Java-day18(网络编程)

网络编程

1.概述

• Java提供跨平台的网络类库，可以实现无痛的网络连接，程序员面对的是一个统一的网络编程环境

• 网络编程的目的：直接或间接地通过网络协议与其他计算机进行通信

• 网络编程的两个主要问题：

  • 1.如何准确定位网络上一台或多台计算机

    • 通信双方地址

    • 一定的规则
      TCP/IP参考模型（现实中运用）
      OSI参考模型（太过理想化，未广泛推广）

  • 2.找到主机后如何可靠高效地进行数据传输

    • TCP 可靠性高，每次传输数据多
    • UDP 速度快，可靠性低

2.要素

• IP和端口号

  • IP： 唯一标识Internet上的计算机（回环：127.0.0.1；主机：localhost）

  • 端口号： 标识正在计算机上运行的进程（程序）；不同的进程有不同的端口号；端口号为0~2^16-1,0~1023被预先定义，1024~65535支持用户定义（默认数据库MySQL：3306,http：80）

  • 端口号与IP地址的组合得出一个网络套接字
    

• 网络通信协议

  • 计算机网络中实现通信必须有的一些约定，及网络通信协议

  • 计算机各层之间互不影响

  • TCP/IP协议簇：包含多个具有不同功能且相互关联的一组协议（以传输控制协议（TCP）和网络互联协议（IP）为主）

3.InetAddress类

InetAddress:位于java.net下

1. InetAddress用来代表IP地址，一个InetAddress的对象就代表一个IP地址
2. 创建InetAddress类对象：getByName(String host)
3. 获取IP地址：getHostAddress() 获取IP地址对应的域名：getHostName()

例：

import java.net.InetAddress;
import java.net.UnknownHostException;public class Test1 {public static void main(String[] args) throws Exception {                         //创建InetAddress对象InetAddress inet = InetAddress.getByName("www.bilibili.com");		//inet = InetAddress.getByName("61.240.206.10");//也可以用IP地址System.out.println(inet);//www.bilibili.com/112.83.140.13System.out.println(inet.getHostAddress());System.out.println(inet.getHostName());System.out.println();//获取本机的用户名与IPInetAddress inet1 = InetAddress.getLocalHost();System.out.println(inet1);System.out.println(inet1.getHostAddress());System.out.println(inet1.getHostName());}}

4.TCP网络通信

传输控制协议要点

• 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，可靠
• 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
• 传输完成，需释放已建立的连接，效率低
  例1

package com.end.java;import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.InetAddress;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
import java.net.UnknownHostException;import org.junit.Test;//客户端给服务器发送信息，服务端输送此信息到控制台
public class TestTCP1 {@Test//客户端public void client() {Socket socket = null;OutputStream os = null;try {//1.创建一个Socket的对象，通过构造器指明服务器的IP地址及接收端口socket = new Socket(InetAddress.getByName("127.0.0.1"),9090);//2.getOutputStream()，发送数据，方法返回OutputStream的对象os = socket.getOutputStream();//3.具体的输出过程os.write("我是客户端，请多多关照！".getBytes());} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}finally {//4.关闭相应的流与Socketif(os != null) {try {os.close();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}if(socket != null) {try {socket.close();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}}}@Test//服务端public void server() {ServerSocket ss = null;Socket s = null;InputStream is = null;try {//1.创建ServerSocket的对象，通过构造器指明自身的接收端口ss = new ServerSocket(9090);//2.调用accept()方法，返回Socket的对象()s = ss.accept();//3.调用Socket的getInputStream(): 接收从客户端发送过来的数据输入流is = s.getInputStream();//4.对获取的输入流进行操作byte[] b = new byte[20];int len;while((len = is.read(b)) != -1) {String str = new String(b,0,len);System.out.print(str);}System.out.println("收到来自" + s.getInetAddress().getHostName() + "的消息");} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}finally {//5.关闭相应的流与Socketif(is != null) {try {is.close();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}if(s != null) {try {s.close();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}if(ss != null) {try {ss.close();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}}}
}

