Java的网络编程

网络编程

两台设备之间通过网络实现数据传输，将数据通过网络从一台设备传输到另一台设备

网络

两台或多台设备通过一定物理设备连接起来构成了网络

网络又分为:

• 局域网:覆盖范围最小，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

ip 地址

用于唯一标识网络中的每台计算机/主机

查看ip地址: ipconfig

域名

为了方便记忆，解决记ip的困难

将ip地址映射成域名——HTTP协议

端口号

用于标识计算机上某个特定的网络程序，以整数形式，端口范围0~65535[2个字节表示端口 0~2^16-1]，其中0~1024已经被占用

常见的网络程序端口号

tomcat: 8080
mysql: 3306
oracle: 1521
sqlserver: 1433
ssh: 22
ftp: 21
smtp: 25
http: 80

网络通信协议

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lnternet最基本的协议、Internet国际互联网络的基础，简单地说就是由网络层的IP协议和传输层的TCP协议组成的。

TCP协议:传输控制协议

1. 使用TCP协议前,须先建立TCP连接,形成传输数据通道
2. 传输前,采用“三次握手"方式,是可靠的
3. TCP协议进行通信的两个应用进程: 客户端、服务端
4. 在连接中可进行大数据量的传输
5. 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

1. 将数据、源、目的封装成数据包,不需要建立连接
2. 每个数据报的大小限制在64K内,不适合传输大量数据
3. 因无需连接,故是不可靠的
4. 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

InetAddress

方法

getLocalHost 获取本机InetAddress对象
getByName 根据指定主机名/域名获取ip地址对象
getHostName 获取InetAddress对象的主机名
getHostAddress 获取InetAddress对象的地址

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

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。

TCP

ServerSocket 可以通过 accept() 返回多个Socket[多个客户端连接服务器的并发]

字节流

/*** 客户端*/
public class SocketTCP01Client {public static void main(String[] args) throws IOException {//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// 如果链接网络，第一个参数可以改为IPSocket 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.....");}
}

/*** 服务端*/
public class SocketTCP01Server {public static void main(String[] args) throws IOException {//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();// 最后也需要关闭}
}

字节流2

/*** 服务端*/
@SuppressWarnings({"all"})
public class SocketTCP02Server {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. 获取socket相关联的输出流OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();outputStream.write("hello, client".getBytes());// 设置结束标记socket.shutdownOutput();//6.关闭流和socketoutputStream.close();inputStream.close();socket.close();serverSocket.close();//关闭}
}

/*** 客户端，发送 "hello, server" 给服务端*/
@SuppressWarnings({"all"})
public class SocketTCP02Client {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());//   设置结束标记socket.shutdownOutput();//4. 获取和socket关联的输入流. 读取数据(字节)，并显示InputStream inputStream = socket.getInputStream();byte[] buf = new byte[1024];int readLen = 0;while ((readLen = inputStream.read(buf)) != -1) {System.out.println(new String(buf, 0, readLen));}//5. 关闭流对象和socket, 必须关闭inputStream.close();outputStream.close();socket.close();System.out.println("客户端退出.....");}
}

字符流

/*** 客户端，发送 "hello, server" 给服务端， 使用字符流*/
@SuppressWarnings({"all"})
public class SocketTCP03Client {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, 使用字符流BufferedWriter bufferedWriter = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(outputStream));bufferedWriter.write("hello, server 字符流");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//4. 获取和socket关联的输入流. 读取数据(字符)，并显示InputStream inputStream = socket.getInputStream();BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(inputStream));String s = bufferedReader.readLine();System.out.println(s);//5. 关闭流对象和socket, 必须关闭bufferedReader.close();//关闭外层流bufferedWriter.close();socket.close();System.out.println("客户端退出.....");}
}

