Java网络编程

引言：网络编程作为开发服务端和客户端必不可少的技术之一，在Java中也实现的十分完备，今天对Java的网络编程方面的只是做一个简单的总结，方便以后学习：

一：什么是网络编程？

• 1：概念：通过使用套接字来达到进程间通信目的的编程就是网络编程。windows提供的基于网络编程的就是套接字也就是winsock，同时Winpcap也是一个比较方便的工具。

• 2：几个常用概念：

• 网络模型：描述网络的结构原理和工作原

• OSI参考模型：七层

• Internet网络模型：四层

• 网络协议：指定层上进行数据交换的规则。

• Internet的网络层协议：IP协议；DNS协议(辅助协议)

• Internet的传输层协议：TCP协议，UDP协议

• 3：Java的Socket通信模型：

通讯模型.png

相关类介绍：

• A:ServerSocket：用java.net.ServerSocket实现java服务通过TCP/IP监听客户端连接‘；
  创建监听指定端口号：

ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(9000);

要获取请求的连接需要用ServerSocket.accept()方法。该方法返回一个Socket类，该类具有普通java Socket类的所有特性。每个调用了accept()方法的ServerSocket都只获得一个连接；

Socket socket = ServerSocket.accept();

• B：Socket：当我们想要在Java中使用TCP/IP通过网络连接到服务器时，就需要创建java.net.Socket对象并连接到服务器
  创建连接到指定地址和端口的Socket;

Socket socket = new Socket("78.46.84.171", 80);

通过Socket发送数据：

OutputStream out = socket.getOutputStream(); 
out.write("some data".getBytes());
out.flush();
out.close(); 

不要忘记调用输出流的flush()方法；操作系统底层的TCP/IP实现会先将数据放入一个更大的数据缓存块中，而缓存块的大小是与TCP/IP的数据包大小相适应的。（译者注：调用flush()方法只是将数据写入操作系统缓存中，并不保证数据会立即发送）
通过Socket读取数据

InputStream in = socket.getInputStream(); 
int data = in.read();

需要注意的是，从Socket的输入流中读取数据并不能读取文件那样，一直调用read()方法直到返回-1为止，因为对Socket而言，只有当服务端关闭连接时，Socket的输入流才会返回-1，而是事实上服务器并不会不停地关闭连接。假设我们想要通过一个连接发送多个请求，那么在这种情况下关闭连接就显得非常愚蠢。
因此，从Socket的输入流中读取数据时我们必须要知道需要读取的字节数，这可以通过让服务器在数据中告知发送了多少字节来实现，也可以采用在数据末尾设置特殊字符标记的方式连实现。

• C:URL和URLConnection类
  在java.net包中包含两个有趣的类：URL类和URLConnection类。这两个类可以用来创建客户端到web服务器（HTTP服务器）的连接，当然也可建立客户端可本地文件之间的连接，

URL url = new URL("http://jenkov.com");创建一个到到改地址的URL
URLConnection urlConnection = url.openConnection()
InputStream input = urlConnection.getInputStream();
int data = input.read();
while(data != -1){
    System.out.print((char) data);
    data = input.read();
}
 input.close();

• D：InetAddress类：是 Java 对 IP 地址的封装。里面包含了很多关于ID地址的信息；这个类的实例经常和 UDP DatagramSockets 和 Socket，ServerSocket 类一起使用。
• E：DatagramSocket代表UDP协议的Socket，DatagramSocket本身只是码头，不维护状态，不能产生IO流，它的唯一作用就是接收和发送数据报，Java使用DatagramPacket来代表数据报，DatagramSocket接收和发送的数据都是通过DatagramPacket对象完成的。
• DatagramPacket：基于UDP的数据包类，里面可以填写很多信息，地址，端口，数据等；
  .由这两个类所有构成的网络链接是基于UDP协议，是一种不可靠的协议。

二：具体代码实现：

1：基于TCP的客服端和服务端通信：
服务端代码：

public class Server {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            //创建一个服务端监听8888端口
            ServerSocket server = new ServerSocket(8888);
            //调用accept方法开始监听，等待客户端建立连接
            System.out.println("服务段开始监听...............");
            Socket socket = server.accept();
            InputStream in  = socket.getInputStream();
            InputStreamReader reader = new InputStreamReader(in);
            BufferedReader buff = new BufferedReader(reader);
        
            String line=null;
            while((line=buff.readLine())!=null){
                System.out.println("我是服务端：客户端说："+line);
            }
            socket.shutdownInput();
            OutputStream out = socket.getOutputStream();
            PrintWriter rw = new PrintWriter(out);
            rw.write("你好客户端呀！！！！");
            rw.close();
            buff.close();
            reader.close();
            in.close();
            server.close();
        } catch (IOException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

客户端代码：

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
              try {
            Socket client = new Socket("127.0.0.1",8888);
            OutputStream out = client.getOutputStream();
            PrintWriter pw = new PrintWriter(out);
            pw.write("用户名：admin;密码：123");
            pw.flush();
            //记住关闭
            client.shutdownOutput();
                /**
                 * 读取服务端发送来的信息
                 */
                InputStream in = client.getInputStream();
                InputStreamReader reader = new InputStreamReader(in);
                BufferedReader buf = new BufferedReader(reader);
                int data = buf.read();
                while(data!=-1){
                    System.out.print((char)data);
                    data=buf.read();
                }
                buf.close();
                reader.close();
                in.close();
            pw.close();
            out.close();
            client.close();
        } catch (IOException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

2：基于UDP的客服端和服务端连接：
服务端：

public class Server {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        try {
            //1：创建服务的端的Socket并指定端口
            DatagramSocket socket = new DatagramSocket(8800);
            byte[] arr = new byte[1024];
            DatagramPacket packet = new DatagramPacket(arr, arr.length);
            System.out.println("服务端已经打开了：");
            socket.receive(packet);
            String str = new String(arr);
            System.out.println(str);    
            //1：向客户端发送信息时，也需要知道客户端的地址端口号等信息
                InetAddress address = packet.getAddress();
                int port1 = packet.getPort();
                System.out.println(port1+"==============");
                byte[] arr1 = "欢迎您".getBytes();
                DatagramPacket datapacketR = new DatagramPacket(arr1,arr1.length,address,port1);
                socket.send(datapacketR);
                  socket.shutdown();
        } catch (SocketException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

客户端：

public class Client {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //1：创建服务的端的地址，并定义端口号，并定义数据
        InetAddress inetAddress = InetAddress.getByName("localhost");
        int port = 8800;
        byte[] bytes = "用户名：陈鹏，密码：1234".getBytes();
        //2:创建数据报，包含发送的地址信息
        DatagramPacket datapacket = new DatagramPacket(bytes, bytes.length,inetAddress,port);
        //3：创建Socket
        DatagramSocket socket = new DatagramSocket();
        socket.send(datapacket);
        //接受服务端发送来的信息
        byte[] arr = new byte[1024];
            DatagramPacket datapacketR = new DatagramPacket(arr,arr.length);
            socket.receive(datapacketR);
            String data = new String(arr);
            System.out.println("我是客户端，服务器端响应的数据是："+data);    
    }
}

三：自定协议：

需要考虑三点：

• 1：客户端到服务端的往返通讯
• 1.在分开往返中发送头信息；
• 2.将消息分成更小的数据块。
• 2：区分请求结束和响应结束。
  • 1:在请求头中包含请求信息长度
  • 2：在请求体中增加标志位
• 3：防火墙穿透
• 1：基于HTTP协议上建立协议；