例2

package com.end.java;import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.InetAddress;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
import java.net.UnknownHostException;import org.junit.Test;//客户端给服务器发送信息，服务端输送此信息到控制台，同向客户端发送“收到信息”
public class TestTCP2 {@Test//客户端public void client() {Socket socket = null;OutputStream os = null;InputStream is = null;try {socket = new Socket(InetAddress.getByName("127.0.0.1"),8081);os = socket.getOutputStream();os.write("我是客户端".getBytes());//shutdownOutput()：告诉服务端消息已发送完毕socket.shutdownOutput();is = socket.getInputStream();byte[] b = new byte[20];int len;while((len = is.read(b)) != -1) {String str = new String(b,0,len);System.out.print(str);}} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}finally {if(is != null) {try {is.close();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}if(os != null) {try {os.close();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}if(socket != null) {try {socket.close();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}}}@Test//服务端public void server() {ServerSocket ss = null;Socket s = null;InputStream is = null;OutputStream os = null;try {ss = new ServerSocket(8081);s = ss.accept();is = s.getInputStream();byte[] b = new byte[20];int len;while((len = is.read(b)) != -1) {String str = new String(b,0,len);System.out.print(str);}os = s.getOutputStream();os.write("我已收到".getBytes());} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}finally {if(os != null) {try {os.close();} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}}if(is != null) {try {is.close();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}if(s != null) {try {s.close();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}if(ss != null) {try {ss.close();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}}}
}

例3

package com.end.java; import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.InetAddress;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;import org.junit.Test;//从客户端发送给服务器，服务端保存到本地，并返回“发送成功”给客户端，并关闭相应的连接
//处理异常时，必须使用try-catch-finally！本例仅为书写方便
public class TestTCP3 {@Testpublic void client() throws Exception{//客户端//1.创建对象Socket socket = new Socket(InetAddress.getByName("127.0.0.1"),9898);//2.本地获取文件发送给服务端OutputStream os = socket.getOutputStream();FileInputStream fis = new FileInputStream(new File("1.webp"));byte[] b = new byte[20];int len;while((len = fis.read(b)) != -1) {os.write(b,0,len);}socket.shutdownOutput();//3.读取服务端发送的数据InputStream is = socket.getInputStream();byte[] b1 = new byte[1024];int len1;while((len1 = is.read(b1)) != -1) {String str = new String(b1,0,len1);System.out.print(str);}//4.关闭相应的流os.close();is.close();fis.close();socket.close();}@Test//服务器public void server() throws Exception{//1.创建对象ServerSocket ss = new ServerSocket(9898);//2.接受/读取客户端请求或数据，保存到本地Socket s = ss.accept();InputStream is = s.getInputStream();FileOutputStream fos = new FileOutputStream(new File("2.webp"));byte[] b = new byte[1024];int len;while((len = is.read(b)) != -1) {fos.write(b,0,len);}System.out.println("收到来自" + s.getInetAddress().getHostName() + "的文件");//3.向客户端发送信息OutputStream os = s.getOutputStream();os.write("你发送的图片已接收成功".getBytes());//4.关闭相应的流os.close();is.close();fos.close();ss.close();s.close();}
}

5.UDP网络通信

用户数据报协议要点

• 将数据，源，目的地址封装成数据包，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，故不可靠
• 发送数据结束时无需释放资源，速度快
  例

package com.end.java;  import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetAddress;
import java.net.SocketException;
import java.net.UnknownHostException;import org.junit.Test;//发送端给服务器发送信息，服务端输送此信息到控制台
//DatagramSocket（数据报的发送和接收） 和 DatagramPacket（对象封装UDP数据报中数据）实现基于UDP协议网络程序
public class TestUDP {@Test//发送端public void send() {DatagramSocket ds= null;try {ds = new DatagramSocket();byte[] b = "hello,world!".getBytes();//创建数据报，每个数据报不能大于64K，都记录着数据，发送端IP，端口，及接收端IP，端口DatagramPacket pack = new DatagramPacket(b,0,b.length,InetAddress.getByName("127.0.0.1"),9090);ds.send(pack);} catch (SocketException e) {// TODO Auto-generated catch blocke.printStackTrace();} catch (UnknownHostException e) {// TODO Auto-generated catch blocke.printStackTrace();} catch (IOException e) {// TODO Auto-generated catch blocke.printStackTrace();}finally {if(ds != null) {ds.close();}}}@Test//接收端public void rceive() {DatagramSocket ds = null;try {ds = new DatagramSocket(9090);byte[] b = new byte[1024];DatagramPacket pack = new DatagramPacket(b,0,b.length);ds.receive(pack);String str = new String(pack.getData(),0,pack.getLength());System.out.println(str);} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}finally {if(ds != null) {ds.close();}}}
}

