Java网络编程

一、概述

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：

无限电台…传播交流信息，数据交换，通信

二、网络通信的要素

如何实现网络的通信？

1、通信双方地址：

IP
端口号

2、规则：网络通信的协议

TCP/IP参考模型：

OSI七层模型

小结：

网络编程中有两个主要的问题

如何准确的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
网络通信协议

万物皆对象

IP和网络通信协议都可以生成对象

三、IP

唯一定位一台网络上计算机
127.0.0.1：本机localhost
ip地址的分类

ipv4/ipv6
- IPV4：127.0.0.1，4个字节组成，0~255，总共42亿；30亿都在北美，亚洲4亿，2011年就已经用尽
- IPV6：128位。8个无符号整数。例：2001:acca:0ac1:0002:0ab7:1153:2210:ccc1
公网（互联网）-私网（局域网）
- ABCD类地址
- 192.168.xxx.xx 专门给组织内部使用
域名：解决记忆IP问题！

IP：www.xxx.com 方便记录

import java.net.InetAddress;
import java.net.UnknownHostException;
import java.util.Arrays;

//测试IP
//由于没有构造器，不能new出来。只能利用静态方法
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(Arrays.toString(inetAddress2.getAddress()));      //返回一个数组
            System.out.println(inetAddress2.getCanonicalHostName());        //规范的名字
            System.out.println(inetAddress2.getHostAddress());      //ip
            System.out.println(inetAddress2.getHostName());     //域名，或者自己电脑的名字
        } catch (UnknownHostException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

四、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！用来区分软件！
被规定0 ~ 65535，不能使用相同的端口
TCP，UDP：65535*2，tcp : 80，udp : 80 这样不影响。单个协议下，端口号不能冲突
端口分类
- 公有端口 0~1023 （尽量不用）
  - HTTP：80
  - HTTPS：443
  - FTP：21
  - Telent：23
- 程序注册端口：1024~49151，分配用户或者程序
  - Tomcat：8080
  - MySQL：3306
  - Oracle：1521
- 动态、私有：49152~65535（尽量不用）
  
  netstat -ano #查看所有的端口
  netstat -ano|findstr "5900" #查看指定的端口
  tasklist|findstr "8696" #查看指定端口的进程

//端口
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);

        System.out.println(socketAddress.getAddress());
        System.out.println(socketAddress.getHostName());    //地址
        System.out.println(socketAddress.getPort());        //端口

    }

五、通信协议

协议：约定，双方使用相同可识别的语言

网络通信协议：速率、传输码率、代码结构、传输控制… …

主要使用：TCP/IP协议簇：实际上是一组协议

主要：

TCP：用户传输协议
UDP：用户数据报协议
IP：网络互连协议

TCP 与 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—— 我要连接 ——>B
B—— 你可以连接 ——>A
A—— 那我连接了 ——>B
连接成功！

四次挥手
A—— 我要断开 ——>B
B—— 你可以断开 ——>A
B—— 你确定断开？——>A
A—— 我确定断开！——>B
连接断开

客户端、服务端：主动和被动的过程
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
DDOS：洪水攻击！（饱和攻击）

六、TCP

服务器

建立服务的端口 ServerSocket
等待用户的连接 accept
接收用户的信息

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;
        try {
            //1.建立一个地址
            serverSocket = new ServerSocket(9999);
            int i = 0;
            while (true){
                //2.等待客户端连接过来
                System.out.println("等待客户端连接");
                socket = serverSocket.accept();
                //3.读取客户端的信息
                i++;
                is =socket.getInputStream();
                System.out.println("读取信息成功"+i);
                //管道流获得信息
                baos = new ByteArrayOutputStream();
                //创建一个接收数据的byte[]数组，及数组的有效长度len
                byte[] buffer = new byte[1024];
                int len;
                while ((len = is.read(buffer)) != -1){
                    baos.write(buffer, 0, len);
                }
                System.out.println(baos.toString());
            }
        }
           /*//一种方法
           //创建一个接收数据的byte[]数组，及数组的有效长度len
            byte[] buffer = new byte[1024];
            int len;
            while ((len = is.read(buffer))!=-1){
                String msg = new String(buffer,0,len);
                System.out.println(msg);
            }*/
        catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }finally {
            //关闭资源,先开后关，后开先关。
            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();
                 }
            }
        }
    }
}

