Java網絡編程

1、網絡編程三要素

一、IP地址

• 設備在網絡中的地址，是惟一標識

二、端口

• 應用程序在設備中的惟一標識

三、協議

• 數據在網絡中傳輸的規則，常見的協議有UDP協議和TCP協議

2、IP地址

一、含義

• IP地址，全稱爲Internet Protocol Address，網絡協議地址。是分配給上網設備的數字標籤。
• 常見的IP分類有ipv4和ipv6

二、實踐--終端ping網址

• 在終端輸入 ping www.itheima.com的過程解析

三、分類

ipv4：32bit來表示

• 問題：ipv4能分配的地址數量最多爲256的四次方個，約爲42億，數量逐漸不夠使用

ipv6：128bit來表示

四、相關命令（Mac）

• 查看本機的IP地址

  • ifconfig
  • ifconfig | grep net 用管道符號+grep命令來過濾一下，更方便查看

• 檢查網絡是否連通（還能夠肯定域名的IP地址）

  • ping IP地址

五、特殊IP

• 127.0.0.1：回送地址，本地迴環地址。能夠表明本機的IP地址，通常用來測試使用

六、Java中的InetAddress類

6.一、含義

• 表示IP地址

6.二、經常使用方法

• static InetAddress getByName("String host")：經過主機名獲取InetAdress對象，host能夠是主機名，也能夠是IP地址
• String getHostName()：獲取主機名
• String getHostAddress()：獲取IP地址

6.三、關於Mac查看和修改主機名和計算機名

https://www.jianshu.com/p/dbf2fa105f26

3、端口

一、含義

• 應用程序在設備中的惟一表示

二、端口號

• 用兩個字節表示的整數來標識。範圍0~25535
• 0~1023之間的端口號經常使用於一些知名的網絡服務或應用，咱們本身使用1024及以上

三、注意

• 一個端口號只能被一個應用程序來使用

4、協議

一、UDP協議

• UDP（User Datagram Protocol）用戶數據報協議

• 面向無鏈接：只管發送，沒必要先創建鏈接，均可以發送成功。若是二者已經鏈接，就能成功接收；

• 特色

  • 速度快
  • 大小限制：最大爲64K
  • 數據不安全，易丟失

• 常見場景：音視頻、普通數據

二、TCP協議

• TCP（Transmission Control Protocol）傳輸控制協議
• 面向鏈接：先保證鏈接已經創建，才傳輸數據
• 特色
  • 速度慢
  • 沒有大小限制
  • 數據安全
• 經常使用場景：聊天

5、UDP通訊程序

一、發送端

• 過程圖示

• 代碼實現

public class ClientDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //1.找碼頭
        DatagramSocket ds = new DatagramSocket();

        //2.打包數據
        String message = "你好哇,李婷婷!";
        byte[] bytes = message.getBytes();
        InetAddress address = InetAddress.getByName("127.0.0.1");
        int port = 10000;
        DatagramPacket dp = new DatagramPacket(bytes, bytes.length, address, port);

        //3.發送數據
        ds.send(dp);

        //4.釋放資源
        ds.close();
    }
}

二、接收端

• 過程圖示

• 代碼實現

public class ServerDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //1.找碼頭    ---表示從10000端口號接收數據,不然就是從隨機端口接收數據
        DatagramSocket ds = new DatagramSocket(10000);

        //2.建立包
        byte[] bytes = new byte[1024];
        DatagramPacket dp = new DatagramPacket(bytes, bytes.length);

        //3.接受包
        ds.receive(dp);

        //4.打開包獲得數據
        byte[] data = dp.getData();
        System.out.println(new String(data));

        //5.釋放資源
        ds.close();
    }
}

三、實現通訊

• 先運行接收端，保證創建了鏈接。
• 再運行發送端，發送數據
• 檢查服務端，確實收到了數據

四、注意

1. 若是接收端沒有收到數據，就會死等（阻塞）。能夠在接收先後加上輸出語句來驗證
2. 新數組接收到的數據中，若是不能填滿，會包含空格，可使用getLength()來獲取數據的長度

其實，數組data是多餘的，直接用bytes也能夠獲得數據

五、UDP三種通訊方式

5.一、單播：

• 一對一發送
• 以前寫的代碼就是單播通訊

5.二、組播

• 一對多發送，可是多個接收端要是一組的

• 代碼實現

組播地址：244.0.0.0 ~ 244.255.255.255 。其中244.0.0.0 ~ 244.0.0.255是預留的組播地址

5.三、廣播

• 一對全部發送

• 代碼實現

6、TCP通訊程序

一、TCP通訊原理

• TCP通訊協議是一種可靠的網絡協議，因此在通訊兩端各創建一個Socket對象

• 通訊以前，要保證創建鏈接

• 經過socket產生IO流來進行通訊

二、TCP發送數據的步驟

①、建立客戶端Socket對象，與指定的服務端鏈接

②、獲取輸出流，寫出數據

③、釋放資源

• 代碼實現以下

public class ClientDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {

        Socket socket = new Socket("127.0.0.1", 10000);

