Java网络编程实践

网络编程的目的

无线电台......传播交流信息，数据交换。通信

想要达到这个效果需要什么：

1. 如何准确的定位网络上的第一台主机 192.168.16.124：端口，定位到这个计算机上的某个资源。
2. 找到这个主机，如何传输数据？

javaweb：网页编程 B/S

网络编程：TCP/IP C/S

网络通信的要素

如何实现网络的通信？

通信双方地址：

• IP
• 端口号
• 192.168.16.124:5900

规则：网络通信规则

TCP/IP 参考模型：

小结：

1.网络编程中有两个主要问题

如何准确的定位到网络上的一台或多台主机

找到主机之后如何进行通信

2.网络编程中的要素

IP和端口号

网络通信协议　　udp、tcp

3.万物皆对象

IP

ip地址：InetAddress

• 唯一定位一台网络上的计算机
• 127.0.0.1： 本机localhost
• IP地址的分类

ipv4/ipv6

==IPV4== 127.0.0.1, 4个字节组成。0-255
==IPV6== 128位。8个无符号整数(包含abcde)，例如：

2001:0bb2:a3e1:0015:0000:0000:1aaa:1312

公网（互联网）-私网（局域网）

ABCD类IP地址（百度查看）
192.168.xx.xx专门给组织内部使用的

• 域名

IP:www.vip.com

public static void main(String[] args) {
    try {
        //查询本机地址
        InetAddress inetAddress1 = InetAddress.getByName("127.0.0.1");
        System.out.println(inetAddress1);
        InetAddress inetAddress3 = InetAddress.getByName("localhost");
        System.out.println(inetAddress3);
        InetAddress inetAddress4 = InetAddress.getLocalHost();
        System.out.println(inetAddress4);
    //查询网站ip地址
    InetAddress inetAddress2 = InetAddress.getByName("www.baidu.com");
    System.out.println(inetAddress2);

    //常用方法
    //System.out.println(inetAddress2.getAddress());//一串字符
    System.out.println(inetAddress2.getCanonicalHostName());//规范的名字
    System.out.println(inetAddress2.getHostAddress());//ip
    System.out.println(inetAddress2.getHostName());//域名，或者自己电脑的名称

} catch (UnknownHostException e) {
    e.printStackTrace();
}


}

端口

端口表示计算机上的一个程序的进程

• 不同的进程有不同的端口号！用来区分软件！
• 被规定0-65535
• TCP,UDP ： 65535*2 单个协议下，端口号不能冲突
• 端口分类

公用端口：0-1023

HTTP：80

HTTPS:443

FTP:21

Telent:23

程序注册端口：1024-49151，分配用户或者程序

Tomcat: 8080

MySQL:3306

Oracle:1521

动态、私有：49512-65535

netstat -ano # 查看所有的端口

netstat -ano|findstr "5900" # 查看指定的端口

tasklist|findstr "8696" # 查看指定端口的进程

Ctrl + shift + ESC 快捷打开任务管理器

public static void main(String[] args) {
    InetSocketAddress socketAddress1 = new InetSocketAddress("127.0.0.1", 8080);
    InetSocketAddress socketAddress2 = new InetSocketAddress("localhost", 8080);
    System.out.println(socketAddress1);
    System.out.println(socketAddress2);
System.out.println(socketAddress1.getAddress());
System.out.println(socketAddress1.getHostName());//地址
System.out.println(socketAddress1.getPort());//端口


}

通信协议

网络通信协议：速率、传输码率、代码结构、传输控制...

问题：非常复杂

大事化小：分成！

TCP/IP协议簇

重要：

• TCP：用户传输协议
• UDP：用户数据报协议

TCP-UDP 对比：

TCP：好比打电话

连接、稳定

三次握手、四次挥手

三次握手可以理解为：

A：你瞅啥
B:瞅你咋地
A：干一场

A触发B，B回应，A再响应

四次挥手可以理解为:

A: 我要走了
B：你真的要走了吗？
B：你真的真的要走了吗？
A：我真的要走了！

A触发B，B回应，B再次确认，A再响应

客户端、服务端

传输完成、释放连接、效率低

UDP：好比发短信

不连接，不稳定

客户端、服务端：没有明确的界限

不管有没有准备好，都可以发给你

TCP

客户端：

import java.io.IOException;
import java.io.OutputStream;
import java.net.InetAddress;
import java.net.Socket;
import java.net.UnknownHostException;

/*

客户端

*/

public class TCPClientDemo01 {
public static void main(String[] args) {

    Socket socket = null;
    OutputStream os = null;
    try {
        //1.要知道服务器地址
        InetAddress serverIP = InetAddress.getByName("127.0.0.1");
        int port = 9999;
        //2.创建一个socket连接
        socket = new Socket(serverIP, port);
        //3.发送消息IO流
        os = socket.getOutputStream();
        os.write("你好！".getBytes());
    } catch (UnknownHostException e) {
        e.printStackTrace();
    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    }finally {
        if(os != null){
            try {
                os.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        if(socket != null){
            try {
                socket.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}


