Java学习笔记之网络编程

1 IP 地址

• 作用：唯一定位一台网络上的计算机

• 本机 ip 地址（localhost）：127.0.0.1

• ip 地址分类

  • ipv4
    • 由四个字节组成，例如本机 ip 地址 127.0.0.1
    • 每个范围是 0 ~ 255
    • 一共有 42 亿个，30 亿都在北美，亚洲只有 4 亿，2011年就已经用尽
  • ipv6
    • 128 位，由 8 个无符号整数构成
    • 例如：2022:08b3:abc4:0010:ade1:0000:1252:dd54
  • 公网（互联网）、私网（局域网）
    • ABCD 类地址：可用范围越来越短
    • 192.168.xxx.xxx：专门给组织内部使用

• 域名：记忆 ip 问题

2 InetAddress

public class InetAddressInfo {

    public static void main(String[] args) throws UnknownHostException {
        //获取本机 ip
        InetAddress localhost01 = InetAddress.getByName("localhost");
        InetAddress localhost02 = InetAddress.getByName("127.0.0.1");
        InetAddress localhost03 = InetAddress.getLocalHost();


        //获取网络 ip
        InetAddress baidu = InetAddress.getByName("www.baidu.com");

        //常用方法
        System.out.println(localhost01.getAddress());       //返回一个 ip 地址的字节数组
        System.out.println(localhost01.getCanonicalHostName());     //返回规范化命名（ip地址）
        System.out.println(localhost01.getHostAddress());   //返回域名
        System.out.println(localhost01.getHostName());      //返回主机名称
    }
}

3 端口

• 定义：表示计算机上的一个程序的进程
• 特点：不同进程有不同的端口号，用来区分软件
• 端口号范围： 0 ~ 65535
• 同一个协议下，端口号不能冲突；不同协议下，端口号可以相同
• 端口分类
  • 公有端口：0 ~ 1023
    • http：80
    • https：443
    • FTP：21
    • Telent：23
  • 程序注册端口：分配给用户或者程序，1024 ~ 49151
    • Tomcat：8080
    • MySQL：3306
    • Oracle：1521
  • 动态、私有端口：49153 ~ 65535

netstat -ano		#查看所有端口
netstat -ano|findstr "8080"		#查看固定端口
tasklist|findstr "8080"		#查看指定端口的进程

public class InetSocketAddressInfo {

    public static void main(String[] args) {

        InetSocketAddress localhost = new InetSocketAddress("localhost", 8080);
        System.out.println(localhost.getAddress());
        System.out.println(localhost.getHostName());
        System.out.println(localhost.getHostString());
        System.out.println(localhost.getPort());
    }
}

4 通信协议

4.1 TCP

• 类似打电话
• 连接、稳定
• 三次握手、四次挥手

最少三次，才可以建立连接

三次握手
A:你瞅啥？
B:瞅你咋地？
A:干一场！

四次挥手
A:我要走了！
B:你真的要走？
B:你确定要走吗？
A:我真的要走！

• 客户端、服务端
• 传输完成、释放连接、效率低

4.2 UDP

• 类似发短信
• 不连接、不稳定
• 客户端与服务端无明确界限
• 不管是否准备好，都可以发给你

5 TCP

5.1 消息发送

• 客户端

public class TcpClientTest {

    public static void main(String[] args) {
        Socket socket = null;
        OutputStream os = null;
        int port = 9999;

        try {
            //要知道服务器的地址、端口号
            InetAddress serverIp = InetAddress.getByName("127.0.0.1");
            //创建一个 socket 连接
            socket = new Socket(serverIp, port);
            //发送消息
            os = socket.getOutputStream();
            os.write("Hello Java!".getBytes());
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            if (socket != null) {
                try {
                    socket.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            if (os != null) {
                try {
                    os.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }
}

• 服务端

public class TcpServerTest {

    public static void main(String[] args) {
        ServerSocket serverSocket = null;
        Socket socket = null;
        InputStream is = null;
        ByteArrayOutputStream baoS = null;

        try {
            //得有一个地址
            serverSocket = new ServerSocket(9999);
            //等待客户端连接过来
            socket = serverSocket.accept();
            //读取客户端消息
            is = socket.getInputStream();

            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 (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            if (serverSocket != null) {
                try {
                    serverSocket.close();
                } catch (Exception e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            if (socket != null) {
                try {
                    socket.close();
                } catch (Exception e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            if (is != null) {
                try {
                    is.close();
                } catch (Exception e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            if (baoS != null) {
                try {
                    baoS.close();
                } catch (Exception e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }
}

5.2 文件上传

• 客户端

public class FileClient {

    public static void main(String[] args) throws Exception{
        Socket socket = new Socket(InetAddress.getByName("127.0.0.1"), 9000);
        OutputStream os = socket.getOutputStream();
        FileInputStream file = new FileInputStream(new File("src/tx.jpg"));

        byte[] buffer = new byte[1024];
        int len;
        while ((len = file.read()) != -1)
            os.write(buffer, 0, len);

        //通知服务器，我已经发送结束了
        socket.shutdownOutput();

        //确定服务器接收完毕，再断开
        InputStream inputStream = socket.getInputStream();
        ByteArrayOutputStream baoS = new ByteArrayOutputStream();
        byte[] buffer2 = new byte[1024];
        int len2;
        while ((len2 = inputStream.read(buffer)) != -1)
            baoS.write(buffer2, 0, len2);
        
        baoS.close();
        inputStream.close();
        file.close();
        os.close();
        socket.close();
    }
}

• 客户端

public class FileServer {

    public static void main(String[] args) throws Exception{

        ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(9000);
        Socket socket = serverSocket.accept();
        InputStream is = socket.getInputStream();

        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，我已经接收完毕，你可以断开
        OutputStream os = socket.getOutputStream();
        os.write("我接受完毕，可断开!".getBytes());

        os.close();
        fOs.close();
        is.close();
        socket.close();
        serverSocket.close();
    }
}