Java的网络编程
网络编程
两台设备之间通过网络实现数据传输，将数据通过网络从一台设备传输到另一台设备
网络
两台或多台设备通过一定物理设备连接起来构成了网络
网络又分为:
- 局域网:覆盖范围最小，仅仅覆盖一个教室或一个机房
- 城域网:覆盖范围较大，可以覆盖一个城市
- 广域网:覆盖范围最大，可以覆盖全国，甚至全球，万维网是广域网的代表
ip 地址
用于唯一标识网络中的每台计算机/主机
查看ip地址: ipconfig
域名
为了方便记忆，解决记ip的困难
将ip地址映射成域名——HTTP协议
端口号
用于标识计算机上某个特定的网络程序，以整数形式，端口范围0~65535[2个字节表示端口 0~2^16-1]，其中0~1024已经被占用
常见的网络程序端口号
tomcat: 8080
mysql: 3306
oracle: 1521
sqlserver: 1433
ssh: 22
ftp: 21
smtp: 25
http: 80
网络通信协议
TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) 的简写，中文译名为传输控制协议/因特网互联协议，又叫网络通讯协议，这个协议是lnternet最基本的协议、Internet国际互联网络的基础，简单地说就是由网络层的IP协议和传输层的TCP协议组成的。
TCP协议:传输控制协议
- 使用TCP协议前,须先建立TCP连接,形成传输数据通道
- 传输前,采用“三次握手"方式,是可靠的
- TCP协议进行通信的两个应用进程: 客户端、服务端
- 在连接中可进行大数据量的传输
- 传输完毕，需释放已建立的连接, 效率低
UDP协议:用户数据协议
- 将数据、源、目的封装成数据包,不需要建立连接
- 每个数据报的大小限制在64K内,不适合传输大量数据
- 因无需连接,故是不可靠的
- 发送数据结束时无需释放资源(因为不是面向连接的)，速度快
InetAddress
方法
getLocalHost 获取本机InetAddress对象
getByName 根据指定主机名/域名获取ip地址对象
getHostName 获取InetAddress对象的主机名
getHostAddress 获取InetAddress对象的地址
public static void main(String[] args) throws UnknownHostException {
//1. 获取本机的InetAddress 对象
InetAddress localHost = InetAddress.getLocalHost();
System.out.println(localHost);//DESKTOP-S4MP84S/192.168.12.1
//2. 根据指定主机名 获取 InetAddress对象
InetAddress host1 = InetAddress.getByName("DESKTOP-S4MP84S");
System.out.println("host1=" + host1);//DESKTOP-S4MP84S/192.168.12.1
//3. 根据域名返回 InetAddress对象, 比如 www.baidu.com 对应
InetAddress host2 = InetAddress.getByName("www.baidu.com");
System.out.println("host2=" + host2);//www.baidu.com / 110.242.68.4
//4. 通过 InetAddress 对象，获取对应的地址
String hostAddress = host2.getHostAddress();//IP 110.242.68.4
System.out.println("host2 对应的ip = " + hostAddress);//110.242.68.4
//5. 通过 InetAddress 对象，获取对应的主机名/或者的域名
String hostName = host2.getHostName();
System.out.println("host2对应的主机名/域名=" + hostName); // www.baidu.com
}
Socket
通信的两端都要有Socket，是两台机器间通信的端点，网络通信其实就是Socket间的通信。
Socket允许程序把网络连接当成一个流，数据在两个Socket间通过IO传输。
TCP
ServerSocket 可以通过 accept() 返回多个Socket[多个客户端连接服务器的并发]
字节流
/**
* 客户端
*/
public class SocketTCP01Client {
public static void main(String[] args) throws IOException {
//1. 连接服务端 (ip , 端口）
//解读: 连接本机的 9999端口, 如果连接成功，返回Socket对象
// 如果链接网络，第一个参数可以改为IP
Socket socket = new Socket(InetAddress.getLocalHost(), 9999);
System.out.println("客户端 socket返回=" + socket.getClass());
//2. 连接上后，生成Socket, 通过socket.getOutputStream()
// 得到 和 socket对象关联的输出流对象
OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();
//3. 通过输出流，写入数据到 数据通道
outputStream.write("hello, server".getBytes());
//4. 关闭流对象和socket, 必须关闭
outputStream.close();
socket.close();
System.out.println("客户端退出.....");
}
}
/**
* 服务端
*/
public class SocketTCP01Server {
public static void main(String[] args) throws IOException {
//1. 在本机 的9999端口监听, 等待连接
// 细节: 要求在本机没有其它服务在监听9999
// 细节：这个 ServerSocket 可以通过 accept() 返回多个Socket[多个客户端连接服务器的并发]
ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(9999);
System.out.println("服务端，在9999端口监听，等待连接..");
//2. 当没有客户端连接9999端口时，程序会 阻塞, 等待连接
// 如果有客户端连接，则会返回Socket对象，程序继续
Socket socket = serverSocket.accept();
System.out.println("服务端 socket =" + socket.getClass());
//
//3. 通过socket.getInputStream() 读取客户端写入到数据通道的数据, 显示
InputStream inputStream = socket.getInputStream();
//4. IO读取
byte[] buf = new byte[1024];
int readLen = 0;
while ((readLen = inputStream.read(buf)) != -1) {
System.out.println(new String(buf, 0, readLen));//根据读取到的实际长度，显示内容.
