Java网络编程入门

本篇博客将介绍Java网络编程的基础知识和常用的API。在阅读本篇博客之前，你需要具备Java编程的基础知识。

网络编程基础

在进行Java网络编程之前，我们需要先了解网络编程的基础概念。在网络编程中，主要有两个角色：客户端和服务器。
客户端是指发起网络请求的一方，服务器是指接收并处理请求的一方。客户端和服务器通过网络协议进行通信。网络协议是指在网络通信中，规定数据传输方式、数据格式和传输时序等方面的一种规范。
在网络编程中，主要涉及的协议有TCP和UDP。TCP是面向连接的协议，它提供了可靠的数据传输，但是在传输过程中会增加较多的开销。UDP是面向无连接的协议，它提供了高效的数据传输，但是不保证数据传输的可靠性。

Java网络编程API

Java提供了丰富的网络编程API，包括Socket、ServerSocket、URL、URLConnection等类。下面将介绍其中比较常用的几个类。

Socket

Socket类是Java网络编程中最基础的类之一，它提供了客户端和服务器端之间的通信功能。Socket类可以用于TCP和UDP协议的通信。
下面是一个使用Socket类进行TCP协议通信的例子：

// 客户端
Socket socket = new Socket(InetAddress.getLocalHost(), 8888);//此处使用的是本机模拟
OutputStream out = socket.getOutputStream();
out.write("Hello World".getBytes());
socket.close();

// 服务器端
ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8888);
Socket socket = serverSocket.accept();
InputStream in = socket.getInputStream();
byte[] buffer = new byte[1024];
in.read(buffer);
System.out.println(new String(buffer));
socket.close();
serverSocket.close();

在Java中使用UDP通讯，主要涉及到两个类：DatagramPacket和DatagramSocket。DatagramPacket用于表示一个数据包，DatagramSocket用于进行数据包的发送和接收。
下面是一个简单的UDP通讯的例子：

// 客户端
try {
    DatagramSocket socket = new DatagramSocket();
    String message = "Hello World!";
    byte[] data = message.getBytes();
    InetAddress address = InetAddress.getByName("localhost");
    DatagramPacket packet = new DatagramPacket(data, data.length, address, 8888);
    socket.send(packet);
    System.out.println("Sent message: " + message);
    socket.close();
} catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
}

// 服务器端
try {
    DatagramSocket socket = new DatagramSocket(8888);
    byte[] buffer = new byte[1024];
    DatagramPacket packet = new DatagramPacket(buffer, buffer.length);
    socket.receive(packet);
    String message = new String(packet.getData(), 0, packet.getLength());
    System.out.println("Received message: " + message);
    socket.close();
} catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
}

在上述例子中，客户端创建了一个DatagramSocket对象，并使用该对象发送一个数据包到指定地址和端口。服务器端创建了一个DatagramSocket对象，并监听指定端口的数据包接收。当有数据包到达时，服务器端接收数据包，并打印出接收到的数据。
注:在UDP通讯中，数据包的大小是有限制的。在Java中，一个数据包的最大长度为64KB。如果发送的数据超过了这个长度，需要将数据分成多个数据包进行发送，并在接收端进行组合

ServerSocket

ServerSocket类用于在服务器端监听客户端的连接请求。当客户端发起连接请求时，ServerSocket会返回一个Socket对象，服务器端通过该对象与客户端进行通信。
下面是一个使用ServerSocket类进行TCP协议通信的例子：

// 服务器端
ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8888);
Socket socket = serverSocket.accept();
InputStream in = socket.getInputStream();
byte[] buffer = new byte[1024];
in.read(buffer);
System.out.println(new String(buffer));
socket.close();
serverSocket.close();

URL和URLConnection

URL和URLConnection是Java中用于网络编程的两个重要类，下面详细解释一下它们的作用和用法。
URL（Uniform Resource Locator）类代表一个统一资源定位符，它用于表示互联网上的资源的地址。一个URL通常包含协议、主机名、端口、路径、查询字符串和片段标识符等部分。使用URL类可以将一个字符串形式的URL地址解析成一个Java对象，从而方便地获取其各个部分的信息，并进行一些简单的操作，比如打开连接、获取输入流、获取输出流等。
下面是一个简单的使用URL类的例子：

import java.net.URL;

public class URLDemo {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        URL url = new URL("https://www.example.com");
        System.out.println("Protocol: " + url.getProtocol());
        System.out.println("Host: " + url.getHost());
        System.out.println("Port: " + url.getPort());
        System.out.println("Path: " + url.getPath());
    }
}

上述代码中，我们首先创建了一个URL对象，然后通过调用该对象的方法获取了其协议、主机名、端口和路径等信息，并打印输出。输出结果如下：

Protocol: https
Host: www.example.com
Port: -1
Path: 

URLConnection是在URL对象和远程对象之间建立的通信链接。它可以用于读取和写入数据，以及设置请求和响应头字段等操作。URLConnection类是一个抽象类，具体的实现类包括HttpURLConnection、HttpsURLConnection等。使用URLConnection类可以实现网络通信，并进行数据传输、请求和响应的处理等操作。

下面是一个简单的使用URLConnection类的例子：

import java.net.URL;
import java.net.URLConnection;
import java.io.InputStream;

public class URLConnectionDemo {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        URL url = new URL("https://www.example.com");
        URLConnection connection = url.openConnection();
        InputStream inputStream = connection.getInputStream();
        byte[] buffer = new byte[1024];
        int length;
        while ((length = inputStream.read(buffer)) != -1) {
            System.out.write(buffer, 0, length);
        }
    }
}

上述代码中，我们首先创建了一个URL对象，然后通过该对象的openConnection()方法获取一个URLConnection对象，接着获取该连接的输入流，并使用该输入流读取数据并输出到控制台。输出结果如下：

<!doctype html>
<html>
<head>
    <title>Example Domain</title>

    <meta charset="utf-8" />
    <meta http-equiv="Content-type" content="text/html; charset=utf-8" />
    <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1" />
    <style type="text/css">
    ...
    </style>    

</head>

<body>
<div>
    <h1>Example Domain</h1>
    <p>This domain is established to be used for illustrative examples in documents. You may use this
    domain in examples without prior coordination or asking for permission.</p>
    <p><a href="https://www.iana.org/domains/example">More information...</a></p>
</div>
</body>
</html>