Java 原生网络编程.

一、概念

Java 语言从其诞生开始，就和网络紧密联系在一起。在 1995 年的 Sun World 大会上，当时占浏览器市场份额绝对领先的网景公司宣布在浏览器中支持Java，从而引起一系列的公司产品对Java的支持，使得Java很快成为一种流行的语言。

Java 提供的网络功能的相关类主要有三个，它们分别是URL、Socket、Daragram。

二、URL 和 URLConnection

URL类代表一个统一资源定位符号，它是指向互联网资源的指针。 是这三个类中层次级别最高或者说封装最多的类，通过URL可以直接发送或者读取网络上的数据。

    public static void uRLTest(){
        try {
            //URL：统一资源定位符（网址）
            URL url = new URL("http://www.baidu.com");
            InputStream inputStream = url.openStream();
            InputStreamReader inputStreamReader = new InputStreamReader(inputStream, "UTF-8");
            BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(inputStreamReader);
            String line;
            while ((line = bufferedReader.readLine())!=null){
                System.out.println(line);
            }
        } catch (UnknownHostException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (MalformedURLException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

前面介绍的 URL 类代表的是一个网络资源的位置，而URLConnection 代表的是一个连接，此类的实例可用于读取或者写入对应URL引用的资源。

public static void uRLConnectionTest(){
    try {
        URL url = new URL("http://restapi.amap.com/v3/config/district?key=2c95fdacd3f72bdbfec55bd7eac7b5c0");
        //1、创建连接对象
        URLConnection urlConnection = url.openConnection();
        HttpURLConnection httpURLConnection = (HttpURLConnection) urlConnection;
        //2、设置参数和一般请求属性
        //应用程序要将参数写入URL连接
        httpURLConnection.setDoOutput(true);
        //应用程序要向URL连接读取数据
        httpURLConnection.setDoInput(true);
        //不使用缓存
        httpURLConnection.setUseCaches(false);
        //设置请求参数
        httpURLConnection.setRequestProperty("Content-type","application/json");
        //设置请求方法
        httpURLConnection.setRequestMethod("POST");
        //3、使用connect方法建立到远程对象的实际链接
        httpURLConnection.connect();
        //4、远程对象变为输入输出流，根据需求进一步操作
        InputStream inputStream = httpURLConnection.getInputStream();
        BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(inputStream,"utf-8"));
        BufferedWriter bufferedWriter = new BufferedWriter(new FileWriter("E:\\data.json"));
        String line;
        while ((line = bufferedReader.readLine()) != null){
            bufferedWriter.write(line);
            bufferedWriter.newLine();
            bufferedWriter.flush();
        }
    } catch (MalformedURLException e) {
        e.printStackTrace();
    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

三、基于TCP的Socket编程

Socket也称为套接字，应用程序通常通过套接字向网络发出请求或者应答网络的请求。.Java 语言中的 Socket 编程常用到 Socket 和 ServerSocket 这两个类。

ServerSocket 用于服务端，而 Socket 是建立网络连接时使用的，在连接成功时，应用程序两端都会产生一个 Socket 实例，操作这个实例完成所需的会话。对于一个网络连接来说，套接字是平等的，不因为在服务端或者客户端而产生不同级别，不管是Socket还是ServerSocket，它们的工作都是通过SocketImpl类及其子类完成的。

TCP 的 Socket 编程示意图：

服务端程序：

public static void main(String[] args) {
    try {
        System.out.println("启动服务器......");
        //创建一个新的ServerSocket，用来监听指定端口上的连接请求
        ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8989);
        Socket socket = null;
        while (true) {
            try {
                //对accept()方法的调用将被阻塞，直到一个连接创建
                //该socket用于客户端和服务器之间的通信
                //流对象都派生于该套接字的流对象
                socket = serverSocket.accept();
                InputStream inputStream = socket.getInputStream();
                BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(inputStream));
                PrintWriter out = new PrintWriter(socket.getOutputStream(), true);
                String request, response;
                while ((request = in.readLine()) != null) {
                    //如果客户端发送了exit，则退出循环
                    if ("exit".equals(request)) {
                        break;
                    }
                    System.out.println("接收到客户端请求：" + request);
                    //服务端处理方法
                    response ="客户端：" + socket.getInetAddress().getHostAddress() + " 请求，" + processRequest(request);
                    //响应给客户端
                    out.println(response);
                }
            } catch (Exception e) {
                System.out.println("Error");
            } finally {
                socket.close();
            }
        }
    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

客户端程序：

public static void main(String[] args) {
    Socket socket = null;
    try {
        socket = new Socket("192.168.1.22", 8989);
        //向服务器发送数据
        //printWriter（字符流）/printStream（字节流）
        PrintWriter printWriter = new PrintWriter(socket.getOutputStream(), true);
        //接收服务器的反馈
        InputStream inputStream = socket.getInputStream();
        BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(inputStream));
        //模拟交互
        BufferedReader bf = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        String request, responese;
        while ((request = bf.readLine()) != null) {
            printWriter.println(request);
            responese = in.readLine();
            System.out.println(responese);
        }
    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    } finally {
        try {
            socket.close();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

四、基于UDP的Socket编程

UDP 是用户数据报协议，它提供的是无连接、不可靠信息传送服务，多用于音频、视频等能够容忍一定的数据包丢失的情况下。Java 主要提供两个类来实现基于 UDP 的 Socket 编程：

DatagramSocket：此类表示用来发送和接收数据报包的套接字，数据报套接字是包投递服务的发送或接收点，每个在数据报套接字上发送或接收的包都是单独编址和路由的。在DatagramSocket上总是启用UDP广播发送。

DatagramPacket：此类表示数据报包。数据报包用来实现无连接包投递服务，每条报文仅根据该包中的信息从一台机器路由到另一台机器。

UDP 的 Socket 编程示例图：

服务端（接收端）程序：

public static void main(String[] args) {
    DatagramSocket server = null;
    try {
        server = new DatagramSocket(8088);
        byte[] datas = new byte[1024];
        //用一个字节数组接收UDP包，字节数组在传递给构造函数时是空的
        DatagramPacket datagramPacket = new DatagramPacket(datas, datas.length);
        server.receive(datagramPacket);
        System.out.println(new String(datas));
    } catch (SocketException e) {
        e.printStackTrace();
    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    }finally {
        server.close();
    }
}

客户端（发送端）程序：

public static void main(String[] args) {
    DatagramSocket client = null;
    try {
        client = new DatagramSocket();
        //创建数据报
        byte[] buffer = "hello,world".getBytes();
        InetAddress byName = InetAddress.getByName("192.168.1.22");
        //建立将要传输的UDP包，并指定ip地址和端口号
        DatagramPacket datagramPacket = new DatagramPacket(buffer, buffer.length, byName, 8088);
        client.send(datagramPacket);
    } catch (SocketException e) {
        e.printStackTrace();
    } catch (UnknownHostException e) {
        e.printStackTrace();
    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    } finally {
        client.close();
    }
}