网络编程学习笔记
目录
一：网络编程入门
二：UDP通信程序
三：TCP通信程序
一：网络编程入门
1.1 网络编程概述：
计算机网络
- 是指将地理位置不同的具有独立功能的多台计算机及其外部设备，通过通信线路连接起来，在网络操作系统，网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下，实现资源共享和信息传递的计算机系统。
- 在网络通信协议下，实现网络互连的不同计算机上运行的程序见可以进行数据交换。
1.2 网络编程三要素：
1.2.1：IP地址
要想让网络中的计算机能够相互通信，必须为每台计算机指定一个标识号，通过这个标识号来指定要接收数据的计算机和识别发送的计算机，而IP地址就是这个标识号。也就是设备的标识。
1.2.2：端口
网络的通信，本质上是两个应用程序的通信。每台计算机都有很多应用程序，那么在网络通信时，如何区分这些应用程序呢？如果说IP地址可以唯一标识网络中的设备，那么端口号就可以唯一标识设备中的应用程序了。也就是应用程序的标识。
1.2.3：协议
通过计算机网络可以使多态计算机实现连接，位于同一个网络的计算机在进行连接和通信时需要遵守一定的规则，这就好比在道路中行驶的汽车一定要遵守交通规则一样。在计算机网络中，这些连接和通信的规则被称为网络通信协议，它对数据的传输格式、传输速率、传输步骤等做了统一规定，通信双方必须同时遵守才能完成数据交换，常见的协议有UDP协议和TCP协议。
1.3 IP地址：
IP地址：是网络中设备的唯一标识。
IP地址分为两大类：
- IPv4：是给每个连接在网络上的主机分配一个32bit地址。按照TCP/IP规定，IP地址用二进制来表示，每个IP地址长32bit，也就是4个字节。例如一个采用二进制形式的IP地址是“11000000 10101000 00000001 01000010”，这么长的地址，处理起来太费劲。为了方便使用，IP地址经常被写成十进制的形式，中间使用符号“.”分割不同的字节，可以写成“192.168.1.66”。IP地址的这种表示法叫做“点分十进制表示法”，这显然比1和0容易记。
- IPv6：由于互联网的蓬勃发展，IP地址的需求量愈来愈大，但是网络地址资源优先，使得IP的分配越发紧张。为了扩大地址空间，通过IPv6重新定义地址空间，采用128位地址长度，每16个字节一组，分为8组十六进制数，这样就解决了网络地址资源数量不够的问题。
常用命令：
- ipconfig：查看本机IP地址。
- ping IP地址：检查网络是否连通。
特殊IP地址：127.0.0.1：是回送地址，可以代表本机地址，一般用来测试使用。
1.4 InetAddress的使用：
为了方便我们对IP地址的获取和操作，Java提供了一个来InetAddress供我们使用。
InetAddress：此类表示Internet协议（IP）地址。
import java.net.InetAddress;
import java.net.UnknownHostException;
public class myNet {
public static void main(String[] args) throws UnknownHostException {
InetAddress address=InetAddress.getByName("10.21.224.71");
String name=address.getHostName();//主机名:LAPTOP-UE8ERILD
System.out.println(name);
String ip=address.getHostAddress();//IP地址:10.21.224.71
System.out.println(ip);
}
}1.5 端口：
端口：设备上应用程序的唯一标识。
端口号：用两个字节表示的整数，它的取值范围是0~65535.其中0！1023之间的端口号用于一些知名的网络服务和应用，普通的应用程序需要使用1024以上的端口号。如果端口号被另外一个服务或应用所占用，会导致当前程序启动失败。
1.6 协议：
协议：计算机网络中，连接和通信的规则被称为网络通信协议。
UDP协议：
用户数据报协议（User Dtatgram Protocol）
UDP是无连接通信协议，即在数据传输时，数据的发送端和接收端不建立逻辑连接。简单来说，当一台计算机向另外一台计算机发送数据时，发送端不会确认接收端是否存在，就会发出数据，同样接收端在收到数据时，也不会向发送端反馈是否收到数据。
由于使用UDP协议小号资源小，通信效率高，所以通常都会用于音频、视频和普通数据的传输。
TCP协议：
传输控制协议（Transmission Control Protocol）
TCP协议是面向连接的通信协议，即传输数据之前，在发送端和接收端建立逻辑连接，然后在传输数据，它提供了两台计算机之间可靠无差错的数据传输。在TCP连接中必须要明确客户端与服务器端，由客户端向服务端发出连接请求，每次连接的创建都需要经过“三次握手”。
二：UDP通信程序
2.1 UDP通信原理：
UDP协议是一种不可靠的网络协议，它在通信的两端各建立一个Socke对象，但是这两个Socket只是发送，接收数据的对象。因此对于基于UDP协议的通信双方而言，没有所谓的客户端和服务器的概念。
Java提供了DatagramSocket类作为基于UDP协议的Socket。
2.2 UDP发送数据：
发送数据的步骤：
- 创建发送端的Socket对象（DatagramSocket）
- 创建数据，并把数据打包
- 调用DatagramSocket对象的方法发送数据
- 关闭发送端
import java.io.IOException;
import java.net.*;
public class SendDemo {
public static void main(String[] args) throws IOException {
//创建发送端的Socket对象（DatagramSocket）
//DatagramSocket ds=new DatagramSocket()
//构造数据报套接字并将其绑定到本机主机上的任何可用端口。
DatagramSocket ds=new DatagramSocket();
//创建数据，并把数据打包
//DatagramPacket（byte[] buf,int length,InetAddress address,int port）