/*** 服务端, 使用字符流方式读写*/
@SuppressWarnings({"all"})
public class SocketTCP03Server {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, 使用字符流, 老师使用 InputStreamReader 将 inputStream 转成字符流BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(inputStream));String s = bufferedReader.readLine();System.out.println(s);//输出//5. 获取socket相关联的输出流OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();//    使用字符输出流的方式回复信息BufferedWriter bufferedWriter = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(outputStream));bufferedWriter.write("hello client 字符流");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//6.关闭流和socketbufferedWriter.close();bufferedReader.close();socket.close();serverSocket.close();//关闭}
}

字节流传输文件

/*** 文件上传的客户端*/
public class TCPFileUploadClient {public static void main(String[] args) throws Exception {//客户端连接服务端 8888，得到Socket对象Socket socket = new Socket(InetAddress.getLocalHost(), 8888);//创建读取磁盘文件的输入流//String filePath = "e:\\qie.png";String filePath = "e:\\abc.mp4";BufferedInputStream bis  = new BufferedInputStream(new FileInputStream(filePath));// 把文件读到字符数组中!!!!!// bytes 就是filePath对应的字节数组byte[] bytes = StreamUtils.streamToByteArray(bis);//通过socket获取到输出流, 将bytes数据发送给服务端BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(socket.getOutputStream());bos.write(bytes); //将文件对应的字节数组的内容，写入到数据通道bis.close();socket.shutdownOutput(); //设置写入数据的结束标记//=====接收从服务端回复的消息=====InputStream inputStream = socket.getInputStream();//使用StreamUtils 的方法，直接将 inputStream 读取到的内容 转成字符串String s = StreamUtils.streamToString(inputStream);System.out.println(s);//关闭相关的流inputStream.close();bos.close();socket.close();}
}

/*** 文件上传的服务端*/
public class TCPFileUploadServer {public static void main(String[] args) throws Exception {//1. 服务端在本机监听8888端口ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8888);System.out.println("服务端在8888端口监听....");//2. 等待连接Socket socket = serverSocket.accept();//3. 读取客户端发送的数据//   通过Socket得到输入流BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(socket.getInputStream());byte[] bytes = StreamUtils.streamToByteArray(bis); // 已然读到数组中了//4. 将得到 bytes 数组，写入到指定的路径，就得到一个文件了String destFilePath = "src\\abc.mp4";BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream(destFilePath));bos.write(bytes);bos.close();// 向客户端回复 "收到图片"// 通过socket 获取到输出流(字符)BufferedWriter writer = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(socket.getOutputStream()));writer.write("收到图片");writer.flush();//把内容刷新到数据通道socket.shutdownOutput();//设置写入结束标记//关闭其他资源writer.close();bis.close();socket.close();serverSocket.close();}
}

public class StreamUtils {/*** 功能：将输入流转换成byte[]* @param is* @return* @throws Exception*/public static byte[] streamToByteArray(InputStream is) throws Exception{ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();//创建输出流对象byte[] b = new byte[1024];int len;while((len=is.read(b))!=-1){bos.write(b, 0, len);// 读取道德数据写入bos}byte[] array = bos.toByteArray();bos.close();return array;}/*** 功能：将InputStream转换成String* @param is* @return* @throws Exception*/public static String streamToString(InputStream is) throws Exception{BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(is));StringBuilder builder= new StringBuilder();String line;while((line=reader.readLine())!=null){ //当读取到 null时，就表示结束builder.append(line+"\r\n");}return builder.toString();}}

UDP

类 DatagramSocket 和 DatagramPacket[数据包/数据报]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，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

/*** UDP接收端*/
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// 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//   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...");}
}

/*** 发送端B ====> 也可以接收数据*/
@SuppressWarnings({"all"})
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byte[] 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//   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");}
}

netstat

1. netstat -an 可以查看当前主机网络情况，包括项口监听情况和网络连接情况
2. netstat -an | more 可以分页显示
3. netstat -anb （在管理员状态下运行）可以查看是哪些应用监听该端口。
4. 外部地址就是 连接 该本地地址和端口号的客户端的IP和端口号。

注意

Listening表示某个端口在监听 Established 表示连接已经建立

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

当客户端连接到服务端后，实际上客户端也是通过一个端口和服务端进行通讯的，这个端口是TCP/IP来分配的，是不确定的，是随机的