输完了

        //确定服务器接收完毕才能断开连接
        InputStream inputStream = socket.getInputStream();
        ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();

        byte[] buffer2 = new byte[1024];
        int len2;
        while ((len2 = inputStream.read(buffer2)) != -1) {
            baos.write(buffer2, 0, len2);
        }
        System.out.println(baos.toString());


        //5. 关闭资源
        fis.close();
        baos.close();
        inputStream.close();
        os.close();
        socket.close();
    }
}

Tomcat

服务端

自定义 S
Tomcat服务器 S

客户端

自定义 C
浏览器 B

1.7 UDP

发短信：不用连接，需要知道对方的地址！

发送消息

发送端

import java.io.IOException;
import java.net.*;
import java.nio.charset.StandardCharsets;

//不需要连接服务器
public class UdpClientDemo01 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //1. 建立一个socket
        DatagramSocket socket = new DatagramSocket();

        //2. 建个包

        //发送给谁
        InetAddress localhost = InetAddress.getByName("localhost");
        int port = 9090;
        String msg = "你好啊，服务器.";
        DatagramPacket packet = new DatagramPacket(msg.getBytes(), 0, msg.getBytes().length, localhost, port);

        //3. 发送包
        socket.send(packet);

        //4. 关闭流
        socket.close();
    }
}

接收端

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

//还是要等待客户端连接
public class UdpServerDemo01 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //开放端口
        DatagramSocket socket = new DatagramSocket(9090);
        //接收数据包
        byte[] buffer = new byte[1024];
        DatagramPacket packet = new DatagramPacket(buffer, 0, buffer.length);//接收
        socket.receive(packet);  //阻塞接收

        System.out.println(packet.getAddress().getHostName());
        System.out.println(new String(packet.getData(), 0, packet.getLength()));
        //关闭连接
        socket.close();
    }
}

1.8 循环接收消息

发送方

public class UdpSenderDemo01 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        DatagramSocket socket = new DatagramSocket(8889);
        //准备数据： 控制台读取 System.in
        BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));

        while (true) {
            String data = reader.readLine();
            byte[] datas = data.getBytes(StandardCharsets.UTF_8);
            DatagramPacket packet = new DatagramPacket(datas, 0, datas.length, new InetSocketAddress("localhost",6666));
            socket.send(packet);

            if (data.equals("bye")) {
                break;
            }

        }
        socket.close();
    }
}

接收方

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

public class UdpReceiveDemo01 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        DatagramSocket socket = new DatagramSocket(6666);
        while (true) {
            //准备接收包裹
            byte[] container = new byte[1024];
            DatagramPacket packet = new DatagramPacket(container, 0, container.length);
            socket.receive(packet); // 阻塞式接收包裹

            //断开连接  bye
            byte[] data = packet.getData();
            String receivedata = new String(data, 0, data.length);
            System.out.println(receivedata);

            if (receivedata.trim().equals("bye")) {
                break;
            }

        }
        socket.close();

    }
}

在线聊天 : 两个人都可以是发送方

发送信息的线程类

package com.net;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.InputStreamReader;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetSocketAddress;
import java.nio.charset.StandardCharsets;

public class TalkSend implements Runnable{
    DatagramSocket socket = null;
    BufferedReader reader = null;

    private int fromPort;
    private String toIP;
    private int toPort;

    public TalkSend(int fromPort, String toIP, int toPort) {
        this.fromPort = fromPort;
        this.toIP = toIP;
        this.toPort = toPort;

        try {
            socket = new DatagramSocket(fromPort);
            reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }

    }

    @Override
    public void run() {
        while (true) {
            try {
                String data = reader.readLine();
                byte[] datas = data.getBytes(StandardCharsets.UTF_8);
                DatagramPacket packet = new DatagramPacket(datas, 0, datas.length, new InetSocketAddress(this.toIP, this.toPort));
                socket.send(packet);
                if (data.trim().equals("bye")) {
                    break;
                }
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }

        }
        socket.close();
    }
}

接收信息的线程类

package com.net;

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

public class TalkReceive implements Runnable{
    DatagramSocket socket = null;
    private int port;
    private String msgFrom;

    public TalkReceive(int port, String msgFrom) {
        this.port = port;
        this.msgFrom = msgFrom;
        try {
            socket = new DatagramSocket(this.port);
        } catch (SocketException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    @Override
    public void run() {
        while (true) {
            try {
                //准备接收包裹
                byte[] container = new byte[1024];
                DatagramPacket packet = new DatagramPacket(container, 0, container.length);
                socket.receive(packet); // 阻塞式接收包裹

                //断开连接  bye
                byte[] data = packet.getData();
                String receivedata = new String(data, 0, data.length);
                System.out.println(msgFrom + ":" + receivedata);

                if (receivedata.trim().equals("bye")) {
                    break;
                }
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }

        }
        socket.close();

    }
}

学生实例和老师实例（都实现两个线程，因为发消息的同时也要接收消息）

package com.net;

public class TalkStudent {
    public static void main(String[] args) {
        // 开启两个线程
        new Thread(new TalkSend(7777,"localhost", 3333)).start();
        new Thread(new TalkReceive(8889, "老师")).start();
    }
}

package com.net;

public class TalkTeacher {
    public static void main(String[] args) {
        new Thread(new TalkSend(2222,"localhost", 8889)).start();
        new Thread(new TalkReceive(3333, "学生")).start();
    }
}

1.8 URL

统一资源定位符：定位资源的，定位互联网上的某一个资源

DNS 域名解析

协议： //ip地址：端口/项目名/资源

import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.net.HttpURLConnection;
import java.net.URL;

public class URLDemo02 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //1.下载地址
        URL url = new URL("https://p1.music.126.net/M4D1Tg0GezdKAeovJcM7qQ==/109951166140780571.jpg?param=130y130");

        //2.连接到这个资源 HTTP
        HttpURLConnection urlConnection = (HttpURLConnection) url.openConnection();

        InputStream inputStream = urlConnection.getInputStream();

        FileOutputStream fos = new FileOutputStream("109951166140780571.jpg");

        byte[] buffer = new byte[1024];

        int len;
        while((len = inputStream.read(buffer)) != -1){
            fos.write(buffer,0,len);
        }

        fos.close();
        inputStream.close();
        urlConnection.disconnect();
    }
}

posted @ 2021-04-15 14:47 Tomato12138 阅读(59) 评论(0) 编辑收藏举报

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