java 网络编程基础 InetAddress类；URLDecoder和URLEncoder；URL和URLConnection；多线程下载文件示例

什么是IPV4,什么是IPV6:

• IPv4使用32个二进制位在网络上创建单个唯一地址。IPv4地址由四个数字表示，用点分隔。每个数字都是十进制(以10为基底)表示的八位二进制(以2为基底)数字，例如：216.27.61.137。
• IPv6使用128个二进制位在网络上创建一个唯一地址。IPv6地址由八组十六进制（以16为基数）数字表示，这些数字由冒号分隔，如2001:cdba:0000:0000:0000:0000:0000:3257:9652所示。为了节省空间，通常省略包含所有零的数字组，留下冒号分隔符来标记空白(如2001:cdba::3257:9652)。

在IPv4地址出现之初，互联网还没有像今天这样引起商业轰动，大多数网络都是私有的，并且与世界上其他网络隔绝。当互联网爆发式增长，只有32位来识别一个独特的互联网地址感觉有点不够用，这让人们担心我们的IP地址会用完。在IPv4下，有232种可能的组合，提供了将近43亿个唯一地址。IPv6将其提升到2128亿个可能的组合。

InetAddress

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

/**
 * @ClassName InetAddressExample
 * @projectName: object1
 * @author: Zhangmingda
 * @description： XXX
 * date: 2021/5/9.
 */
public class InetAddressExample {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        /**
         * 创建InetAddress 实例getByName静态方法
         */
        InetAddress ksyunAddr = InetAddress.getByName("www.ksyun.com");
        /**
         * 获取IP地址字符串
         */
        System.out.println(ksyunAddr.getHostAddress());
        /**
         * 判断地址是否可达：isReachable
         */
        System.out.println(ksyunAddr.isReachable(2000));
        /**
         * 获取本机IP InetAddress.getLocalHost()
         */
        InetAddress localIPObj = InetAddress.getLocalHost();
        System.out.println(localIPObj.getHostAddress());
　　　　//
      //指定IP地址创建 InetAddress对象
      InetAddress localIp = InetAddress.getByAddress(new byte[]{127, 0, 0, 1});

    }
}

URLDecoder和URLEncoder

URLDecoder,URLEncoder用来完成普通字符串和applicationl/x-www-form-urlencoded MIME 字符串之间的相互转换。

比如我们在百度上搜索一个“李一桐”，wd对应的字符会变成：“%E6%9D%8E%E4%B8%80%E6%A1%90”，其实这个东西就是我们的 pplicationl/x-www-form-urlencoded MIME 字符串。

public class UrlEncodeTest {
    public static void main(String[] args) throws UnsupportedEncodingException {
        String url = "https://www.baidu.com/狗逼/";
        //转码
        String encodeUrl = URLEncoder.encode(url,"utf-8");
        System.out.println(encodeUrl); //https%3A%2F%2Fwww.baidu.com%2F%E7%8B%97%E9%80%BC%2F
        //解码
        String str = URLDecoder.decode(encodeUrl,"utf-8");
        System.out.println(str);//https://www.baidu.com/狗逼/

    }
}

URL和URLConnection

URL类提供了多个构造器用于创建URL对象，一旦获得URL对象之后，就可以调用如下方法来访问该URL对应的资源：

• String getFile(): 获取该URL资源名。
• String getHost(): 获取URL的主机名
• String getPath(): 获取该URL的路径部分
• int getPort(): 获取URL的端口号。
• String getProtocol(): 获取该URL的协议名称
• String getQuery() 获取该 URL 宇符串部分。
• URLConnection openConnection(): 返回一个URLConnection它代表了与该URL 所引用的远对象的连接。
• InputStream openStream() 打开与此URL连接，并返回一个用于读取该URL资源的 InputStream

多线程下载文件示例：

知识点：

• URL类openConnection() 所引用的远对象的连接; 对象的getContentLength方法获取响应头文件字节长度

• URL类openStream() 打开与此URL连接，并返回一个用于读取该URL资源的 InputStream
• RandomAccessFile类创建文件、预置文件大小、从任意位置读写文件
• 线程池：Executors.newCachedThreadPool() 获取ExecutorService线程池对象，submit 提交任务
• 线程池任务类实现 Runnable 接口，重写run() 方法定义任务细节。

设计思路：

• 获取到文件大小，设置线程数，计算每个线程下载文件的初始字节数和下载(保存)字节数，每个线程从网络get到的字节覆盖写入到本地预置文件的对应字节位置内。

代码示例(Range版)：

import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.RandomAccessFile;
import java.net.MalformedURLException;
import java.net.URL;
import java.net.URLConnection;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