客户端

连接服务器 Socket
发送消息

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

//客户端
public class TcpClientDemo01 {
    public static void main(String[] args) {
        Socket socket = null;
        OutputStream os = null;
        try {
            //1.要知道服务器的地址，和端口号
            InetAddress serverIP = InetAddress.getByName("127.0.0.1");
            int port = 9999;
            //2.创建一个 socket 连接
            socket = new Socket(serverIP, port);
            System.out.println("客户端连接成功");
            //3.发送消息 IO 流
            os = socket.getOutputStream();
            os.write("你好，我是客户端！".getBytes());
            System.out.println("已发送");
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        //保证代码的严谨性
        if (socket!= null){
            try {
                socket.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        if (os!=null){
            try {
                os.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

ServerSocket				建立服务的端口
ServerSocket.accept			阻塞监听等待连接
Socket					创建连接
.getInputStream				IO输入流
.getOutputStream			IO输出流
ByteArrayOutputStream			byte类型数组管道输出流

文件上传

服务器端

import java.io.*;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;

public class TcpClientDemo02 {
    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
        System.out.println("等待连接");
        Socket socket = serverSocket.accept();  //阻塞式监听，会一直等待客户端连接
        //3.获取输入流
        InputStream is = socket.getInputStream();
        //文件输出
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream(new File("321.jpg"));
        byte[] buffer = new byte[1024];
        int len;
        while ((len = is.read(buffer)) != -1){
            fos.write(buffer, 0, len);
        }
        /*
            客户端传输完了，服务器接收完
            通知客户端我接收完毕了
         */
        //服务器端接收完毕，并回复信息
        OutputStream os = socket.getOutputStream();
        os.write("我接收完毕，你可以断开".getBytes());

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

客户端

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

public class TcpServerDemo02 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //1.创建一个Socket连接
        // Socket（主机--端口号）
        //InetAddress.getByNam（主机--IP地址）
        Socket socket = new Socket(InetAddress.getByName("127.0.0.1"), 9000);
        //2.创建一个输出流
        OutputStream os = socket.getOutputStream();
        //3.读取文件
        FileInputStream fis = new FileInputStream(new File("123.jpg"));
        //4.写出文件
        byte[] buffer = new byte[1024];
        int len;
        while((len = fis.read(buffer)) != -1){
            os.write(buffer, 0, len);
        }
        /*
            传输完后，通知服务器
            确定服务器接收完毕，才能断开连接
         */
        //客户端已经传输完毕
        socket.shutdownOutput();
        //接收服务端完毕信息
        InputStream inputStream = socket.getInputStream();
        //由于收到的式String byte[]数组，使用byte输出管道流
        ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
        byte[] buffer2 = new byte[1024];
        int len2;
        while((len2 = inputStream.read(buffer)) != -1){
            baos.write(buffer, 0, len2);
        }
        System.out.println(baos.toString());

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

七、UDP

发短信：不用连接，只需要知道对方的地址！

发送端：

import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetAddress;

public class UdpClientDemo01 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //1.建立一个socket
        DatagramSocket socket = new DatagramSocket();
        //1.2建立一个能发送的包
        //发送的数据，地址
        String msg = "你好啊，服务器！";
        InetAddress localhost = InetAddress.getByName("localhost");
        int port = 9090;
        //包的内容：数据，数据长度，要发送给谁
        DatagramPacket packet = new DatagramPacket(msg.getBytes(), 0, msg.getBytes().length, localhost, port);
        //2.发送包
        socket.send(packet);
        //关闭流
        socket.close();
    }
}

接收端：

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

public class UdpServerDemo01 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //开放端口
        //等待客户端的连接
        DatagramSocket socket = new DatagramSocket(9090);
        //接收数据包
        byte[] buffer = new byte[1024]; //接收临时区域
        DatagramPacket packet = new DatagramPacket(buffer, 0, buffer.length);

        //阻塞接收
        socket.receive(packet);

        System.out.println(packet.getAddress().getHostAddress());
        System.out.println(new String(packet.getData(), 0, packet.getLength()));

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

持续发送

持续发送端

import java.io.BufferedReader;
import java.io.InputStreamReader;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetSocketAddress;
import java.net.SocketException;

public class UdpSenderDemo01 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {

