Java网络编程

网络编程

1. 网络编程概述

• Java提供网络类库，可以实现网络连接。

• Java实现的跨平台的网络库，程序员面对的是一个统一的网络编程环境

1.1 软件架构

• C/S架构：客户端和服务器
• B/S架构：浏览器和服务器（小程序）

1.2 网络基础

• 计算机网络：把不同区域的计算机与外部设备互联成网络系统，更方便传递信息，数据资源

• 网络编程目的：直接或间接通过网络协议与其他计算机实现数据交换，进行通讯

2. 网络通信要素

2.1 如何实现网络中主机互相通信

• 要想实现网络通信，需要解决的三个问题:

  • 问题1:如何准确地定位网络上一台或多台主机

  • 问题2:如何定位主机上的特定的应用

  • 问题3:找到主机后，如何可靠、高效地进行数据传输

• 实现网络传输的三个要素:（对应解决三个问题)

  使用IP地址（准确地定位网络上一台或多台主机)

  使用端口号(定位主机上的特定的应用)

  规范网络通信协议（可靠、高效地进行数据传输)

2.2 通信要素1：IP地址

• 作用：IP地址用来给网络中的一台计算机设备做唯一的编号

• IP地址分类

  IP地址分类方式1：IPv4(占用4个字节)
  			   IPv6(占用16个字节)
  IP地址分类方式2：公网地址(万维网使用)
  			   私有地址(局域网使用,以192.168开头)
  

• 本地回路地址：127.0.0.1

• 域名（也就是网址）：便于记录 ip 地址

2.3 通信要素2：端口号

• 可以唯一标识主机中的进程（应用程序)
• 不同的进程分配不同的端号
• 范围:0~65535

2.4 通信要素3：网络通信协议

• 网络通信协议的目的：为了实现可靠而高效的数据传输

• 网络参考模型

  OSI参考模型:将网络分为7层，过于理想化，没有实施起来。
  TCP/IP参考模型:将网络分为4层:应用层、传输层、网络层、物理+数据链路层。事实上使用的标准。
  

2.5 InetAddress的使用

• 作用：InetAddress类的一个实例就代表一个具体的ip地址

• 实例化方式

  InetAddress getByName(String host):获取指定ip对应的InetAddress的实例
  InetAddress getLocalHost():获取本地ip对应的InetAddress的实例
  

• 常用方法

  getHostName():获取域名(没有域名时，显示的就是IP地址)
  getHostAddress()：获取IP地址
  

import org.junit.Test;

import java.net.InetAddress;
import java.net.UnknownHostException;

public class inetAddreassTest {
    @Test
    public void test1(){
        try {
            //获取指定ip对应的InetAddress的实例
            InetAddress add1 = InetAddress.getByName("192.168.35.48");
            InetAddress add11 = InetAddress.getByName("www.bilibili.com");
            System.out.println(add1);// /192.168.35.48
            System.out.println(add11);// www.bilibili.com/121.194.11.73

            //获取本地ip对应的InetAddress的实例
            InetAddress add2 = InetAddress.getLocalHost();
            System.out.println(add2);// LAPTOP-GQ3JJVBD/192.168.1.164

            //getHostName():获取域名
            System.out.println(add1.getHostName()); // 192.168.35.48
            //getHostAddress()：获取IP地址
            System.out.println(add1.getHostAddress()); // 192.168.35.48
            
        } catch (UnknownHostException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

3. 传输层协议：TCP和UDP

• TCP：传输控制协议
• UDP：用户数据包协议

3.1 TCP协议与UDP协议

• TCP：可靠的连接（发送数据前需要三次握手、结束时需要四次挥手)，进行大数据量的传输，效率低

  • 打电话

• UDP：不可靠的连接（发送前，不需要确认对方是否在)、使用数据报传输（限制在64kb以内)、效率高。

  • 发送短信、发电报、视频会议

• 问题：客户端发送内容给服务器，服务器将内容打印到控制台上

  import org.junit.Test;
  
  import java.io.ByteArrayOutputStream;
  import java.io.IOException;
  import java.io.InputStream;
  import java.io.OutputStream;
  import java.net.InetAddress;
  import java.net.ServerSocket;
  import java.net.Socket;
  
  
  //问题1：客户端发送内容给服务器，服务器将内容打印到控制台上
  public class TCPTest_01 {
  
      //客户端
      @Test
      public void client(){
          Socket socket = null;
          OutputStream os = null;
          try {
              // 1. 创建Socket
              InetAddress address = InetAddress.getByName("127.0.0.1");//服务器的地址
              int port = 8989;//服务器的端口号
              socket = new Socket(address,port);
  
              // 2. 发送信息
              os = socket.getOutputStream();
              os.write("我是客户端".getBytes());
          } catch (IOException e) {
              e.printStackTrace();
          } finally {
              // 3. 关闭Socket
              try {
                  if(os != null)
                      os.close();
              } catch (IOException e) {
                  e.printStackTrace();
              }
              try {
                  if(socket != null)
                      socket.close();
              } catch (IOException e) {
                  e.printStackTrace();
              }
          }
  
      }
  
      //服务端
      @Test
      public void server() {
          ServerSocket serverSocket = null;
          Socket socket = null;//阻塞式方法
          InputStream is = null;
          try {
              // 1. 创建ServerSocket
              int port = 8989;
              serverSocket = new ServerSocket(port);
  
              // 2. 调用accept(),接受客户端Socket
              socket = serverSocket.accept();
              System.out.println("服务器端已开启");
  
              System.out.println("收到了来自"+ socket.getInetAddress() +"的连接");
  
              // 3. 接收数据
              is = socket.getInputStream();
              byte[] buffer = new byte[5];
              int len;
              ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();//内部维护一个byte[]数组
              while((len = is.read(buffer)) != -1){
                  // 可能会出现乱码
                  /*String str = new String(buffer,0,len);
                  System.out.print(str);*/
  
                  baos.write(buffer,0,len);
              }
  
              System.out.println(baos.toString());
  
              System.out.println("\n数据接收完毕");
          } catch (IOException e) {
              e.printStackTrace();
          } finally {
              // 4. 关闭Socket、SocketServer
              try {
                  if(socket != null)
                      socket.close();
              } catch (IOException e) {
                  e.printStackTrace();
              }
              try {
                  if(serverSocket != null)
                      serverSocket.close();
              } catch (IOException e) {
                  e.printStackTrace();
              }
              try {
                  if(is != null)
                      is.close();
              } catch (IOException e) {
                  e.printStackTrace();
              }
          }
      }
  }
  

4. URL编程

• Java后台：将写好的Java程序部署在Tomcat服务器。启动Tomcat服务器

• 前台：使用浏览器进行访问。需要使用url。(HTML+CSS+JavaScript)

• URL的作用:定位互联网上某一资源的地址

• URL的格式:

  http://192.168.21.187∶8088 /eTamples/abcd.jpg?name=Tom--->"万事万物皆对象"
  应用层协议   ip地址      端口号     资源地址       参数列表