java网络编程【精简篇】

本文主要是介绍java网络编程【精简篇】，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

网络编程

    网络编程就是在两个或两个以上的设备(例如计算机)之间传输数据。程序员所作的事情就是把数据发送到指定的位置，或者接收到指定的数据，这个就是狭义的网络编程范畴。在发送和接收数据时，大部分的程序设计语言都设计了专门的API实现这些功能，程序员只需要调用即可。

    通过借鉴大神所写，感觉很有用。点击打开链接

一、计算机网络概述

1、概述

网络编程的实质就是两个(或多个)设备(例如计算机)之间的数据传输。

对于网络编程来说，最主要的是计算机和计算机之间的通信，这样首要的问题就是如何找到网络上的计算机呢？这就需要了解IP地址的概念。

2、TCP/IP协议 、Internet地址、URL（统一资源定位符） 

IP地址，形如xxx.xxx.xxx.xxx 

域名系统。例如www.edu.cn 

协议 :// 主机 [: 端口] [/ 文件] [# 引用]

详细解释：

（1）、为了能够方便的识别网络上的每个设备，网络中的每个设备都会有一个唯一的数字标识，这个就是IP地址。在计算机网络中,现在命名IP地址的规定是IPv4协议，该协议规定每个IP地址由4个0-255之间的数字组成，例如10.0.120.34。每个接入网络的计算机都拥有唯一的IP地址，这个IP地址可能是固定的，例如网络上各种各样的服务器，也可以是动态的，例如使用ADSL拨号上网的宽带用户，无论以何种方式获得或是否是固定的，每个计算机在联网以后都拥有一个唯一的合法IP地址，就像每个手机号码一样。

（2）、但是由于IP地址不容易记忆，所以为了方便记忆，有创造了另外一个概念——域名(Domain Name)，例如sohu.com等。一个IP地址可以对应多个域名，一个域名只能对应一个IP地址。域名的概念可以类比手机中的通讯簿，由于手机号码不方便记忆，所以添加一个姓名标识号码，在实际拨打电话时可以选择该姓名，然后拨打即可。

（3）、在网络中传输的数据，全部是以IP地址作为地址标识，所以在实际传输数据以前需要将域名转换为IP地址，实现这种功能的服务器称之为DNS服务器，也就是通俗的说法叫做域名解析。例如当用户在浏览器输入域名时，浏览器首先请求DNS服务器，将域名转换为IP地址，然后将转换后的IP地址反馈给浏览器，然后再进行实际的数据传输。

    当DNS服务器正常工作时，使用IP地址或域名都可以很方便的找到计算机网络中的某个设备，例如服务器计算机。当DNS不正常工作时，只能通过IP地址访问该设备。所以IP地址的使用要比域名通用一些。

（4）、 IP地址和域名很好的解决了在网络中找到一个计算机的问题，但是为了让一个计算机可以同时运行多个网络程序，就引入了另外一个概念——端口(port)。 在介绍端口的概念以前，首先来看一个例子，一般一个公司前台会有一个电话，每个员工会有一个分机，这样如果需要找到这个员工的话，需要首先拨打前台总机，然后转该分机号即可。这样减少了公司的开销，也方便了每个员工。在该示例中前台总机的电话号码就相当于IP地址，而每个员工的分机号就相当于端口。

    有了端口的概念以后，在同一个计算机中每个程序对应唯一的端口，这样一个计算机上就可以通过端口区分发送给每个端口的数据了，换句话说，也就是一个计算机上可以并发运行多个网络程序，而不会在互相之间产生干扰。

    在硬件上规定，端口的号码必须位于0-65535之间，每个端口唯一的对应一个网络程序，一个网络程序可以使用多个端口。这样一个网络程序运行在一台计算上时，不管是客户端还是服务器，都是至少占用一个端口进行网络通讯。在接收数据时，首先发送给对应的计算机，然后计算机根据端口把数据转发给对应的程序。（为了避免与计算机上的必要端口冲突，建议在练习时，端口号尽量大于1024）

    有了IP地址和端口的概念以后，在进行网络通讯交换时，就可以通过IP地址查找到该台计算机，然后通过端口标识这台计算机上的一个唯一的程序。这样就可以进行网络数据的交换了。

（5） 网络编程就是运行在不同计算机中两个程序之间的数据交换。在实际进行数据交换时，为了让接收端理解该数据，计算机比较笨，什么都不懂的，那么就需要规定该数据的格式，

这个数据的格式就是——协议(Protocol)

 在实际的网络程序编程中，最麻烦的内容不是数据的发送和接收，因为这个功能在几乎所有的程序语言中都提供了封装好的API进行调用，最麻烦的内容就是协议的设计以及协议的生产和解析，这个才是网络编程中最核心的内容。

例： 浏览器的请求

<span style="font-size:14px;">GET / HTTP/1.1
Accept: text/html, application/xhtml+xml, */*
Accept-Language: zh-CN
User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 6.1; WOW64; Trident/7.0; rv:11.0) like Gecko
Accept-Encoding: gzip, deflate
Host: 192.168.31.169:9090
DNT: 1
Connection: Keep-Alive</span>