        DatagramSocket socket = new DatagramSocket(8888);
        while(true){
            //准备数据：控制台读取 System.in
            BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
            //发包内数据
            String data = reader.readLine();
            byte[] datas = data.getBytes();
            DatagramPacket packet = new DatagramPacket(datas, 0, datas.length, new InetSocketAddress("localhost", 6666));
            //发送包
            socket.send(packet);

            if (data.equals("bye")){
                break;
            }
        }
        //关闭流
        socket.close();
    }
}

持续接收端

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

public class UdpReceiveDemo01 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        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);
            //阻塞式接收
            socket.receive(packet);
            //断开连接
            //将接收包转换为 String 格式
            byte[] data = packet.getData();
            String receiveData = new String(data, 0, data.length);
            System.out.println(receiveData);

            if (receiveData.equals("bye")){
                break;
            }
        }
        socket.close();
    }
}

多线程发送（相互通信）

发送线程

import java.io.BufferedReader;
import java.io.InputStreamReader;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetSocketAddress;
import java.net.SocketException;

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);
            //准备数据：控制台读取 System.in
            reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        } catch (SocketException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
    @Override
    public void run() {
        try {
            while(true){
                //发包内数据
                String data = reader.readLine();
                byte[] datas = data.getBytes();
                DatagramPacket packet = new DatagramPacket(datas, 0, datas.length, new InetSocketAddress(this.toIP, this.toPort));
                //发送包
                socket.send(packet);

                if (data.equals("bye")){
                    break;
                }
            }
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        //关闭流
        socket.close();
    }
}

接收线程

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(port);
        } catch (SocketException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    @Override
    public void run() {
        try {
            while(true){
                //准备接收包裹
                byte[] container = new byte[1024];
                DatagramPacket packet = new DatagramPacket(container,0,container.length);
                //阻塞式接收
                socket.receive(packet);
                //断开连接
                //将接收包转换为 String 格式
                byte[] data = packet.getData();
                String receiveData = new String(data, 0, data.length);
                System.out.println(msgfrom + ":" + receiveData);
                if (receiveData.equals("bye")) {
                    break;
                }
            }
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        socket.close();
    }
}

学生线程

public class TalkStudent {
    public static void main(String[] args) {
        //学生同时开启两个线程
        //学生自己的发送端口、接收IP、接收端口
        new Thread(new TalkSend(6666, "localhost", 9999)).start();
        //学生自己接收端口、发送过来者
        new Thread(new TalkReceive(8888, "老师")).start();
    }
}

教师线程

public class TalkTeacher {
    public static void main(String[] args) {
        //老师
        //老师自己的发送端口、接收IP、接收端口
        new Thread(new TalkSend(7777, "localhost", 8888)).start();
        //老师自己接收端口、发送过来者
        new Thread(new TalkReceive(9999, "学生")).start();
    }
}

八、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。例：百度https://www.baidu.com/

DNS 域名解析：www.baidu.com == xxx.x…x…x 的IP号

协议:（https）//ip地址：端口/项目名/资源

URL常用方法

import java.net.MalformedURLException;
import java.net.URL;

public class DRLDemo01 {
    public static void main(String[] args) throws MalformedURLException {
        URL url = new URL("http://localhost:8080/helloworld/index.jsp?username=roc&password=123");

        //协议http
        System.out.println(url.getProtocol());
        //主机ip,localhost
        System.out.println(url.getHost());
        //端口，8080
        System.out.println(url.getPort());
        //文件，/helloworld/index.jsp
        System.out.println(url.getPath());
        //全路径，/helloworld/index.jsp?username=roc&password=123
        System.out.println(url.getFile());
        //参数，username=roc&password=123
        System.out.println(url.getQuery());
    }
}

URL网络下载

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

public class UrlDown {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //1.下载地址
        URL url = new URL("https://**1.**2.com/**/**/***.jpg");

        //2.连接到这个资源 HTTP
        HttpURLConnection urlConnection = (HttpURLConnection) url.openConnection();
        //3.输入流
        InputStream inputStream = urlConnection.getInputStream();
        //4.下载到存放地址(本地)
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream("123.jpg");
        //5.写出数据
        byte[] buffer = new byte[1024];
        int len ;
        while((len = inputStream.read(buffer)) != -1) {
            fos.write(buffer, 0, len);
        }
        fos.close();
        inputStream.close();
        urlConnection.disconnect(); //断开连接
    }
}

posted on 2022-01-22 18:01 小小张丫阅读(131) 评论(0) 编辑收藏举报

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