面向基礎系列之---Java網絡編程---網絡鏈接組件的使用（InetAddress）

這個系列是我一直想寫的，由於從入職第一年的第一個月開始（那時還在zte），我就買了網絡上惟一的一本，寫Java網絡的書籍：《Java網絡編程》。當時功底通常，感受看起來，仍是不少雲裏霧裏，尤爲是前面幾章介紹使用Java的基礎網絡鏈接對象的時候，尤甚！隨着工做的開展，工程的深刻，經常會碰到要下載一個問價、鏈接遠端url獲取數據、下載壓縮包等網絡通訊相關的業務需求，這個時候，對於Java網絡方面的支持對象的熟悉，就尤其關鍵。再到後面的後面，隨着NIO的興起，各大框架對底層網絡優化的跟進，我以爲Java網絡編程，已經成爲服務端開發一個重中之重。沒有個好身體，何談加班工做升值加薪呢？恩，讓咱們來好好鍛鍊身體吧。

1、java.net.InetAddress 相關

Java中對IP地址的一個抽象，全部的上層socket對象，底層都是要用到這個類的，通常來說，這東西包含了一個 主機名和一個IP地址

一、建立一個InetAddress對象

import java.net.*;

public class NetworkMain {
    public static void main(String[] args) {
        try {
//            InetAddress inetAddress = InetAddress.getByName("www.baidu1121.com");//Exception
            InetAddress inetAddress = InetAddress.getByName("www.baidu.com");//輸出：www.baidu.com/14.215.177.38
            System.out.println(inetAddress);
        } catch (UnknownHostException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

1. 注意相關輸出，getByName是要進行網絡鏈接，查找DNS的
2. InetAdress對象重載了toString方法，結果是「域名/ip地址」
3. 這個IntetAdress對象會對查找的對象進行緩存，第一次網絡鏈接，其餘的時候，查找本地緩存
4. 若是是一個錯誤，差很少的域名，會報java.net.UnknownHostException異常

二、java.net.InetAddress的一些其餘工程方法使用

import java.net.*;

public class NetworkMain {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            InetAddress inetAddress = InetAddress.getByName("127.0.0.1");
            System.out.println("能夠傳入具體的Ip地址返回主機名：" + inetAddress.getHostName());//若是沒有主機名，會直接打印ip地址

            InetAddress[] allByName = InetAddress.getAllByName("www.baidu.com");
            for (InetAddress it : allByName) {
                System.out.println("返回域名對應的全部地址：" + it);
            }

            InetAddress localHost = InetAddress.getLocalHost();
            System.out.println("本地機器名稱與地址：" + localHost);

            byte[] address = {107, 23, 11, (byte) 154};
            InetAddress byAddress = InetAddress.getByAddress(address);
            System.out.println("不用進行DNS查詢解析的方式："+byAddress);
        } catch (UnknownHostException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

1. 要知道大部分方法都是要與DNS進行網絡交互的。可是比較親民的點是，大部分都會被本地緩存
2. getByAddress()這個很特殊，這個是不與DNS交互
3. 獲取本地的InetAdress的時候，獲取到的是機器名/本地地址
4. getByName()使用ip地址進行查找的時候，是不會進行遠端通訊的，只有顯示調用getHostName()的時候纔會進行域名解析。即便找不到主機名，也不會拋出java.net.UnknownHostException，會返回原ip地址

三、獲取java.net.InetAddress內部對象的相關方法

• public String getHostName()
• public String getCanonicalHostName()
• public byte[] getAddress()
• public String getHostAddress()

java.net.InetAddress是沒有對應的set相關方法的，這說明這個類是沒法使用java.net以外的類進行修改的，因此這個類也是不可變的，所以是線程安全的

1. getHostName是會進行DNS查詢的，若是能夠獲取到相關主機名，會返回：主機名/ip，這個解構。若是獲取不到相關的DNS域名或者主機名的狀況下，會返回ip地址。這個方法或進行域名緩存
2. getCanonicalHostName相較於getHostName會積極一些。不會不論是否是第一次獲取，都會進行DNS的查詢，就是說，都會進行網絡請求，而且獲取到的話，會刷新原先緩存的主機名
3. getHostAddress返回機器的ip地址，沒什麼好說的。getAddress這個會返回一個無符號的地址數組，ipv4會有4個的長度，ipv6會有16個的長度，能夠用這個判斷當前是否使用的是ipv4仍是ipv6。固然Java中無符號的轉換也是一個小小的tips