请求行，包含：  请求方式(GET或POST) 空格 请求的资源路径 空格 http的协议版本
接下来是请求消息头(...)
空行
请求体(包括浏览器向服务器提交的表单数据等)

<span style="font-size:14px;">HTTP/1.1 200 OK
Date: Fri, 11 Sep 2015 12:33:43 GMT
Server: Apache-Coyote/1.1
Content-Type: text/html;charset=UTF-8
Set-Cookie: JSESSIONID=409C8CF8220AD78D26D47B15DCEADCD3; Path=/; HttpOnly
Vary: Accept-Encoding
Connection: close
Transfer-Encoding: chunked
Content-Language: zh-CN</span>

应答行，包含：http协议版本 空格 应答状态码 空格 应答状态码信息码描述
应答消息头(...)
空行
应答体(页面内容)

3、客户-服务器（Client-Server）模式 和 浏览器-服务端（Browse/Server）模式

 在网络通讯中，第一次主动发起通讯的程序被称作客户端(Client)程序，简称客户端，而在第一次通讯中等待连接的程序被称作服务器端(Server)程序，简称服务器。一旦通讯建立，则客户端和服务器端完全一样，没有本质的区别。

1）概念

C/S：网络编程中的两种程序就分别是客户端和服务器端，例如QQ程序，每个QQ用户安装的都是QQ客户端程序，而QQ服务器端程序则运行在腾讯公司的机房中，为大量的QQ用户提供服务。这种网络编程的结构被称作客户端/服务器结构，也叫做Client/Server结构，简称C/S结构。

B/S：在运行很多程序时，没有必要使用专用的客户端，而需要使用通用的客户端，例如浏览器，使用浏览器作为客户端的结构被称作浏览器/服务器结构，也叫做Browser/Server结构，简称为B/S结构。

2）特点

c/s：a、客户端和服务端的软件都需要程序员进行编写。

b、客户端维护起来较为麻烦。

c、客户端的存在可以将一部分运算分离到客户端来运行，减轻了服务器端的压力。

b/s：a、客户端不用程序员编写，直接使用系统中具备的浏览器软件作为客户端即可。程序员只需要填写服务器端就OK了。

b、维护起来也很容易，因为只要维护服务器即可。

c、所有的运算都在服务器端，相对压力较大。

二、网络模型与通讯要素 

1、网络模型

OSI参考模型

TCP/IP参考模型

七层简述：

1）物理层：主要定义物理设备标准，如网线的接口类型、光纤的接口类型、各种传输介质的传输速率等。它的主要作用是传输比特流（就是由1、0转化为电流强弱来进行传输，到达目的

地后再转化为1、0，也就是我们常说的数模转换与模数转换）。这一层的数据叫做比特。

2）数据链路层：主要将从物理层接收的数据进行MAC地址（网卡的地址）的封装与解封装。常把这一层的数据叫做帧。在这一层工作的设备是交换机，数据通过交换机来传输

3）网络层：主要将下层接收到的数据进行IP地址（例192.168.0.1）的封装与解封装。在这一层工作的设备是路由器，常把这一层的数据叫做数据包。

4）传输层：定义了一些传输数据的协议和端口号（WWW端口号80等），如：TCP（传输控制协议，传输效率低，可靠性强，用于传输可靠性要求高，数据量大的数据），UDP（用户数

据报协议，与TCP特性恰恰相反，用于传输可靠性要求不高，数据量小的数据，如QQ聊天数据就是通过这种方式传输的）。主要是将从下层接收的数据进行分段和传输，到达目的地址

后再进行重组。常常把这一层叫做段。

5）会话层：通过传输层（端口号：传输端口与接收端口）建立数据传输的通路。主要在你的系统之间发起会话或者接收会话请求（设备之间需要互相认识可以是IP也可以是MAC或者是主

机名）

6）表示层：主要是进行对接收的数据进行解释，加密与解密、压缩与解压缩等（也就是把计算机能够识别的东西转换成人能够识别的东西（如图片、声音等）。

7）应用层：主要是一些终端的应用，比如说FTP（各种文件下载）、WEB（IE浏览）、QQ之类的（可以把它理解成我们在电脑屏幕上可以看到的东西，就是终端应用）。

2、网络通讯要素

IP地址

端口号

传输协议

1）IP地址:InetAddress

网络中设备的标识

不易记忆，可用主机名

本地回环地址：127.0.0.1  主机名：localhost

2）端口号

用于标识进程的逻辑地址，不同进程的标识

有效端口：0~65535，其中0~1024系统使用或保留端口。

3）传输协议

通讯的规则

常见协议：TCP，UDP

三、java网络编程类

1、网络资源定位指针——URL类

<span style="font-size:14px;">public final class URL implements Serializable{public URL(String protocol, String host, int port, String file) throws MalformedURLExceptionpublic String toString()  //返回完整URL地址字符串public String getProtocol() //返回协议名public int getPort()        //返回端口public int getDefaultPort() //返回默认端口public String getHost()     //返回主机名public String getFile()     //返回完整文件名//使用流获得URL资源内容public final InputStream openStream() throws IOException
}</span>