//构造一个数据表，发送长度为length的数据包到指定主机上的指定端口号。
byte[] bys="hello,udp,我来了".getBytes();
/*
int length=bys.length;
InetAddress address=InetAddress.getByName("10.21.224.71");
int port=10086;
DatagramPacket dp=new DatagramPacket(bys,length,address,port);
*/
DatagramPacket dp=new DatagramPacket(bys,bys.length,InetAddress.getByName("10.21.224.71"),10086);
//调用DatagramSocket对象的方法发送数据
//void send(DatagramPacket p) 从此套接字发送数据报包
ds.send(dp);
//关闭发送端
//void close() 关闭此数据报套接字
ds.close();
}2.3 UDP接收数据：
接收数据的步骤：
- 创建接收端的Socket对象（DatagramSocket）
- 创建一个数据包，用于接收数据
- 调用DatagramSocket对象的方法接收数据
- 解析数据包，并把数据在控制台显示
- 关闭接收端
注意：电脑的IPv4地址会发生改变，DHCP协议；动态配置ip地址；
话说回来；电脑本身没有ip地址；只有Mac地址； 不过可以手动配置电脑的ip地址（随意配：0.0.0.0 - 255.255.255.255之间都可以；就是能不能用的问题）
一般情况电脑都是自动动态配置ip地址的；也就是说，你连接WLAN或者插入网线的时候，，电脑都会自动获得一个ip地址。
import java.io.IOException;
import java.net.*;
public class SendDemo {
public static void main(String[] args) throws IOException {
//创建发送端的Socket对象（DatagramSocket）
//DatagramSocket ds=new DatagramSocket()
//构造数据报套接字并将其绑定到本机主机上的任何可用端口。
DatagramSocket ds=new DatagramSocket();
//创建数据，并把数据打包
//DatagramPacket（byte[] buf,int length,InetAddress address,int port）
//构造一个数据表，发送长度为length的数据包到指定主机上的指定端口号。
byte[] bys="hello,udp,我来了".getBytes();
int length=bys.length;
InetAddress address=InetAddress.getByName("10.21.216.144");
int port=10086;
DatagramPacket dp=new DatagramPacket(bys,length,address,port);
// DatagramPacket dp=new DatagramPacket(bys,bys.length,InetAddress.getByName("10.21.224.71"),10086);
//调用DatagramSocket对象的方法发送数据
//void send(DatagramPacket p) 从此套接字发送数据报包
ds.send(dp);
//关闭发送端
//void close() 关闭此数据报套接字
ds.close();
}
}2.4 UDP通信程序练习：
按照下面的要求实现程序
- UDP发送程序：数据来自于键盘录入，直到输入的数据是886，发送数据结束。
- UDP接收数据：因为接收端不知道发送端什么时候停止发送，故采用死循环接收。
package package02;
import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.net.*;
import java.util.Scanner;
public class exampleSend {
public static void main(String[] args) throws IOException {
Scanner sc=new Scanner(System.in);
DatagramSocket ds=new DatagramSocket();
//自己封装键盘录入数据
BufferedReader br=new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
String line;
while((line=br.readLine())!=null){
if("886".equals(line)){
//如果数据是886，则跳出循环，停止发送数据
break;
}
//创建数据，并把数据打包
byte[] bye=line.getBytes();
int length=bye.length;
InetAddress inetAddress=InetAddress.getByName("192.168.255.124");
int port=10086;
//数据包
DatagramPacket dp=new DatagramPacket(bye,length,inetAddress,port);
//发送数据
ds.send(dp);
}
//关闭发送端
ds.close();
}
}
三：TCP通信程序
3.1 TCP通信原理：
TCP通信协议是一种可靠的网络协议，它在通信的两端各建立一个Socket对象，从而在通信的两端形成网络虚拟链路，一旦建立了虚拟的网络链路，两端的程序就可以通过虚拟链路进行通信。
Java对基于TCP协议的网络提供了良好的封装，使用Socket对象来代表两端的通信端口，并通过Socket类，为服务器端提供了ServerSocket类。
3.2 TCP发送数据：
发送数据的步骤：
- 创建客户端的Socket对象
- 获取输出流、写数据
- 释放资源
import java.io.IOException;
import java.io.OutputStream;
import java.net.InetAddress;