}

服务端：

import java.io.ByteArrayOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;

/*

服务端

*/

public class TCPServerDemo01 {

public static void main(String[] args) {
    ServerSocket serverSocket = null;
    Socket socket = null;
    InputStream is = null;
    ByteArrayOutputStream baos = null;

    try {
        //1.服务端得有一个地址
        serverSocket = new ServerSocket(9999);
        //2.等待客户端连接过来
        socket = serverSocket.accept();
        //3.读取客户端的消息
        is = socket.getInputStream();
        //方式一：

//            byte[] buffer = new byte[1024];

//            int len;

//            while((len=is.read(buffer)) != -1){

//                String msg = new String(buffer, 0, len);

//                System.out.println(msg);

//            }

//方式二：管道流

baos = new ByteArrayOutputStream();

byte[] buffer = new byte[1024];

int len;

while((len = is.read(buffer)) != -1){

baos.write(buffer, 0, len);

}
        System.out.println(baos.toString());

    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    }finally{
        //关闭资源
        //按以下顺序关闭


//            baos.close();

//            is.close();

//            socket.close();

//            serverSocket.close;

if (baos != null){

try {

baos.close();

} catch (IOException e) {

e.printStackTrace();

}

}

if(is != null){

try {

is.close();

} catch (IOException e) {

e.printStackTrace();

}

}

if(socket != null){

try {

socket.close();

} catch (IOException e) {

e.printStackTrace();

}

}

if(serverSocket != null){

try {

serverSocket.close();

} catch (IOException e) {

e.printStackTrace();

}

}

}

}

}

分析：先运行服务端，再运行客户端，然后服务端会收到"你好"字符串。

将服务端代码改为持续监听——放入到while循环中。

            while (true){
                //2.等待客户端连接过来
                socket = serverSocket.accept();
                //3.读取客户端的消息
                is = socket.getInputStream();
                //方式一：
//            byte[] buffer = new byte[1024];
//            int len;
//            while((len=is.read(buffer)) != -1){
//                String msg = new String(buffer, 0, len);
//                System.out.println(msg);
//            }
                //方式二：管道流
                baos = new ByteArrayOutputStream();
                byte[] buffer = new byte[1024];
                int len;
                while((len = is.read(buffer)) != -1){
                    baos.write(buffer, 0, len);
                }
            System.out.println(baos.toString());
        }

TCP流程：

客户端：

1. 连接服务器 Socket
2. 发送消息

服务器：

1. 建立服务的端口 ServerSocket
2. 等待用户的连接 accept()
3. 接收用户消息

TCP文件上传

客户端：

import java.io.*;
import java.net.InetAddress;
import java.net.Socket;

/*

客户端

*/

public class TCPClientDemo02 {

public static void main(String[] args) throws Exception {

//1.创建一个socket连接

Socket socket = new Socket(InetAddress.getByName("127.0.0.1"), 9000);

//2.创建一个输出流

OutputStream os = socket.getOutputStream();
    //3.文件流
    FileInputStream fis = new FileInputStream(new File("testpic.png"));
    //4.写出文件
    byte[] buffer = new byte[1024];
    int len;
    while((len = fis.read(buffer)) != -1){
        os.write(buffer, 0, len);
    }

    //通知服务器，已经传输完成
    socket.shutdownOutput();

    //确定服务器接收完毕，才能够断开连接
    InputStream inputStream = socket.getInputStream();
    ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
    byte[] buffer2 = new byte[1024];
    int len2;
    while((len2 = inputStream.read(buffer2)) != -1){
        baos.write(buffer2,0, len2);
    }

    System.out.println(baos.toString());

    //5.关闭资源
    baos.close();
    inputStream.close();
    fis.close();
    os.close();
    socket.close();

}


}

服务端：

import java.io.File;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;

/*

服务端

*/

public class TCPServerDemo02 {

public static void main(String[] args) throws Exception {

//1.创建服务

ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(9000);

//2.监听客户端的连接

Socket socket = serverSocket.accept();//阻塞监听，会一直等待客户端连接

//3.获取输入流

InputStream is = socket.getInputStream();
    //4.文件输出
    FileOutputStream fos = new FileOutputStream(new File("receive.png"));
    byte[] buffer = new byte[1024];
    int len;
    while ((len = is.read(buffer)) != -1){
        fos.write(buffer, 0, len);
    }

    //通知客户端接收完毕
    OutputStream os = socket.getOutputStream();
    os.write("我接受完毕，你可以断开了".getBytes());

    fos.close();
    is.close();
    socket.close();
    serverSocket.close();

