网络基础

1. ip：用于在计算机网络中定位设备

• IPV4，四段0-255，192.168.1.1
• IPV6，128bit，八段，每段四个十六进制数，:分隔

2. port：逻辑端口：0-65535

• 0-1023：OS占用
• 1024-65535，一般应用程序使用
  两台机器通讯就是通过ip+port

3. 保留IP：127.0.0.1本机
4. tracert [目标IP] ：可以查看与目标机器的访问中继
5. 传输层协议：TCP、UDP

一、 TCP(Transmission Control Protocol)

1. 传输控制协议，面向连接的协议
2. 可靠无差错传输
3. 双向字节流传递
   4. TCP编程步骤：

• 服务器：创建一个ServerSocket，等待连接
• 客户机：创建一个Socket，连接到服务器
• 服务器：ServerSocket接收到连接后，创建一个Socket和客户Socket建立专线连接，后续服务器与客户机的对话(这一对Socket)会在一个单独的线程上(服务器端)运行
• 服务器的ServerSocket继续等待连接，返回第一步
  (服务器指的是：软件服务器——实现一定功能、在一个公开的地址上对外提供服务)

5. 重要类
   1. ServerSocket，服务器
   • 需要绑定port
   • 如果有多个网卡，需要绑定一个IP地址
   2. Socket：通道
   • 客户端需要绑定服务端的IP地址和端口Port
   • 客户端向Socket输出流写入数据，送到服务端
   • 客户端从Socket输入流取服务器端传来的数据

   • 服务端反之亦然

     
     
     image.png
6. 服务端可以响应多个客户端：

• 服务端每接受一个客户端，就启动一个独立的线程与之对应
• 客户端或者服务端都可以选择关闭这对Socket通道。

4. 主要方法：

socket s = serverSocket.accept()    //会等待客户端连接，阻塞
s.getInputStream()、s.getOutputStream()
//写数据是字节数据
outPutStream.write(String.getBytes());

使用共享线程池，优化反复创建线程带来的系统开销

二、 UDP(User Datagram Protocol)

1. 用户数据报协议，面向无连接协议
2. 不保证可靠的数据传输
3. 速度快，可以在较差网络下使用
4. UDP：无连接无状态通讯协议

• 发送方发送消息，当接收方恰好在目的地，则可以接收；当接收方不在，则消息就直接被丢失
• 发送方无法得知消息是都发送成功
• 好处：简单、经济、节省

5. 主要方法：
   1. DatagramSocket：通讯的数据管道
   • 方法：send、receive方法(双向)
   • 绑定在IP和Port上
   2. DatagramPacket
   • 集装箱：封装传输的数据
   • 地址标签：要写明目的地的IP+Port
     实例：
     UdpRec：

package UDP;

import java.net.*;
public class UdpRec {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //接收方，端口号为3000
        DatagramSocket ds = new DatagramSocket(3000);
        byte [] buf = new byte[1024];
        //DatagramPacket用来封装接收到的数据
        DatagramPacket dp = new DatagramPacket(buf,1024);

        System.out.println("UdpRec：正在等待消息");
        //调用方法接收消息，当没有接收到消息时会阻塞。
        ds.receive(dp);
        System.out.println("UdpRec：接收到消息");
        String mes = new String(dp.getData(),0,dp.getLength())+" from " + dp.getAddress().getHostAddress()+" : "+ dp.getPort();
        System.out.println(mes);

        String str = "Hello World2";
        DatagramPacket dp2 = new DatagramPacket(str.getBytes(),str.length(),InetAddress.getByName("127.0.0.1"),dp.getPort());
        System.out.println("发送消息：");
        ds.send(dp2);
        System.out.println("结束");

    }
}

UdpSend：

package UDP;

import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetAddress;
import java.net.SocketException;

public class UdpSend {
    public static void main(String[] args) throws IOException, InterruptedException {
        DatagramSocket ds = new DatagramSocket();
        String str = "Hello World";
        //DatagramPacket用来封装接收到的数据
        DatagramPacket dp = new DatagramPacket(str.getBytes(),str.length(), InetAddress.getByName("127.0.0.1"),3000);

        System.out.println("UdpSend：正在发送消息");
        //调用方法接收消息，当没有接收到消息时会阻塞。
        ds.send(dp);
        System.out.println("UdpSend：发送结束");

        Thread.sleep(1000);
//        DatagramSocket ds2 = new DatagramSocket(1024);
        byte [] buf = new byte[1024];
        //DatagramPacket用来封装接收到的数据
        DatagramPacket dp2 = new DatagramPacket(buf,1024);
        System.out.println("接收消息...");
        ds.receive(dp2);
        System.out.println("结束");
        String mes = new String(dp2.getData(),0,dp2.getLength())+" from " + dp2.getAddress().getHostAddress()+" : "+ dp2.getPort();
        System.out.println(mes);
    }
}

三、 HTTP编程

1. 网页访问：

• 客户端浏览器连接到远程服务器(IP+port)
• 浏览器请求下载一个HTML文件，放到本地临时文件夹
• 在浏览器显示本地文件

2. HTTP协议

• 超文本传输协议
• 用于从WWW服务器传输超文本到本地浏览器的传输协议
• 提姆伯纳斯李
• 访问方式：
  a. GET：从服务器获取资源到到客户端。
  b. POST：从客户端向服务器发送数据

3. Java HTTP编程：Java.net包

• 支持模拟成浏览器的方式去访问网页
• URL(Uniform Resource Locator：统一资源定位符)
  关键类URLConnection：
• 获取资源连接的连接器
• 根据URL的openConnection方法获得URLConnection
• connect方法，建立与资源的联系通道

• getInputStream方法，获取资源的内容

  
  
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四、 HTTP Client

1. JDK9之后，自带JDK HTTP Client
2. Apache HttpComponents的HttpClient
3. java.net.http包，java11正式发布

• 主要类：
  HttpClient
  HttpRequest
  HttpResponse

五、 NIO编程(Non-Blocking I/O)

以上HTTP、TCP、UDP都是同步阻塞的，性能较差

1. 何为阻塞I/O？在服务器端接收客户端输入时，服务器端就陷入了阻塞，性能就会比较差