黑马程序员--java网络编程

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我们经常会用到网络应用，比如网络聊天，发送文件等，这就需要用到网络编程。

1.TCP/IP协议

• IP地址与端口号

IP地址：定位到网络中的计算机

端口号：定位到计算机中具体的网络应用程序

范围：0-65535，其中0-1023的端口用于一些知名的网络服务和应用，自己编写的程序使用1024-65535之间的端口号

• UDP与TCP

TCP ，传输控制协议（Transmission Control Protocol）面向连接，可靠传输

UDP，用户数据报协议（User Dategram Protocol）无连接，不可靠传输

UDP与TCP数据帧格式：协议类型 源IP 目标IP 源端口 目标端口 帧序号 帧数据

2.Socket

网络驱动层提供给应用程序编程的接口和一种机制。

Socket类似与港口，应用程序将需要发送的数据放在Socket中，然后驱动程序使用网卡将数据发送出去，数据传输到接收方的Socket中，就好像别的程序把货物送到码头，然后接收方应用程序来码头取货物。不同的协议使用的Socket类不一样。

3.UDP网络程序

• DatagramSocket
  • DatagramSocket构造方法：

public DatagramSocket()：一般用于发送方，Socket绑定到系统分配的端口，使用网卡对应的IP地址。

public DatagramSocket(int port)：一般用于接收方，Socket绑定到指定的端口，发送方才能够给其发送数据

public DatagramSocket(int port, InetAddress laddr)：Socket绑定到指定的端口，使用指定的IP地址

• •  Close方法

关闭Socket，释放资源

• • public void send(DatagramPacket p)，发送数据报包
  • public void receive(DatagramPacket p)，接收数据报包
• DatagramPacket

如果把Socket比作码头，DatagramPacket就相当于发送和接收数据的集装箱。

• • 构造函数：

public DatagramPacket(byte[] buf,int length)：一般用于接收方，不需要指定端口号和IP，byte[] buf提供数据缓冲区，length指定接收数据包得大小

public DatagramPacket(byte[] buf, int length, InetAddress address, int port)：一般用于发送方，需要指定目标的端口号和IP

• • getInetAddress方法和getPort方法

用于接收方获得发送方的IP和端口号

• • getData方法和getLength方法
  • public byte[] getData()：返回数据缓冲区
  • public int getLength()：返回将要发送或接收到的数据的长度。

4.私有IP通过网关代理上网的原理

私有IP 内网IP&InternetIP InternetIP1

中间部分相当于网关

• 私有IP访问InternetIP1的过程：

私有IP将数据发送到内网IP，然后经由InternetIP的某个端口 发送到InternetIP1，并且维护一个私有IP和InternetIP端口的映射表，InternetIP1想与私有IP通信，只需要将数据发送到私有IP对应的InternetIP端口即可。InternetIP端口会通过查映射表将数据转发到私有IP。

• 注意：
  • 1.映射表是有时效性的，如果映射表过一定的时间没有使用，该记录会被清除。
  • 2.通信必须由私有IP发起，InternetIP1不能直接与私有IP通信。

5.TCP网络程序

分为服务器端和客户端

• 原理：

客户端的Socket发送请求，服务器端的ServerSocket接收客户请求，accept方法处理请求创建一个Socket对象与客户端进行通信。

TCP程序必须先启动运行，TCP客户程序才能连接上TCP服务器

• 步骤：TCP客户端程序与TCP服务器端程序交互过程：
  • 1.服务器程序创建一个ServerSocket，然后调用accept方法对待客户来连接。
  • 2.客户端程序创建一个Socket并请求与服务器建立连接
  • 3.服务器接收客户的连接请求，并创建一个新的Socket与该客户建立专线连接。
  • 4.建立了连接的两个Socket在一个单独的线程上对话（由服务器端提供）
  • 5.服务器等待新的连接请求，当新的连接请求到达时。重复步骤2到步骤5的过程
• ServerSocket
  • public ServerSocket(int port) 绑定端口号
  • close方法：

