Java三阶(1)-网络编程

2023-10-18 05:20
文章标签 java 编程 网络 三阶

本文主要是介绍Java三阶(1)-网络编程，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！

文章目录

    • 网络基础
      • 相关概念
        • 网络通信
        • IP地址
        • 域名
        • 端口号（酒店房间号）
        • 网络协议
        • TCP和UDP
    • InetAddress类
      • 相关方法
    • Socket
      • 基本介绍
      • TCP网络通信编程
        • 基本介绍
        • 应用案例1（使用字节流）
        • 案例2（使用字节流）
        • 案例3（使用字符流）
        • 案例4
        • netstat 指令
        • TCP网络通讯不为人知的秘密
      • UDP网络通信编程
        • 基本介绍
        • 基本流程

网络基础

相关概念

网络通信
  • 概念：两台设备之间通过网络实现数据传输
  • 网络通信：将数据通过网络从一台设备传输到另一台设备
  • java.net包下提供了一系列的类或接口，供程序员使用，完成网络通信

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  • 概念：两台或多台设备通过一定物理设备连接起来构成了网络

  • 根据网络的覆盖范围不同，对网络进行分类：

    • 局域网：覆盖范围小，仅仅覆盖一个教室或一个机房
    • 城域网：覆盖范围较大，可以覆盖一个城市
    • 广域网：覆盖范围最大，可以覆盖全国，甚至全球，万维网是广域网的代表

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IP地址
  • 概念：用于唯一标识网络中的每台计算机/主机
  • 查看IP地址：ipconfig
  • ip地址的表示形式：点分十进制 XX.XX.XX.XX（四个字节）
  • 每一个十进制的范围：0~255
  • ip地址的组成=网络地址+主机地址，比如192.168.0.1
  • ipv6是互联网工程任务组设计的用于替代IPv4的下一代协议，其地址数量号称可以为地球上每一粒沙子编上地址，IPv6使用128位表示地址，16字节
  • 由于IPv4最大的问题在于网络地址资源有限，严重制约了互联网的应用和发展，IPV6的使用，不仅能解决网络地址资源数量有限的问题，而且解决了多种接入设备连入互联网的障碍
  • 分类
    • 127.0.0.1 表示本机地址

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域名
  • www.baidu.com，代表IP（酒店）
  • 好处：为了方便记忆，解决记ip的麻烦
  • 概念：将IP地址映射成域名，利用HTTP协议
端口号（酒店房间号）
  • 概念：用于标识计算机上某个特定的网络程序
  • 表示形式：以整数形式表示，端口范围065535【2个字节表示端口02^16-1】
  • 0~1024已经被占用（不要使用），比如ssh 22,ftp 21,smtp 25,http 80
  • 常见的网络程序端口号
    • tomcat 8080
    • mysql 3306
    • oracle
    • sqlserver 1433
网络协议
  • 协议（tcp/ip）：在网络编程中数据的组织形式
    • TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)的简写，中文译名为传输控制协议/因特网互联协议，又叫网络通讯协议，这个协议是Internet最基本的协议、Internet国际互联网络的基础，简单来说，就是由网络层的IP协议和传输层的TCP协议组成的。

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TCP和UDP
  • TCP协议：传输控制协议
    • 使用TCP协议前，须先建立TCP连接，形成传输数据通道
    • 传输前，采用“三次握手”方式，是可靠的
    • TCP协议进行通信的两个应用进程：客户端、服务端
    • 在连接中可进行大数据量的传输
    • 传输完毕，需释放已建立的连接，效率低
  • UDP协议：用户数据协议
    • 将数据、源、目的封装成数据包，不需要建立连接
    • 每个数据报的大小限制在64K内
    • 因无需连接，故是不可靠的
    • 发送数据结束时无需释放资源（因为不是面向连接的），速度快
    • 举例：厕所通知、发短信

InetAddress类

相关方法

  • 获取本机InetAddress对象 getLocalHost
  • 根据指定主机名/域名获取ip地址对象 getByName
  • 获取InetAddress对象的主机名 getHostName
  • 获取InetAddress对象的地址 getHostAddress
public class API_ {public static void main(String[] args) throws UnknownHostException {//1. 获取本机的InetAddress 对象InetAddress localHost = InetAddress.getLocalHost();System.out.println(localHost);//DESKTOP-S4MP84S/192.168.12.1//2. 根据指定主机名 获取 InetAddress对象InetAddress host1 = InetAddress.getByName("DESKTOP-S4MP84S");System.out.println("host1=" + host1);//DESKTOP-S4MP84S/192.168.12.1//3. 根据域名返回 InetAddress对象, 比如 www.baidu.com 对应InetAddress host2 = InetAddress.getByName("www.baidu.com");System.out.println("host2=" + host2);//www.baidu.com / 110.242.68.4//4. 通过 InetAddress 对象，获取对应的地址String hostAddress = host2.getHostAddress();//IP 110.242.68.4System.out.println("host2 对应的ip = " + hostAddress);//110.242.68.4//5. 通过 InetAddress 对象，获取对应的主机名/或者的域名String hostName = host2.getHostName();System.out.println("host2对应的主机名/域名=" + hostName); // www.baidu.com}
}