import java.net.Socket;
import java.net.UnknownHostException;
public class ClientDemo {
public static void main(String[] args) throws IOException {
//创建客户端的Socket对象（Socket）
//Socket(String host, int port) 创建流套接字并将其连接到指定主机上的指定端口号。
Socket s=new Socket("10.21.252.207",10000);
//获取输出流，写数据
//OutputStream getOutputStream() 返回此套接字的输出流
OutputStream os=s.getOutputStream();
os.write("hello,TCP,我来了".getBytes());
//释放资源
s.close();
}
}
3.3 TCP接收数据：
接收数据的步骤：
- 创建服务器端的Socket对象（ServerSocket）
- 获取输入流，读数据，并把数据显示在控制台中
- 释放资源
package package03;
import javax.imageio.IIOException;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.InputStreamReader;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
public class ServerDemo {
public static void main(String[] args) throws IOException {
//创建服务器端的Socket对象（ServerSocket）
//ServerSocket(int port) 创建绑定到指定端口的服务器套接字
ServerSocket ss=new ServerSocket(10000);
//Socket accept()倾听要连接到此套接字并接收它
Socket s=ss.accept();
//获取输入流、读数据，并把数据显示在控制台
InputStream is=s.getInputStream();
byte[] bys=new byte[1024];
int len=is.read(bys);
String data=new String(bys,0,len);
System.out.println("数据是："+data);
//释放资源
s.close();
ss.close();
}
}
3.4 TCP通信程序练习（一）：
客户端：发送数据，接收服务器反馈
服务端：接收数据，给出反馈
客户端：
package package04;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.Socket;
/*
客户端:发送数据，接收服务器反馈
（先写数据--数据，然后在读数据--接收反馈）
*/
public class exampleClient {
public static void main(String[] args) throws IOException {
//创建客户端的Socket对象（Socket）
Socket s = new Socket("192.168.255.124", 10000);
//获取输出流，写数据
OutputStream os = s.getOutputStream();
os.write("hello,TCP,我来了".getBytes());
//接收服务器反馈
InputStream is = s.getInputStream();
byte[] bys = new byte[1024];
int len = is.read(bys);
String data = new String(bys, 0, len);
System.out.println("客户端：" + data);
//释放资源
s.close();
}
}
服务器端：
package package04;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
public class exampleServer {
/*
服务器：接收数据，给出数据
（先读数据--接收数据，在数据--反馈）
*/
public static void main(String[] args) throws IOException {
//创建服务器端的socket对象（ServerSocket）
ServerSocket ss=new ServerSocket(10000);
//监听客户端连接，返回一个Socket对象
Socket s=ss.accept();
//获取输入流、读数据，并把数据显示在控制台
InputStream is=s.getInputStream();
byte[] bys=new byte[1024];
int len=is.read(bys);
String data=new String(bys,0,len);
System.out.println("服务器："+data);
//给出反馈
OutputStream os=s.getOutputStream();
os.write("数据已经收到".getBytes());
//释放资源
// s.close();
ss.close();
}
}
3.5 TCP通信程序练习（二）：
客户端：数据来自于键盘录入，直到输入的数据是886，发送数据约束。
服务端：接收到的数据在控制台输出。
客户端：
package package05;
import java.io.*;
import java.net.Socket;
public class ClientDemo {
/*
客户端
*/
public static void main(String[] args) throws IOException {
/*
//数据来自于键盘录入，直到输入的数据是886，发送数据约束
BufferedReader br=new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
//Scanner sc=new Scanner(System.in);
while (true){