        OutputStream os = socket.getOutputStream();
        os.write("xian".getBytes());

        os.close();
        socket.close();
    }
}

//注意：此時若是咱們運行，是會報異常ConnectException，由於沒法和接收端創建鏈接

三、TCP接受數據

①、建立服務端Socket對象（ServerSocket）

②、監聽客戶端，返回一個Socket對象

③、獲取輸入流，讀數據，把數據顯示在控制檯

④、釋放資源

• 代碼實現

public class ServerDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {

        ServerSocket ss = new ServerSocket(10000);

        System.out.println(111);
        Socket accept = ss.accept();//等待客戶端來進行鏈接,一直等待
        System.out.println(222);

        //複習
        InputStream is = accept.getInputStream();
        int b;
        while ((b = is.read() )!= -1){
            System.out.println((char) b);
        }
        
        is.close();
        ss.close();
    }
}

四、原理分析

• 須要先運行服務端，服務端會執行到 ss.accept()處等待客戶端鏈接
• 客戶端鏈接，發送數據
• 服務端接受收據

注意

• accept()方法是阻塞的，做用：等待客戶端鏈接
• 客戶端鏈接服務器經過：三次握手

下面的類比就尼瑪離譜，公平打在有才上

• 針對客戶端，往外寫，用輸出流；針對服務端，往裏讀，用輸入流
• read()方法是阻塞的
• os.close()會附帶一個結束標記，來讓read結束
• socket.close()關閉鏈接經過：四次揮手

五、練習一

客戶端：發送數據，接受服務端反饋

服務端：接收數據，給出反饋

客戶端代碼

public class ClientDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //建立socket對象
        Socket socket = new Socket("127.0.0.1", 10086);

        //獲取輸出流,寫出數據
        OutputStream os = socket.getOutputStream();
        os.write("hello".getBytes());
        socket.shutdownOutput();//關閉輸出流,寫一個結束標記給接收端,不會關閉socket

        //獲取輸入流,讀入數據
        /*
        InputStream is = socket.getInputStream();
        int b;
        while ((b = is.read()) != -1){
            System.out.println((char) b);
        }
        */
        //由於接受的是中文,用字節流會亂碼,socket又沒有字符流,--->用緩衝流
        BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
        String line;
        while ((line = br.readLine()) != null){
            System.out.println(line);
        }

        //關閉資源
        br.close();
        os.close();
        socket.close();

    }
}

服務端代碼

public class ServerDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //建立socket對象
        ServerSocket ss = new ServerSocket(10086);

        //監聽客戶端,返回一個Socket對象
        Socket accept = ss.accept();

        //獲取輸入流,讀入數據
        InputStream is = accept.getInputStream();
        int b;
        while ((b = is.read()) != -1){
            System.out.println((char) b);
        }

        //獲取輸出流,寫出數據
        /*OutputStream os = accept.getOutputStream();
        os.write("你誰啊".getBytes());*/
        BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(accept.getOutputStream()));
        bw.write("你誰啊?");

        //關閉資源
        bw.close();
        is.close();
        ss.close();
    }
}

六、練習二

客戶端：將文件上傳到服務器，接受服務器的反饋

服務器：接受客戶端上傳的文件，上傳完畢後給出反饋

客戶端代碼

public class ClientDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //建立socket
        Socket socket = new Socket("127.0.0.1", 10086);

        //本地流,讀取本地文件
        BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream("heima/ClientDir/java圖標.jpg"));

        //網絡中的流,寫到服務器
        OutputStream os = socket.getOutputStream();
        BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(os);

        int b;
        while ((b = bis.read()) != -1){
            bos.write(b);
        }

        socket.shutdownOutput();//給服務器一個結束標記,表名傳輸完畢

        //獲取服務端數據
        BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
        String line;
        while ((line = br.readLine()) != null){
            System.out.println(line);
        }

        //關閉資源
        socket.close();
        bis.close();
    }
}

服務端代碼

public class ServerDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {

        //建立socket
        ServerSocket ss = new ServerSocket(10086);
        //等待鏈接
        Socket accept = ss.accept();

        //網絡中的流,讀取客戶端數據
        BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(accept.getInputStream());
        //本地的流,持久化
        BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("heima/ServerDir/copy.jpg"));
        //讀取,持久化到本地
        int b;
        while ((b = bis.read()) != -1){
            bos.write(b);
        }

        //發送反饋信息
        BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(accept.getOutputStream()));
        bw.write("上傳成功");
        bw.newLine();
        bw.flush();

        //關閉資源
        ss.close();
        accept.close();//網絡中的流,隨着socket的關閉也會關閉
        bos.close();
    }
}