创建：  URL url2 = new URL("http://www.edu.cn");

2、URL的通信链接——URLConnection类

<span style="font-size:14px;">public abstract class URLConnection{public URL getURL()            //返回当前连接的URL对象public int getContentLength()  //返回资源文件的长度public String getContentType() //返回资源文件的类型public long getLastModified()  //返回资源文件的最后修改日期
}</span>

URL类的openConnection()方法可创建一个URLConnection对象

<span style="font-size:14px;">public URLConnection openConnection()  throws IOException</span>

3、互联网协议(IP)地址——InetAddress类

<span style="font-size:14px;">public class InetAddress implements Serializable{public static InetAddress getByName(String host)public static InetAddress getByAddress(String host, byte[] addr)public static InetAddress getLocalHost() //返回本地主机public String getHostAddress()   //返回IP地址字符串public String getHostName()     //返回主机名
}</span>

例：

//使用域名创建对象
InetAddress inet1 = InetAddress.getByName("www.163.com");
System.out.println(inet1);
//使用IP创建对象
InetAddress inet2 = InetAddress.getByName("127.0.0.1");
System.out.println(inet2);//获得本机地址对象
InetAddress inet3 = InetAddress.getLocalHost();
System.out.println(inet3);
//获得对象中存储的域名
String host = inet3.getHostName();
System.out.println("域名：" + host);
//获得对象中存储的IP
String ip = inet3.getHostAddress();
System.out.println("IP:" + ip);

四、网络编程步骤

1、客户端网络编程步骤

客户端(Client)是指网络编程中首先发起连接的程序，客户端一般实现程序界面和基本逻辑实现，在进行实际的客户端编程时，无论客户端复杂还是简单，以及客户端实现的方式，客户端的编程主要由三个步骤实现：

1） 建立网络连接

客户端网络编程的第一步都是建立网络连接。在建立网络连接时需要指定连接到的服务器的IP地址和端口号，建立完成以后，会形成一条虚拟的连接，后续的操作就可以通过该连接实现数据交换了。

2） 交换数据

连接建立以后，就可以通过这个连接交换数据了。交换数据严格按照请求响应模型进行，由客户端发送一个请求数据到服务器，服务器反馈一个响应数据给客户端，如果客户端不发送请求则服务器端就不响应。

根据逻辑需要，可以多次交换数据，但是还是必须遵循请求响应模型。

3） 关闭网络连接

在数据交换完成以后，关闭网络连接，释放程序占用的端口、内存等系统资源，结束网络编程。

         最基本的步骤一般都是这三个步骤，在实际实现时，步骤2会出现重复，在进行代码组织时，由于网络编程是比较耗时的操作，所以一般开启专门的现场进行网络通讯。

2、服务器端网络编程步骤

服务器端(Server)是指在网络编程中被动等待连接的程序，服务器端一般实现程序的核心逻辑以及数据存储等核心功能。服务器端的编程步骤和客户端不同，是由四个步骤实现，依次是：

1） 监听端口

服务器端属于被动等待连接，所以服务器端启动以后，不需要发起连接，而只需要监听本地计算机的某个固定端口即可。

这个端口就是服务器端开放给客户端的端口，服务器端程序运行的本地计算机的IP地址就是服务器端程序的IP地址。

2） 获得连接

当客户端连接到服务器端时，服务器端就可以获得一个连接，这个连接包含客户端的信息，例如客户端IP地址等等，服务器端和客户端也通过该连接进行数据交换。

一般在服务器端编程中，当获得连接时，需要开启专门的线程处理该连接，每个连接都由独立的线程实现。

3） 交换数据

服务器端通过获得的连接进行数据交换。服务器端的数据交换步骤是首先接收客户端发送过来的数据，然后进行逻辑处理，再把处理以后的结果数据发送给客户端。简单来说，就是先接收再发送，这个和客户端的数据交换数序不同。

其实，服务器端获得的连接和客户端连接是一样的，只是数据交换的步骤不同。

当然，服务器端的数据交换也是可以多次进行的。

在数据交换完成以后，关闭和客户端的连接。

4） 关闭连接

当服务器程序关闭时，需要关闭服务器端，通过关闭服务器端使得服务器监听的端口以及占用的内存可以释放出来，实现了连接的关闭。

    其实服务器端编程的模型和呼叫中心的实现是类似的，例如移动的客服电话10086就是典型的呼叫中心，当一个用户拨打10086时，转接给一个专门的客服人员，由该客服实现和该用户的问题解决，当另外一个用户拨打10086时，则转接给另一个客服，实现问题解决，依次类推。

 在服务器端编程时，10086这个电话号码就类似于服务器端的端口号码，每个用户就相当于一个客户端程序，每个客服人员就相当于服务器端启动的专门和客户端连接的线程，每个线程都是独立进行交互的。

         这就是服务器端编程的模型，只是TCP方式是需要建立连接的，对于服务器端的压力比较大，而UDP是不需要建立连接的，对于服务器端的压力比较小罢了。

五、通讯方式（单独讲解）

1、 TCP(传输控制协议)方式

2、 UDP(用户数据报协议)方式

这篇关于java网络编程【精简篇】的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！

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