import java.net.*;
import java.util.Objects;

public class NetworkMain {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            InetAddress localHost = InetAddress.getLocalHost();
            byte[] address = localHost.getAddress();
            int version = getversion(address);
            System.out.println("當前地址類型是：ipV" + version);
            String resultAddress = getUnsigeAdressString(address);
            System.out.println("當前地址是："+resultAddress);
        } catch (UnknownHostException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    /**
     * 對無符號地址的轉換
     */
    private static String getUnsigeAdressString(byte[] address) {
        if (Objects.isNull(address)) {
            return "";
        }
        StringBuffer sb = new StringBuffer();
        for (byte it : address) {
            int unsignedByte = it < 0 ? it + 256 : it;
            sb.append(unsignedByte);
            sb.append(".");
        }
        return sb.substring(0,sb.length()-1);
    }

    /**
     * 獲取當前地址是ipv4仍是ipv6
     */
    private static int getversion(byte[] address) {

        if (address.length == 4) return 4;
        else if (address.length == 16) return 6;
        else return -1;
    }
}

四、可達性測試與相等的斷定

一、 public boolean isReachable(int timeout) throws IOException

這個方法使用ICMP協議發送echo請求，斷定InetAddress包裝的地址是否可以聯通，表現形式是：

• timeout內響應，方法返回true
• timeout內沒法響應，方法返回false
• 網絡錯誤，拋IOException異常

二、 public boolean isReachable(NetworkInterface interface, int ttl, int timeout)

這個方法與上一個相似，只不過加了兩個參數

• interface：從哪一個網口進行測試
• ttl：生存時間（鏈接被丟棄前嘗試最大的網絡跳數）

三、 相等性斷定

• 兩個InetAdress相等的斷定，不用域名相同，只要兩個對象的映射ip是同一個，equals方法就會返回true
• hashCode方法使用的哈希值，是根據InetAdress的ip地址進行的哈希

2、java.net.NetworkInterface使用

這東西，表示一個本地的物理硬件和虛擬地址，因此不能本身進行構建。能夠經過ip地址、名字或者枚舉來請求一個NetworkInterface

一、 public static NetworkInterface getByName(String name) throws SocketException

這個對象返回指定網絡接口的對象，若是沒有這個接口，返回null，若是查找相關本地網絡接口時候，底層網絡棧出現問題，則拋出SocketException異常

try{
    NetworkInterface ni = NetworkInterface.getByName("eth0");
    if(ni == null){
        System.err.printIn("no such interface: ehto");
    }
    
}catch (SocketException ex){
    System.err.println(Could not list socket.);
}

二、 public static NetworkInterface getByInetAddress(InetAddress addr) throws SocketException

返回對應的InetAdress對象綁定的接口，若是本地主機上面沒有這個網絡接口與這個ip進行綁定，返回null。若是發生錯誤，則拋出SocketException異常。

import java.net.InetAddress;
import java.net.NetworkInterface;
import java.net.SocketException;
import java.net.UnknownHostException;

public class NetworkMain {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            InetAddress byName = InetAddress.getByName("127.0.0.1");
            NetworkInterface byInetAddress = NetworkInterface.getByInetAddress(byName);
            if(byInetAddress==null){
                System.err.println("no local loopback address,");
            }
            System.out.println(byInetAddress);//結果：name:lo0 (lo0)
        } catch (UnknownHostException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (SocketException e) {
            e.printStackTrace();
        }

    }

}

三、 public static Enumeration<NetworkInterface> getNetworkInterfaces()throws SocketException

這個方法可以遍歷全部的本地網卡或者虛擬網卡，返回的是一個Enumeration對象

import java.net.NetworkInterface;
import java.net.SocketException;
import java.util.Enumeration;

public class NetworkMain {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            Enumeration<NetworkInterface> networkInterfaces = NetworkInterface.getNetworkInterfaces();
            while (networkInterfaces.hasMoreElements()){
                NetworkInterface networkInterface = networkInterfaces.nextElement();
                System.out.println(networkInterface);
                /*返回：（macOS下面的輸出，可見是沒有ip地址的）
                    name:en7 (en7)
                    name:utun0 (utun0)
                    name:awdl0 (awdl0)
                    name:en0 (en0)
                    name:lo0 (lo0)
                * */
            }
        } catch (SocketException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

}