关闭对象，释放资源

• • accept方法

public Socket accept() 等待连接，连接传入之前一直阻塞

• TCP服务器端程序的编写要点：
  • 1.TCP服务器端程序要想能够接收多个客户端连接，需要循环调用ServerSocket.accept方法.
  • 2.服务器程序与每个客户端连接的会话过程不能互相影响，需要在独立的线程中运行。

6.URL

URL（UniformResourceLocator）统一资源定位符，用于访问Internet上的资源的。

URL基本组成：协议 主机名，端口号，资源名

• URL的编码规则：
  • 1.将空格转化为+
  • 2.对于0-9，a-z，A-Z，保持不变
  • 3.对于所有的其他字符，用这个字符的当前字符集编码在内存中的十六进制格式表示，并在每个字节前加上一个百分号（%）如字符“&”用%26表示，字符“中”用%D6%D0表示。
  • 4.对于空格也可以直接使用其十六进制编码方式，即用%20表示，而不是将它转换为加号（+）。
• HTTP请求消息

一个完整的请求消息包括：一个请求行、若干消息头，以及实体内容

• HTTP响应消息

一个完整的响应消息包括：一个状态行，若干消息头，以及实体内容。

• 工厂设计模式
  • 为什么要使用工厂模式

URL类根据提供的协议，需要产生相应的URLStreamHandler类来对这种协议进行处理，按照一般的思路我们可以将protocol作为参数传递进去，URL类就可以根据参数产生响应的URLStreamHandler，但是有一个问题，协议有很多种，并且不断有新的协议产生，在设计URL类的时候不可能考虑到所有的协议，所以可以把URLStreamHandler的任务专门交由一个类来处理，这个类的任务就是根据提供的协议，产生对应的URLStreamHandler，就相当于一个专门生产URLStreamHandler类的工厂一样，这样如果有新的协议出现，只需要修改工厂类，在工厂类中增加生产与这种协议对应的URLStreamHandler即可，这种工厂设计模式大大增加了程序设计的灵活性。

• • URL类的URLStreamHandlerFactory

public static void setURLStreamHandlerFactory(URLStreamHandlerFactory fac)：设置URL类使用的URLStreamHandlerFactory ，只能被调用一次。

• • URLStreamHandlerFactory类的createURLStreamHandler方法

URLStreamHandler createURLStreamHandler(String protocol) ：根据提供的协议产生相应的URLStreamHandler

• • 注意

URL有一个常用的的protocol和URLStreamHandler对应的表，就算URL类没有设置URLStreamHandlerFactory，URL也可以产生常用的URLStreamHandler。

• • 使用工厂模式的情况
    • 1.如果在一个类中需要产生另一个类，而在设计这个类的时候不可能考虑到所有的情况，可以把产生另一个类的任务专门交由一个工厂类来处理。
    • 2.我们不想让外界知道我们是如何产生另一个类的，我们也可以采用工厂模式将产生另一个类的过程封装起来。
• URLConnection与HttpURLConnection

URLConnection的作用是与目标资源建立连接

• • URLConnection的连接过程：
    • 1.创建URLConnection对象
    • 2,调用public void setRequestProperty(String key,String value)设置一般请求属性 
    • 3.调用connect()建立连接
    •  4.通过getHeaderFields()，getHeaderField，getContentLength，getContentEncoding等方法获取响应头字段的值
    • 如果没有建立连接而直接调用获取信息的方法，也会自动的建立连接
  • getInputStream和getInputStream

getInputStream得到响应消息的流对象

getOutputStream得到请求消息的流对象

• • HttpURLConnection

在http协议下的URLConnection，URL与目标资源建立的底层网络连接只有一个，但是可以被多个HttpURLConnection对象共享。

一个HttpURLConnection实例对象只可以向服务器发送一次请求，并且得到服务器的一次响应。调用getInputStream和getInputStream的close方法，关闭的是流对象和所占用的系统资源，并不会关闭底层的网络连接。

• • • disconnect方法

关闭底层的网络连接。

 

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