Socket

基本介绍

  • 套接字（Socket）开发网络应用程序被广泛采用，以至于成为事实上的标准

  • 通信的两端都要有Socket，是两台机器间通信的端点

  • 网络通信其实就是Socket间的通信

  • Socket允许程序把网络连接当成一个流，数据在两个Socket间通过IO传输

  • 一般主动发起通信的应用程序属客户端，等待通信请求的为服务端。

  • 在这里插入图片描述

  • TCP编程，可靠；UDP编程，不可靠

  • 客户端和服务器通常情况下，是在不同主机的。

TCP网络通信编程

基本介绍
  • 基于客户端——服务端的网络通信
  • 底层使用的是TCP/IP协议
  • 应用场景举例：客户端发送数据，服务端接受并显示控制台
  • 基于Socket的TCP编程
应用案例1（使用字节流）

  • 编写一个服务器端和一个客户端

  • 服务器端在9999端口监听

  • 客户端连接到服务器端，发送“hello,server”，然后退出

  • 服务器端接收到客户端发送的信息，输出，并退出

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public class SocketTCP01Server {public static void main(String[] args) throws IOException {//思路//1. 在本机 的9999端口监听, 等待连接//   细节: 要求在本机没有其它服务在监听9999//   细节：这个 ServerSocket 可以通过 accept() 返回多个Socket[多个客户端连接服务器的并发]ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(9999);System.out.println("服务端，在9999端口监听，等待连接..");//2. 当没有客户端连接9999端口时，程序会 阻塞, 等待连接//   如果有客户端连接，则会返回Socket对象，程序继续Socket socket = serverSocket.accept();System.out.println("服务端 socket =" + socket.getClass());////3. 通过socket.getInputStream() 读取客户端写入到数据通道的数据, 显示InputStream inputStream = socket.getInputStream();//4. IO读取byte[] buf = new byte[1024];int readLen = 0;while ((readLen = inputStream.read(buf)) != -1) {System.out.println(new String(buf, 0, readLen));//根据读取到的实际长度，显示内容.}//5.关闭流和socketinputStream.close();socket.close();serverSocket.close();//关闭}
}

public class SocketTCP01Client {public static void main(String[] args) throws IOException {//思路//1. 连接服务端 (ip , 端口）//解读: 连接本机的 9999端口, 如果连接成功，返回Socket对象Socket socket = new Socket(InetAddress.getLocalHost(), 9999);System.out.println("客户端 socket返回=" + socket.getClass());//2. 连接上后，生成Socket, 通过socket.getOutputStream()//   得到 和 socket对象关联的输出流对象OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();//3. 通过输出流，写入数据到 数据通道outputStream.write("hello, server".getBytes());//4. 关闭流对象和socket, 必须关闭outputStream.close();socket.close();System.out.println("客户端退出.....");}
}
案例2（使用字节流）
  • 编写一个服务器端和一个客户端
  • 服务器端在9999端口监听
  • 客户端连接到服务器端，发送“hello,server”,并接收服务器端回发的“hello,client”,再退出
  • 服务器端接收到客户端发送的信息，输出，并发送“hello.client”,再退出
  • 在发送完数据之后要有一个结束标记
public class server01 {public static void main(String[] args) throws IOException {ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(9999);Socket socket = serverSocket.accept();InputStream inputStream = socket.getInputStream();OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();byte[] b = new byte[1024];int readLength = 0;while((readLength = inputStream.read(b)) != -1){System.out.println(new String(b,0,readLength));}outputStream.write("hello,client".getBytes());/socket.shutdownOutput();//设置结束标记/serverSocket.close();socket.close();inputStream.close();outputStream.close();}
}