}


}

UDP

发送消息

import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetAddress;

public class UDPClientDemo01 {
public static void main(String[] args) throws Exception {
    //1.建立一个socket
    DatagramSocket socket = new DatagramSocket();

    //2.建个包
    String msg = "你好啊，服务器！";

    //发送给谁
    InetAddress localhost = InetAddress.getByName("localhost");
    int port = 9090;
    //数据、数据的长度起始、要发送给谁
    DatagramPacket packet = new DatagramPacket(msg.getBytes(), 0, msg.getBytes().length, localhost, port);

    //3.发送包
    socket.send(packet);

    //4.关闭流
    socket.close();
}


}

接收端：

import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;

//还是要等待客户端的连接
public class UDPServerDemo01 {
public static void main(String[] args) throws Exception {
//开放端口
DatagramSocket socket = new DatagramSocket(9090);
//接收数据包
byte[] buffer = new byte[1024];
DatagramPacket packet = new DatagramPacket(buffer, 0, buffer.length);

    socket.receive(packet);//阻塞接收
//读取数据
System.out.println(packet.getAddress().getHostAddress());
System.out.println(new String(packet.getData(), 0, packet.getLength()));
//关闭连接
socket.close();


}

}

循环发送消息

循环发送消息

import java.io.BufferedReader;
import java.io.InputStreamReader;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetSocketAddress;

public class UDPSenderDemo01 {

public static void main(String[] args) throws Exception {

DatagramSocket socket = new DatagramSocket(8888);
    //准备数据：控制台读取System.in

    BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));

    while(true){
        String data = reader.readLine();
        byte[] datas = data.getBytes();
        DatagramPacket packet = new DatagramPacket(datas, 0, datas.length, new InetSocketAddress("localhost", 6666));

        socket.send(packet);

        if (data.equals("bye")){
            break;
        }
    }

    socket.close();
}


}

循环接收消息

import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;

public class UDPReceiveDemo01 {

public static void main(String[] args) throws Exception {

DatagramSocket socket = new DatagramSocket(6666);
    while(true){
        byte[] container = new byte[1024];
        DatagramPacket packet = new DatagramPacket(container, 0, container.length);
        socket.receive(packet);//阻塞式接收包裹

        //断开连接
        byte[] data = packet.getData();
        String receiveData = new String(data, 0, data.length);

        System.out.println(receiveData);

        if (receiveData.equals("bye")){
            break;
        }

    }

    socket.close();

}


}

实现简易聊天

发送功能

import java.io.BufferedReader;
import java.io.InputStreamReader;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetSocketAddress;
import java.net.SocketException;

public class TalkSend implements Runnable {
DatagramSocket socket = null;
BufferedReader reader = null;

private int fromPort;
private String toIP;
private int toPort;

public TalkSend(int fromPort, String toIP, int toPort) {
    this.fromPort = fromPort;
    this.toIP = toIP;
    this.toPort = toPort;

    try {
        socket = new DatagramSocket(fromPort);
        reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
    } catch (SocketException e) {
        e.printStackTrace();
    }

}

@Override
public void run() {

    while(true) {
        try {
            String data = reader.readLine();
            byte[] datas = data.getBytes();
            DatagramPacket packet = new DatagramPacket(datas, 0, datas.length, new InetSocketAddress(this.toIP, this.toPort));

            socket.send(packet);

            if (data.equals("bye")) {
                break;
            }

        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
    socket.close();
}


}

接收功能

import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.SocketException;

public class TalkReceive  implements  Runnable{
DatagramSocket socket = null;

private int port;
private String msgFrom;

public TalkReceive(int port, String msgFrom) {
    this.port = port;
    this.msgFrom = msgFrom;

    try {
        socket = new DatagramSocket(port);
    } catch (SocketException e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

@Override
public void run() {

    while(true){
        try {
            byte[] container = new byte[1024];
            DatagramPacket packet = new DatagramPacket(container, 0, container.length);
            socket.receive(packet);//阻塞式接收包裹

            //断开连接
            byte[] data = packet.getData();
            String receiveData = new String(data, 0, data.length);

            System.out.println(msgFrom + "：" + receiveData);

            if (receiveData.equals("bye")){
                break;
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }

    }

    socket.close();
}


}

学生窗口：

public class TalkStudent {
    public static void main(String[] args) {
        new Thread(new TalkSend(7777, "localhost", 9999)).start();
        new Thread(new TalkReceive(8888, "老师")).start();
    }
}

教师窗口：

public class TalkTeacher {
    public static void main(String[] args) {
        new Thread(new TalkSend(5555, "localhost", 8888)).start();
        new Thread(new TalkReceive(9999, "学生")).start();
    }
}

URL

统一资源定位符：定位资源的，定位互联网上的某一个资源 、

• getPath： 文件地址
• getProtocol： 协议
• getHost： 主机ip
• getPort： 端口
• getFile： 全路径
• getQuery： 参数