第十四章：网络编程

目录

14.1：网络编程概述

14.2：网络通信要素概述

14.3：通信要素1：IP和端口号

       14.3.1：IP

        14.3.2：端口号

14.4：通信要素2：网络协议        

14.5：TCP网络编程

14.6：UDP网络编程

14.7：URL编程

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14.1：网络编程概述

        Java提供的网络类库，可以实现无痛的网络连接，联网的底层细节被隐藏在Java的本机安装系统里，由JVM进行控制。并且Java实现了一个跨平台的网络库，程序员面对的是一个统一的网络编程环境

        计算机网络：

                把分布在不同地理区域的计算机与专门的外部设备用通信线路互连成一个规模大、功能强的网络系统，从而使众多的计算机可以方便的互相传递信息、共享硬件、软件、数据信息等资源

        网络编程的目的：

                直接或间接的通过网络协议与其它计算机实现数据交换，进行通讯

        网络编程中存在的两个主要的问题：

                ①如何准确的定位网络上一台或多台主机；定位主机上的特定的应用

                ②找到主机后如何可靠高效地进行数据传输

14.2：网络通信要素概述

        通信双方地址：

                IP

                端口号

        一定的规则：（即：网络通信协议。有两套参考模型）

                OSI参考模型：模型过于理想化，未能在互联网上进行广泛推广（七层）

                TCP/IP参考模型：事实上的国际标准（四层）

package com.jiayifeng.java;

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

/**
 * author 爱编程的小贾
 * create 2023-10-14 16:06
 *
 * 一：网络编程
 *      1.域名：www.leetcode.com
 */
public class InetAddressTest {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            InetAddress inet1 = InetAddress.getByName("192.168.10.14");
            System.out.println(inet1);

            InetAddress inet2 = InetAddress.getByName("www.atguigu.com");
            System.out.println(inet2);

            InetAddress inet3 = InetAddress.getByName("127.0.0.1");
            System.out.println(inet3);

            InetAddress inet4 = InetAddress.getLocalHost();//获取本机IP
            System.out.println(inet4);

        } catch (UnknownHostException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        } finally {
        }
    }
}

14.3：通信要素1：IP和端口号

       14.3.1：IP

        IP地址：InetAddress

                唯一的标识Internet上的计算机（通信实体）

                本地回环地址（hostAddress）：127.0.0.1  主机名（hostName）：localhost

                IP地址分类方式一：

                        IPV4：四个字节组成，4个0-255

                        IPV6：六个字节组成，6个0-255

                IO地址分类方式二：

                        公网地址（万维网使用）

                        私有地址（局域网使用）。192.168.开头的就是私有地址，专门为组织机构内部使用

                特点：不易记忆

        14.3.2：端口号

        端口号：标识正在计算机上运行的进程（程序）

                不同的进程有不同的端口号

                被规定为一个16位的整数：0~65535

                端口分类：

                        公认端口：0~1023。被预先定义的服务通信占用

                        注册端口：1024~49151。分配给用户进程或应用程序

                        动态端口/私有端口：49152~65535

                端口号与IP地址的组合得出一个网络套接字：Socket

14.4：通信要素2：网络协议        

        网络通信协议：

                计算机网络中实现通信必须有一些约定，即通信协议，对速率、传输代码、代码结构、传输控制结构、传输控制步骤、出错控制等制定标准

        网络通信协议太复杂，因此有了通信协议分层的思想

        传输层协议中有两个非常重要的协议：

                传输控制协议TCP（Transmission Control Protocol）

                        TCP/IP协议以其两个主要协议传输控制协议（TCP）和网络互联协议（IP）而得名，实际上是一组协议，包括多个具有不同功能且护卫关联的协议

                用户数据报协议UDP（User Datagram Protocol）

14.5：TCP网络编程

        客户端：

                自定义

                浏览器

        服务端：

                自定义

                Tomcat服务器

package com.jiayifeng.java;

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;

/**
 * author 爱编程的小贾
 * create 2023-10-14 17:16
 *
 * 一：实现TCP的网络编程
 *      例1：客户端发送信息给服务端，服务端将数据显示在控制台上
 */
public class TCPTest1 {
    @Test
    public void client() {
//        客户端
        Socket socket = null;
        OutputStream os = null;
        try {
//            1.创建Socket对象，指明服务器端的IP和端口号
            InetAddress inet = InetAddress.getByName("127.0.0.1");
            socket = new Socket(inet,8899);
//            2.获取一个输出流，用于输出数据
            os = socket.getOutputStream();
//            3.写出数据的操作
            os.write("你好，我是客户端mm".getBytes());
        } catch (IOException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        } finally {
//            4.资源的关闭
            if(os != null) {
                try {
                    os.close();
                } catch (IOException e) {
                    throw new RuntimeException(e);
                }
            }
            if(socket != null) {
                try {
                    socket.close();
                } catch (IOException e) {
                    throw new RuntimeException(e);
                }
            }
        }