public class client01 {public static void main(String[] args) throws IOException {Socket socket = new Socket(InetAddress.getLocalHost(), 9999);OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();InputStream inputStream = socket.getInputStream();outputStream.write("hello.server".getBytes());/socket.shutdownOutput();//设置结束标记/byte[] b = new byte[1024];int readLength = 0;while((readLength = inputStream.read(b)) != -1){System.out.println(new String(b,0,readLength));}socket.close();inputStream.close();outputStream.close();}
}
案例3（使用字符流）
  • 编写一个服务端和一个客户端
  • 服务端在9999端口监听
  • 客户端连接到服务端，发送"hello,server"，并接收服务端回发的“hello,client”，再退出
  • 服务端接收到客户端发送的信息，输出，并发送“hello,client”，再退出
public class Server02 {public static void main(String[] args) throws IOException {ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(9999);Socket socket = serverSocket.accept();InputStream inputStream = socket.getInputStream();OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();BufferedWriter bufferedWriter = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(outputStream));BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(inputStream));System.out.println(bufferedReader.readLine());bufferedWriter.write("hello，server");/bufferedWriter.newLine();//插入一个换行符，表示写入的内容结束, 注意，要求对方使用readLine()!!!!bufferedWriter.flush();//如果使用的字符流，需要手动刷新，否则数据不会写入数据通道///socket.shutdownOutput();bufferedReader.close();bufferedWriter.close();socket.close();serverSocket.close();}
}

public class Client02 {public static void main(String[] args) throws IOException {Socket socket = new Socket(InetAddress.getLocalHost(), 9999);InputStream inputStream = socket.getInputStream();OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();BufferedWriter bufferedWriter = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(outputStream));BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(inputStream));bufferedWriter.write("hello，server");/bufferedWriter.newLine();// 插入一个换行符，表示回复内容的结束bufferedWriter.flush();//注意需要手动的flush///socket.shutdownOutput();System.out.println(bufferedReader.readLine());bufferedReader.close();bufferedWriter.close();socket.close();}
}
//后打开的先关闭
案例4
  • 编写一个服务端和一个客户端
  • 服务端在9999端口监听
  • 客户端连接到服务端，发送一张图片
  • 服务器端接收到客户端发送的图片，保存到src下，发送“收到图片”再退出
  • 客户端接收到服务端发送的“收到图片”，再退出
public class Server03 {public static void main(String[] args) throws IOException {ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(9999);Socket socket = serverSocket.accept();InputStream inputStream = socket.getInputStream();BufferedInputStream bufferedInputStream = new BufferedInputStream(inputStream);String path = "src\\2.png";BufferedOutputStream bufferedOutputStream1 = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream(path));byte[] buf = new byte[1024];int readNum = 0;while((readNum = bufferedInputStream.read(buf)) != -1){bufferedOutputStream1.write(buf);}OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();BufferedOutputStream bufferedOutputStream = new BufferedOutputStream(outputStream);bufferedOutputStream.write("收到图片".getBytes());bufferedOutputStream.flush();socket.shutdownOutput();bufferedOutputStream.close();bufferedOutputStream1.close();bufferedInputStream.close();socket.close();serverSocket.close();}
}

public class Client03 {public static void main(String[] args) throws IOException {Socket socket = new Socket(InetAddress.getLocalHost(), 9999);String path = "e:\\bg.png";BufferedInputStream bufferedInputStream1 = new BufferedInputStream(new FileInputStream(path));OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();BufferedOutputStream bufferedOutputStream = new BufferedOutputStream(outputStream);byte[] buf = new byte[1024];int readNum = 0;while((readNum = bufferedInputStream1.read(buf)) != -1){bufferedOutputStream.write(buf);}bufferedOutputStream.flush();socket.shutdownOutput();InputStream inputStream = socket.getInputStream();BufferedInputStream bufferedInputStream = new BufferedInputStream(inputStream);while((readNum = bufferedInputStream.read(buf)) != -1){System.out.println(new String(buf,0,readNum));}bufferedInputStream.close();bufferedOutputStream.close();bufferedInputStream1.close();socket.close();}
}
netstat 指令

  • netstat -an 可以查看当前主机网络情况，包括端口监听情况和网络连接情况

  • netstat -an | more 可以分页显示

  • 要求在dos控制台下执行

  • 本地地址：在哪监听或是当地有一个连接和A关联起来之后本地的信息

  • 外部地址：连接到主机的某一个连接

  • Listening 表示某个端口在监听，如果有一个外部程序（客户端）连接到该端口，就会显示一条连接信息，可以输入ctrl + c退出指令

  • netstat -anb | more 可以看到哪个程序在监听

TCP网络通讯不为人知的秘密
  • 当客户端连接到服务器后，实际上客户端也是通过一个端口和服务器进行通讯的，这个端口是TCP/IP来分配的，是不确定的，是随机的。
  • 在这里插入图片描述

