Java网络编程

网络编程

1. Java的网络通信非常简单，服务器端通过ServerSocket建立监听，客户端通过Socket连接到指定服务器后，通信双方就可以通过IO流进行通信。

2. OSI模型：开放系统互连参考模型（Open System InterConnection），力求将网络简化，并以模块化的方式来设计网络。OSI模型把计算机网络分成物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层7层。

3. 通信协议：计算机网络中实现通信必须有一些约定，这些约定被称为通信协议。通信协议通常由三部分组成：一是语义部分，用于决定双方对话的类型；二是语法部分，用于决定双方对话的格式；三是变换规则，用于决定通信双方的应答关系。通信协议是网络通信的基础。IP协议则是一种非常重要的通信协议。

4. IP协议：又称互联网协议（Internet Protocol），是支持网间互联的数据报协议。它提供网间连接的完善功能，包括IP数据报规定互联网络范围内的地址格式。经常与IP协议放在一起的还有TCP协议，即传输控制协议（Transmission Control Protocol），它规定一种可靠的数据信息传递服务。实际使用中常常把这两个协议统称为TCP/IP协议，TCP/IP协议最早出现在UNIX操作系统中，现在几乎所有的操作系统都支持TCP/IP协议。因此TCP/IP协议是Internet中最常用的基础协议。

5. 按TCP/IP协议模型，网络通常被分为一个四层模型，对应关系如图。

   

6. IP地址：用于唯一地标识网络中的一个通信实体，这个通信实体既可以是一台主机，也可以是一台打印机，或者是路由器的某一个端口。而在基于IP协议网络中传输的数据包，都必须使用IP地址来进行标识。IP地址是数字型的，IP地址是一个32位（32bit）整数，但通常为了便于记忆，通常把它分成4个8位的二进制数，每8位之间用圆点隔开，每个8位整数可以转换成一个0～255的十进制整数，因此我们看到的IP地址常常是这种形式：202.9.128.88。IP地址用于唯一地标识网络上的一个通信实体，但一个通信实体可以有多个通信程序同时提供网络服务，此时还需要使用端口。

7. 端口：端口是一个16位的整数，用于表示数据交给哪个通信程序处理。因此，端口就是应用程序与外界交流的出入口，它是一种抽象的软件结构，包括一些数据结构和I/O（基本输入/输出）缓冲区。不同的应用程序处理不同端口上的数据，同一台机器上不能有两个程序使用同一个端口，端口号可以从0到65535，通常将它分为如下三类。

   • 公认端口（Well Known Ports）：从0到1023，它们紧密绑定（Binding）一些特定的服务。
   • 注册端口（Registered Ports）：从1024到49151，它们松散地绑定一些服务。应用程序通常应该使用这个范围内的端口。
   • 动态和/或私有端口（Dynamic and/or PrivatePorts）：从49152到65535，这些端口是应用程序使用的动态端口，应用程序一般不会主动使用这些端口。

8. Java为网络支持提供了java.net包，该包下的URL和URLConnection等类提供了以编程方式访问Web服务的功能，而URLDecoder和URLEncoder则提供了普通字符串和application/x-www-form-urlencoded MIME字符串相互转换的静态方法。

• InetAddress类代表IP地址。InetAddress类本身并没有提供太多功能，它代表一个IP地址对象，是网络通信的基础。InetAddress类没有提供构造器，而是提供了如下两个静态方法来获取InetAddress实例。

  

• URLDecoder和URLEncoder用于完成普通字符串和application/x-www-form-urlencoded MIME字符串之间的相互转换。

  • application/x-www-form-urlencoded MIME字符串：当URL地址里包含非西欧字符的字符串时，系统会将这些非西欧字符串转换成特殊字符串，就是所谓的application/x-www-form-urlencoded MIME字符串。编程过程中可能涉及普通字符串和这种特殊字符串的相关转换，这就需要使用URLDecoder和URLEncoder类。
  • 仅包含西欧字符的普通字符串和application/x-www-form-urlencoded MIME字符串无须转换，而包含中文字符的普通字符串则需要转换，转换方法是每个中文字符占2个字节，每个字节可以转换成2个十六进制的数字，所以每个中文字符将转换成“%XX%XX”的形式。当然，采用不同的字符集时，每个中文字符对应的字节数并不完全相同，所以使用URLEncoder和URLDecoder进行转换时也需要指定字符集。

  

• URL（Uniform Resource Locator）对象代表统一资源定位器，它是指向互联网“资源”的指针。资源可以是简单的文件或目录，也可以是对更为复杂对象的引用，例如对数据库或搜索引擎的查询。在通常情况下，URL可以由协议名、主机、端口和资源组成，即满足如下格式：

  protocol://host:port/resourceName
  

  例如如下的URL地址：

  http://www.crazyit.org/index.php
  

  • 提示：JDK中还提供了一个URI（Uniform Resource Identifiers）类，其实例代表一个统一资源标识符，Java的URI不能用于定位任何资源，它的唯一作用就是解析。与此对应的是， URL则包含一个可打开到达该资源的输入流，我们可以将URL理解成URI的特例。

  URL类提供了多个构造器用于创建URL对象，一旦获得了URL对象之后，就可以调用如下方法来访问该URL对应的资源。

  • URLConnection openConnection()：返回一个URLConnection对象，它代表了与URL所引用的远程对象的连接。

  • InputStream openStream()：打开与此URL的连接，并返回一个用于读取该URL资源的InputStream。URL对象提供的openStream()方法可以读取该URL资源的InputStream，通过该方法可以非常方便地读取远程资源——甚至实现多线程下载

  • 

  • URLConnection和HttpURLConnection对象，其中前者表示应用程序和URL之间的通信连接，后者表示与URL之间的HTTP连接。程序可以通过URLConnection实例向该URL发送请求、读取URL引用的资源。

  通常创建一个和URL的连接，并发送请求、读取此URL引用的资源需要如下几个步骤。

  （1）通过调用URL对象的openConnection()方法来创建URLConnection对象。

  （2）设置URLConnection的参数和普通请求属性。

  （3）如果只是发送GET方式请求，则使用connect()方法建立和远程资源之间的实际连接即可；如果需要发送POST方式的请求，则需要获取URLConnection实例对应的输出流来发送请求参数。

  （4）远程资源变为可用，程序可以访问远程资源的头字段或通过输入流读取远程资源的数据。