}
//5.关闭流和socket
inputStream.close();
socket.close();
serverSocket.close();// 最后也需要关闭
}
}
字节流2
/**
* 服务端
*/
@SuppressWarnings({"all"})
public class SocketTCP02Server {
public static void main(String[] args) throws IOException {
//思路
//1. 在本机 的9999端口监听, 等待连接
// 细节: 要求在本机没有其它服务在监听9999
// 细节：这个 ServerSocket 可以通过 accept() 返回多个Socket[多个客户端连接服务器的并发]
ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(9999);
System.out.println("服务端，在9999端口监听，等待连接..");
//2. 当没有客户端连接9999端口时，程序会 阻塞, 等待连接
// 如果有客户端连接，则会返回Socket对象，程序继续
Socket socket = serverSocket.accept();
System.out.println("服务端 socket =" + socket.getClass());
//
//3. 通过socket.getInputStream() 读取客户端写入到数据通道的数据, 显示
InputStream inputStream = socket.getInputStream();
//4. IO读取
byte[] buf = new byte[1024];
int readLen = 0;
while ((readLen = inputStream.read(buf)) != -1) {
System.out.println(new String(buf, 0, readLen));//根据读取到的实际长度，显示内容.
}
//5. 获取socket相关联的输出流
OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();
outputStream.write("hello, client".getBytes());
// 设置结束标记
socket.shutdownOutput();
//6.关闭流和socket
outputStream.close();
inputStream.close();
socket.close();
serverSocket.close();//关闭
}
}
/**
* 客户端，发送 "hello, server" 给服务端
*/
@SuppressWarnings({"all"})
public class SocketTCP02Client {
public static void main(String[] args) throws IOException {
//思路
//1. 连接服务端 (ip , 端口）
//解读: 连接本机的 9999端口, 如果连接成功，返回Socket对象
Socket socket = new Socket(InetAddress.getLocalHost(), 9999);
System.out.println("客户端 socket返回=" + socket.getClass());
//2. 连接上后，生成Socket, 通过socket.getOutputStream()
// 得到 和 socket对象关联的输出流对象
OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();
//3. 通过输出流，写入数据到 数据通道
outputStream.write("hello, server".getBytes());
// 设置结束标记
socket.shutdownOutput();
//4. 获取和socket关联的输入流. 读取数据(字节)，并显示
InputStream inputStream = socket.getInputStream();
byte[] buf = new byte[1024];
int readLen = 0;
while ((readLen = inputStream.read(buf)) != -1) {
System.out.println(new String(buf, 0, readLen));
}
//5. 关闭流对象和socket, 必须关闭
inputStream.close();
outputStream.close();
socket.close();
System.out.println("客户端退出.....");
}
}
字符流
/**
* 客户端，发送 "hello, server" 给服务端， 使用字符流
*/
@SuppressWarnings({"all"})
public class SocketTCP03Client {
public static void main(String[] args) throws IOException {
//思路
//1. 连接服务端 (ip , 端口）
//解读: 连接本机的 9999端口, 如果连接成功，返回Socket对象
Socket socket = new Socket(InetAddress.getLocalHost(), 9999);
System.out.println("客户端 socket返回=" + socket.getClass());
//2. 连接上后，生成Socket, 通过socket.getOutputStream()
// 得到 和 socket对象关联的输出流对象
OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();
//3. 通过输出流，写入数据到 数据通道, 使用字符流
BufferedWriter bufferedWriter = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(outputStream));
bufferedWriter.write("hello, server 字符流");
bufferedWriter.newLine();//插入一个换行符，表示写入的内容结束, 注意，要求对方使用readLine()!!!!