    }

    @Test
    public void server() {
//        服务端
        ServerSocket ss = null;
        Socket socket = null;
        InputStream is = null;
        ByteArrayOutputStream baos = null;
        try {
//            1.创建服务器端的ServerSocket，指明自己的端口号
            ss = new ServerSocket(8899);
//            2.调用accept()表示接收来自客户端的socket
            socket = ss.accept();
//            3.获取输入流
            is = socket.getInputStream();

            baos = new ByteArrayOutputStream();
            byte[] buffer = new byte[5];
            int len;
            while((len = is.read(buffer)) != -1){
                baos.write(buffer,0,len);
            }

            System.out.println(baos.toString());

            System.out.println("收到来自于：" + socket.getInetAddress().getHostName());
        } catch (IOException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        } finally {
//            4.关闭资源
            if(baos != null){
                try {
                    baos.close();
                } catch (IOException e) {
                    throw new RuntimeException(e);
                }
            }
            if(is != null){
                try {
                    is.close();
                } catch (IOException e) {
                    throw new RuntimeException(e);
                }
            }
            if(socket != null){
                try {
                    socket.close();
                } catch (IOException e) {
                    throw new RuntimeException(e);
                }
            }
            if(ss != null){
                try {
                    ss.close();
                } catch (IOException e) {
                    throw new RuntimeException(e);
                }
            }
        }

    }

}

14.6：UDP网络编程

package com.jiayifeng.java;

import org.junit.Test;

import java.io.IOException;
import java.net.*;
import java.security.spec.RSAOtherPrimeInfo;

/**
 * author 爱编程的小贾
 * create 2023-10-14 18:03
 */
public class UDPTest {
    @Test
    public void sender() throws IOException {
//        发送端
        DatagramSocket socket = new DatagramSocket();

        String str = "我是UDP方式发送的导弹";
        byte[] data = str.getBytes();
        InetAddress inet = InetAddress.getLocalHost();
        DatagramPacket packet = new DatagramPacket(data,0,data.length,inet,8090);

        socket.send(packet);

        socket.close();

    }

    @Test
    public void receiver() throws IOException {
//        接收端
        DatagramSocket socket = new DatagramSocket(9090);
        byte[] buffer = new byte[100];
        DatagramPacket packet = new DatagramPacket(buffer,0,buffer.length);

        socket.receive(packet);

        System.out.println(new String(packet.getData(),0,packet.getLength()));

        socket.close();
    }
}

14.7：URL编程

        URL（Uniform Resource Locator）：统一资源定位符，它表示Internet上某一资源的地址

        它是一种具体的URL，即URL可以用来标识一个资源，而且还指明了如何locate这个资源

        通过URL我们可以访问Internet上的各种网络资源，比如最常见的www，ftp站点。浏览器通过解析给定的URL可以在网络上查找相应的文件或其它资源

        URL的基本结构由五部分组成：

                <传输资源>://<主机名>:<端口号>/<文件名>#片段名?参数列表

                        #片段名：即锚点，例如看小说，直接定位到章节

                        参数列表格式：参数名=参数值&参数名=参数值

package com.jiayifeng.java;

import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.net.HttpURLConnection;
import java.net.MalformedURLException;
import java.net.URL;
import java.net.URLConnection;

/**
 * author 爱编程的小贾
 * create 2023-10-14 18:27
 */
public class URLTest1 {
    public static void main(String[] args){
        URLConnection urlConnection = null;
        InputStream is = null;
        FileOutputStream fos = null;
        try {
            URL url1 = new URL("http://localhost:8080/examples/beauty.jpg");

            urlConnection = (HttpURLConnection)url1.openConnection();

            urlConnection.connect();

            is = urlConnection.getInputStream();
            fos = new FileOutputStream("NetworkProgramming\\beauty2.jpg");

            byte[] buffer = new byte[1024];
            int len;
            while((len = is.read(buffer)) != -1){
                fos.write(buffer,0,len);
            }
            System.out.println("下载完成");
        } catch (IOException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        } finally {
            if(is != null){
                try {
                    is.close();
                } catch (IOException e) {
                    throw new RuntimeException(e);
                }
            }
            if(fos != null){
                try {
                    fos.close();
                } catch (IOException e) {
                    throw new RuntimeException(e);
                }
            }
            if(urlConnection != null){
                try {
                    urlConnection.connect();
                } catch (IOException e) {
                    throw new RuntimeException(e);
                }
            }
        }

    }
}