/**
 * @ClassName ThreadPoolMultiDownLoad
 * @projectName: object1
 * @author: Zhangmingda
 * @description： 使用多线程线程池方式下载文件
 * date: 2021/5/9.
 */
public class ThreadPoolMultiDownLoad {
    /**
     * 要下文件的url地址
     */
    private String urlString;
    /**
     * 线程数
     */
    private int threadNum;
    /**
     * 保存文件的目录
     */
    private String saveDir;
    /**
     * 文件的大小
     */
    private int fileSize;
    /**
     * 线程池
     */
    private static ExecutorService threadPool = null;

    /**
     * 下载类构造方法
     * @param urlString 文件地址
     * @param threadNum 线程数设置
     * @param saveDir 本地文件保存目录
     */
    public ThreadPoolMultiDownLoad(String urlString, int threadNum, String saveDir) {
        this.urlString = urlString;
        this.threadNum = threadNum;
        this.saveDir = saveDir;
    }
    /**
     * 创建线程池实例的方法,确保线程池为单例(多线程同时运行时使用同一个实例)
     */
    private static ExecutorService getThreadPool(){
        if (threadPool == null){
            synchronized (ThreadPoolMultiDownLoad.class){
                if (threadPool == null){
                    threadPool = Executors.newCachedThreadPool();
                }
            }
        }
        return threadPool;
    }
    /**
     * 获取文件大小方法
     */
    private int getFileSize(URL url) throws IOException {
        return url.openConnection().getContentLength();
    }
    /**
     * 并发用分块下载写入的类
     */
    private class DownPart implements Runnable {
        private int startByte;
        private int threadDownSize;
        private RandomAccessFile accessFile;
        private URL url;

        /** 本线程运行所需担心
         * @param startByte 下载起始字节
         * @param threadDownSize 本线程下载字节量
         * @param accessFile 本地写入文件
         */
        public DownPart(int startByte, int threadDownSize, RandomAccessFile accessFile,URL url) {
            this.startByte = startByte;
            this.threadDownSize = threadDownSize;
            this.accessFile = accessFile;
            this.url = url;
        }
        //本线程运行方法
        @Override
        public void run() {
            int readcount = 0;
            InputStream inputStream = null;
            //打开http输入流
            try {
                URLConnection conn = this.url.openConnection();
                /**
                 * 设置每个请求字节范围
                 */
                conn.setRequestProperty("Range","bytes=" + startByte + "-" + (startByte + threadDownSize));
                inputStream = conn.getInputStream();
//                //跳过非本线程需要下载的字节
//                inputStream.skip(startByte);
                /**
                 * 将本线程需要下载的字节写到本地文件中
                 */
                byte[] buffer = new byte[10240];
                int len = 0;
                while (readcount < this.threadDownSize && (len = inputStream.read(buffer)) != -1 ){
                    accessFile.write(buffer,0,len);
                    readcount += len;
                }
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "下载写入了" + readcount + "字节的数据" );
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }finally {
                try {
                    if (inputStream != null){inputStream.close(); }
                    if (accessFile != null){accessFile.close();}

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

        }
    }
    /**
     * 下载文件方法
     */
    public void download() throws IOException {
        /**
         * URL构造
         */
        URL url = new URL(this.urlString);
        /**
         * 文件大小获取
         */
        this.fileSize = getFileSize(url);
        /**
         * 每个线程下载的文件大小:由于fileSize总大小除以线程数量后，得出的小数部分会省略，所以每个线程多下载一字节
         */
        int threadDownSize = this.threadNum == 1 ? this.fileSize : (this.fileSize / this.threadNum + 1);
        /**
         * 获取文件名
         */
        String[] strings = this.urlString.split("/");
        String fileName = strings[strings.length-1];
        /**
         * 本地预创建文件并预置文件大小
         */
        String saveFilePath = this.saveDir + "/" + fileName;
        System.out.println(saveFilePath);
        RandomAccessFile accessFile = new RandomAccessFile(saveFilePath,"rw");
        accessFile.setLength(this.fileSize);
        accessFile.close();
        /**
         * 循环启动线程，分块写入到文件
         */
        url = new URL(urlString);
        for (int i=0; i<this.threadNum; i++){
            //文件起始写入的位置
            int startByte = i * threadDownSize;
            //打开文件将文件指针移到该线程应该覆盖写入本地文件字节位置
            RandomAccessFile randomAccessFile = new RandomAccessFile(saveFilePath,"rw");
            randomAccessFile.seek(startByte);

            getThreadPool().submit(new DownPart(startByte,threadDownSize,randomAccessFile,url));
        }
        getThreadPool().shutdown();
    }

    /**
     * @param args
     */
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        String ks3utilUrl = "https://ks3-cn-beijing.ksyun.com/ks3-import/KS3-import-tool-2.1.4-dist.zip";
        new ThreadPoolMultiDownLoad(ks3utilUrl,4,"网络编程/src").download();
    }
}