bufferedWriter.flush();// 如果使用的字符流，需要手动刷新，否则数据不会写入数据通道
//4. 获取和socket关联的输入流. 读取数据(字符)，并显示
InputStream inputStream = socket.getInputStream();
BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(inputStream));
String s = bufferedReader.readLine();
System.out.println(s);
//5. 关闭流对象和socket, 必须关闭
bufferedReader.close();//关闭外层流
bufferedWriter.close();
socket.close();
System.out.println("客户端退出.....");
}
}
/**
* 服务端, 使用字符流方式读写
*/
@SuppressWarnings({"all"})
public class SocketTCP03Server {
public static void main(String[] args) throws IOException {
//思路
//1. 在本机 的9999端口监听, 等待连接
// 细节: 要求在本机没有其它服务在监听9999
// 细节：这个 ServerSocket 可以通过 accept() 返回多个Socket[多个客户端连接服务器的并发]
ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(9999);
System.out.println("服务端，在9999端口监听，等待连接..");
//2. 当没有客户端连接9999端口时，程序会 阻塞, 等待连接
// 如果有客户端连接，则会返回Socket对象，程序继续
Socket socket = serverSocket.accept();
System.out.println("服务端 socket =" + socket.getClass());
//
//3. 通过socket.getInputStream() 读取客户端写入到数据通道的数据, 显示
InputStream inputStream = socket.getInputStream();
//4. IO读取, 使用字符流, 老师使用 InputStreamReader 将 inputStream 转成字符流
BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(inputStream));
String s = bufferedReader.readLine();
System.out.println(s);//输出
//5. 获取socket相关联的输出流
OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();
// 使用字符输出流的方式回复信息
BufferedWriter bufferedWriter = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(outputStream));
bufferedWriter.write("hello client 字符流");
bufferedWriter.newLine();// 插入一个换行符，表示回复内容的结束
bufferedWriter.flush();//注意需要手动的flush
//6.关闭流和socket
bufferedWriter.close();
bufferedReader.close();
socket.close();
serverSocket.close();//关闭
}
}
字节流传输文件
/**
* 文件上传的客户端
*/
public class TCPFileUploadClient {
public static void main(String[] args) throws Exception {
//客户端连接服务端 8888，得到Socket对象
Socket socket = new Socket(InetAddress.getLocalHost(), 8888);
//创建读取磁盘文件的输入流
//String filePath = "e:\\qie.png";
String filePath = "e:\\abc.mp4";
BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream(filePath));
// 把文件读到字符数组中!!!!!
// bytes 就是filePath对应的字节数组
byte[] bytes = StreamUtils.streamToByteArray(bis);
//通过socket获取到输出流, 将bytes数据发送给服务端
BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(socket.getOutputStream());
bos.write(bytes); //将文件对应的字节数组的内容，写入到数据通道
bis.close();
socket.shutdownOutput(); //设置写入数据的结束标记
//=====接收从服务端回复的消息=====
InputStream inputStream = socket.getInputStream();
//使用StreamUtils 的方法，直接将 inputStream 读取到的内容 转成字符串
String s = StreamUtils.streamToString(inputStream);
System.out.println(s);
//关闭相关的流
inputStream.close();
bos.close();
socket.close();
}
}
/**
* 文件上传的服务端
*/
public class TCPFileUploadServer {
public static void main(String[] args) throws Exception {
//1. 服务端在本机监听8888端口
ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8888);
System.out.println("服务端在8888端口监听....");
//2. 等待连接
Socket socket = serverSocket.accept();
//3. 读取客户端发送的数据
// 通过Socket得到输入流
BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(socket.getInputStream());
byte[] bytes = StreamUtils.streamToByteArray(bis); // 已然读到数组中了
//4. 将得到 bytes 数组，写入到指定的路径，就得到一个文件了
String destFilePath = "src\\abc.mp4";
BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream(destFilePath));
bos.write(bytes);
bos.close();
// 向客户端回复 "收到图片"
// 通过socket 获取到输出流(字符)
BufferedWriter writer = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(socket.getOutputStream()));
writer.write("收到图片");