练习

package com.end.java;import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.InetAddress;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
import java.net.UnknownHostException;
import java.util.Scanner;import org.junit.Test;//TCP编程练习：客户端给服务端发送文本，服务端将文本转成大写返回给客户端
public class TCPTest {@Testpublic void client() {Socket socket = null;OutputStream os = null;Scanner scanner = null;//4.接收来自服务端的数据InputStream is = null;try {socket = new Socket(InetAddress.getByName("127.0.0.1"),9090);os = socket.getOutputStream();System.out.println("请输入多个字符: ");scanner = new Scanner(System.in);String str = scanner.next();os.write(str.getBytes());socket.shutdownOutput();is = socket.getInputStream();byte[] b = new byte[1024];int len;while((len = is.read(b)) != -1) {String str1 = new String(b,0,len);System.out.println(str1);}} catch (UnknownHostException e) {// TODO Auto-generated catch blocke.printStackTrace();} catch (IOException e) {// TODO Auto-generated catch blocke.printStackTrace();}finally {//5.关闭流if(is != null) {try {is.close();} catch (IOException e) {// TODO Auto-generated catch blocke.printStackTrace();}}if(scanner != null) {scanner.close();}if(os != null) {try {os.close();} catch (IOException e) {// TODO Auto-generated catch blocke.printStackTrace();}}if(socket != null) {try {socket.close();} catch (IOException e) {// TODO Auto-generated catch blocke.printStackTrace();}}}}@Testpublic void server() {ServerSocket ss = null;Socket s = null;InputStream is = null;OutputStream os = null;try {ss = new ServerSocket(9090);s = ss.accept();//3.接收客户端信息is = s.getInputStream();byte[] b = new byte[10];int len;String str = new String();while((len = is.read(b)) != -1) {String str1 = new String(b,0,len);str += str1;}String strUpperCase = str.toUpperCase();//返回客户端信息os = s.getOutputStream();os.write(strUpperCase.getBytes());} catch (IOException e) {// TODO Auto-generated catch blocke.printStackTrace();}finally {//关闭流if(os != null) {try {os.close();} catch (IOException e) {// TODO Auto-generated catch blocke.printStackTrace();}}if(is != null) {try {is.close();} catch (IOException e) {// TODO Auto-generated catch blocke.printStackTrace();}}if(s != null) {try {s.close();} catch (IOException e) {// TODO Auto-generated catch blocke.printStackTrace();}}if(ss != null) {try {ss.close();} catch (IOException e) {// TODO Auto-generated catch blocke.printStackTrace();}}}}
}

6.URL编程

• 统一资源定位符,一个URL的对象，就对应着互联网上的一个资源
• 可以通过URL的对象调用相应的方法，将此资源读取(“下载”)
• 组成：<传输协议>://<主机号>:<端口号>/<文件名> 如：http://127.0.0.1:8080/index.html
  

openStream()是将服务端的资源读取进来，如果希望输出数据，那就需要使用URLConnection
当需要与URL建立连接时，首先需要对象URL通过调用openConnection()生成的URLConnection对象，连接失败，将产生IOException异常
例

package com.end.java;      import java.io.File;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.net.MalformedURLException;
import java.net.URL;
import java.net.URLConnection;//URL编程
public class TestURL {public static void main(String[] args) throws Exception {//1.创建URL对象URL url = new URL("http://127.0.0.1:8080//examples/index.html?about");//		//获取URL的协议名
//		System.out.println("协议名：" + url.getProtocol());
//		//获取URL的主机名
//		System.out.println("主机名：" + url.getHost());
//		//获取URL的端口号
//		System.out.println("端口号：" + url.getPort());
//		//获取URL的文件路径
//		System.out.println("文件路径：" + url.getPath());
//		//获取URL的文件名
//		System.out.println("文件名：" + url.getFile());
//		//获取URL的相对路径
//		System.out.println("文件相对路径：" + url.getRef());
//		//获取URL的查询名
//		System.out.println("查询名：" + url.getQuery());//将服务端的资源读取进来InputStream is = url.openStream();byte[] b = new byte[20];int len;while((len = is.read(b)) != -1) {String str = new String(b,0,len);System.out.println(str);}is.close();//既有数据的输入，又有数据的输出，考虑使用URLConnectionURLConnection urlConn = url.openConnection();InputStream is1 = urlConn.getInputStream();FileOutputStream fos = new FileOutputStream(new File("abc.txt"));byte[] b1 = new byte[20];int len1;while((len1 = is1.read(b1)) != -1) {fos.write(b1,0,len1);}fos.close();is.close();}
}

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参考资料：
尚硅谷宋红康20天搞定Java基础下部