UDP网络通信编程

基本介绍
  • 类DatagramSocket和DatagramPacket【数据报/包】实现了基于UDP协议网络程序；
  • UDP数据报通过数据报套接字DatagramSocket发送和接收，系统不保证UDP数据报一定能够安全送到目的地，也不能确定什么时候可以抵达
  • DatagramPacket对象封装了UDP数据报，在数据报中包含了发送端的IP地址和端口号以及接收端的IP地址和端口号；
  • UDP协议中每个数据报都给出了完整的地址信息，因此无须建立发送方和接收方的连接
基本流程

  • 核心的两个类/对象 DatagramSocket与DatagramPacket

  • 建立发送端和接收端

  • 建立数据包

  • 调用 DatagramSocket的发送、接收方法

  • 关闭 DatagramSocket

    • 没有明确的服务端和客户端，演变成数据的发送端和接收端
    • 接收数据和发送数据是通过 DatagramSocket对象完成
    • 将数据封装到 DatagramPacket对象/装包
    • 当接受到DatagramPacket对象，需要进行拆包，取出数据
    • DatagramSocket可以指定在哪个端口接收数据
    • 在这里插入图片描述

  • 应用案例

    • 编写一个接收端A和一个发送端B
    • 接收端A在9999端口等待接收数据（receive）
    • 发送端B在向接收端A发送数据“hello，明天吃火锅”
    • 接收端A接收到发送端B发送的数据，回复“好的，明天见”，再退出
    • 发送端接收回复的数据，再退出
public class UDPReceiverA {public static void main(String[] args) throws IOException {//1. 创建一个 DatagramSocket 对象，准备在9999接收数据DatagramSocket socket = new DatagramSocket(9999);//2. 构建一个 DatagramPacket 对象，准备接收数据//   在前面讲解UDP 协议时，老师说过一个数据包最大 64kbyte[] buf = new byte[1024];DatagramPacket packet = new DatagramPacket(buf, buf.length);//3. 调用 接收方法, 将通过网络传输的 DatagramPacket 对象//   填充到 packet对象//老师提示: 当有数据包发送到 本机的9999端口时，就会接收到数据//   如果没有数据包发送到 本机的9999端口, 就会阻塞等待.System.out.println("接收端A 等待接收数据..");socket.receive(packet);//4. 可以把packet 进行拆包，取出数据，并显示.int length = packet.getLength();//实际接收到的数据字节长度byte[] data = packet.getData();//接收到数据String s = new String(data, 0, length);System.out.println(s);//===回复信息给B端//将需要发送的数据，封装到 DatagramPacket对象data = "好的, 明天见".getBytes();//说明: 封装的 DatagramPacket对象 data 内容字节数组 , data.length , 主机(IP) , 端口packet =new DatagramPacket(data, data.length, InetAddress.getByName("192.168.12.1"), 9998);socket.send(packet);//发送//5. 关闭资源socket.close();System.out.println("A端退出...");}
}

public class UDPSenderB {public static void main(String[] args) throws IOException {//1.创建 DatagramSocket 对象，准备在9998端口 接收数据DatagramSocket socket = new DatagramSocket(9998);//2. 将需要发送的数据，封装到 DatagramPacket对象byte[] data = "hello 明天吃火锅~".getBytes(); ////说明: 封装的 DatagramPacket对象 data 内容字节数组 , data.length , 主机(IP) , 端口DatagramPacket packet =new DatagramPacket(data, data.length, InetAddress.getByName("192.168.12.1"), 9999);socket.send(packet);//3.=== 接收从A端回复的信息//(1)   构建一个 DatagramPacket 对象，准备接收数据//   在前面讲解UDP 协议时，老师说过一个数据包最大 64kbyte[] buf = new byte[1024];packet = new DatagramPacket(buf, buf.length);//(2)    调用 接收方法, 将通过网络传输的 DatagramPacket 对象//   填充到 packet对象//老师提示: 当有数据包发送到 本机的9998端口时，就会接收到数据//   如果没有数据包发送到 本机的9998端口, 就会阻塞等待.socket.receive(packet);//(3)  可以把packet 进行拆包，取出数据，并显示.int length = packet.getLength();//实际接收到的数据字节长度data = packet.getData();//接收到数据String s = new String(data, 0, length);System.out.println(s);//关闭资源socket.close();System.out.println("B端退出");}
}

这篇关于Java三阶(1)-网络编程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！


http://www.chinasem.cn/article/230453。

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