writer.flush();//把内容刷新到数据通道
socket.shutdownOutput();//设置写入结束标记
//关闭其他资源
writer.close();
bis.close();
socket.close();
serverSocket.close();
}
}
public class StreamUtils {
/**
* 功能：将输入流转换成byte[]
* @param is
* @return
* @throws Exception
*/
public static byte[] streamToByteArray(InputStream is) throws Exception{
ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();//创建输出流对象
byte[] b = new byte[1024];
int len;
while((len=is.read(b))!=-1){
bos.write(b, 0, len);// 读取道德数据写入bos
}
byte[] array = bos.toByteArray();
bos.close();
return array;
}
/**
* 功能：将InputStream转换成String
* @param is
* @return
* @throws Exception
*/
public static String streamToString(InputStream is) throws Exception{
BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(is));
StringBuilder builder= new StringBuilder();
String line;
while((line=reader.readLine())!=null){ //当读取到 null时，就表示结束
builder.append(line+"\r\n");
}
return builder.toString();
}
}
UDP
类 DatagramSocket 和 DatagramPacket[数据包/数据报]实现了基于UDP协议网络程序
UDP数据报通过数据报套接字DatagramSocket 发送和接收，系统不保证UDP数据报一定能够安全送到，也不能确定什么时候可以抵达
DatagramPacket 对象封装了UDP数据报，在数据报中包含了发送端的IP地址和端口号以及接收端的IP地址和端口号
UDP协议中每个数据报都给出了完整的地址信息，因此无须建立发送方和接收方的连接
/**
* UDP接收端
*/
public class UDPReceiverA {
public static void main(String[] args) throws IOException {
//1. 创建一个 DatagramSocket 对象，准备在9999接收数据
DatagramSocket socket = new DatagramSocket(9999);
//2. 构建一个 DatagramPacket 对象，准备接收数据
// 一个数据包最大 64k
byte[] buf = new byte[1024];
DatagramPacket packet = new DatagramPacket(buf, buf.length);
//3. 调用 接收方法, 将通过网络传输的 DatagramPacket 对象
// 填充到 packet对象
// 如果没有数据包发送到 本机的9999端口, 就会阻塞等待.
System.out.println("接收端A 等待接收数据..");
socket.receive(packet);
//4. 可以把packet 进行拆包，取出数据，并显示.
int length = packet.getLength();//实际接收到的数据字节长度
byte[] data = packet.getData();//接收到数据
String s = new String(data, 0, length);
System.out.println(s);
//===回复信息给B端
//将需要发送的数据，封装到 DatagramPacket对象
data = "好的, 明天见".getBytes();
//说明: 封装的 DatagramPacket对象 data 内容字节数组 , data.length , 主机(IP) , 端口
packet = new DatagramPacket(data, data.length, InetAddress.getByName("192.168.12.1"), 9998);
socket.send(packet);//发送
//5. 关闭资源
socket.close();
System.out.println("A端退出...");
}
}
/**
* 发送端B ====> 也可以接收数据
*/
@SuppressWarnings({"all"})
public class UDPSenderB {
public static void main(String[] args) throws IOException {
//1.创建 DatagramSocket 对象，准备在9998端口 接收数据
DatagramSocket socket = new DatagramSocket(9998);
//2. 将需要发送的数据，封装到 DatagramPacket对象
byte[] data = "hello 明天吃火锅~".getBytes(); //
//说明: 封装的 DatagramPacket对象 data 内容字节数组 , data.length , 主机(IP) , 端口
DatagramPacket packet =
new DatagramPacket(data, data.length, InetAddress.getByName("192.168.12.1"), 9999);
socket.send(packet);
//3.=== 接收从A端回复的信息
//(1) 构建一个 DatagramPacket 对象，准备接收数据
byte[] buf = new byte[1024];
packet = new DatagramPacket(buf, buf.length);
//(2) 调用 接收方法, 将通过网络传输的 DatagramPacket 对象
// 填充到 packet对象
// 如果没有数据包发送到 本机的9998端口, 就会阻塞等待.
socket.receive(packet);
//(3) 可以把packet 进行拆包，取出数据，并显示.
int length = packet.getLength();//实际接收到的数据字节长度
data = packet.getData();//接收到数据
String s = new String(data, 0, length);
System.out.println(s);
//关闭资源
socket.close();
System.out.println("B端退出");
}
}
netstat
netstat -an可以查看当前主机网络情况，包括项口监听情况和网络连接情况netstat -an | more可以分页显示netstat -anb（在管理员状态下运行）可以查看是哪些应用监听该端口。- 外部地址就是 连接 该本地地址和端口号的客户端的IP和端口号。
注意
Listening表示某个端口在监听 Established 表示连接已经建立
如果有一个外部程序(客户端)连接到该端口，就会显示一条连接信息
当客户端连接到服务端后，实际上客户端也是通过一个端口和服务端进行通讯的，这个端口是TCP/IP来分配的，是不确定的，是随机的