String line;
if((line=br.readLine())!=null){
System.out.println(line);
}
}
*/
//创建客户端Socket对象
Socket s=new Socket("10.21.236.195",10086);
//数据来自于键盘录入，直到输入的数据是886，发送数据约束
BufferedReader br=new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
//封装输出流对象
BufferedWriter bw=new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(s.getOutputStream()));
String line;
while ((line=br.readLine())!=null){
if("886".equals(line)){
break;
}
//获取输出流对象
bw.write(line);
bw.newLine();
bw.flush();
}
//释放资源
s.close();
}
}
服务器端：
package package05;
import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
public class ReceiveDemo {
/*
服务器：接收到的数据在控制台输出
*/
public static void main(String[] args) throws IOException {
//创建服务器Socket对象
ServerSocket ss=new ServerSocket(10086);
//监听客户端的连接，返回一个对应的Socket对象
Socket s=ss.accept();
//获取输出流
BufferedReader br=new BufferedReader(new InputStreamReader(s.getInputStream()));
String line;
while((line=br.readLine())!=null){
System.out.println(line);
}
//释放资源
ss.close();
}
}
3.6 TCP通信程序练习（三）：
客户端：
import java.io.*;
import java.net.Socket;
public class ClientDemo {
/*
客户端
*/
public static void main(String[] args) throws IOException {
//创建客户端Socket对象
Socket s=new Socket("10.21.246.24",10086);
//数据来自于键盘录入，直到输入的数据是886，发送数据约束
BufferedReader br=new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
//封装输出流对象
BufferedWriter bw=new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(s.getOutputStream()));
String line;
while ((line=br.readLine())!=null){
if("886".equals(line)){
break;
}
//获取输出流对象
bw.write(line);
bw.newLine();
bw.flush();
}
//释放资源
s.close();
}
}服务器端：
package package06;
import java.io.*;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
public class ServerDemo {
/*
服务器端:接收到的数据写入文本文件
*/
public static void main(String[] args) throws IOException {
//创建服务器Socket对象
ServerSocket ss=new ServerSocket(10086);
//监听客户端连接，返回一个对应的Socket对象
Socket s=ss.accept();
InputStream is = s.getInputStream();//字节输入流
InputStreamReader isr=new InputStreamReader(is);//字符输入流
BufferedReader br=new BufferedReader(isr); //字符缓冲流，用于接收数据
//把数据写入文本文件
BufferedWriter bw=new BufferedWriter(new FileWriter("mokuai-09//bw.txt"));
String line;
while ((line=br.readLine())!=null){
bw.write(line);
bw.newLine();
bw.flush();
}
//释放资源
s.close();
bw.close();
}
}
3.7 TCP通信程序练习（四）：
客户端：
import java.io.*;
import java.net.Socket;
public class ClientDemo {
/*
客户端:数据来源于文本文件
*/
public static void main(String[] args) throws IOException {
//创建客户端Socket对象
Socket s=new Socket("10.21.246.24",10086);
//封装文本文件的数据
BufferedWriter bw=new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(s.getOutputStream()));
//封装输出流写数据
BufferedReader br=new BufferedReader(new FileReader("mokuai-09//Copy.txt"));
String line;
while ((line=br.readLine())!=null){
bw.write(line);
bw.newLine();
bw.flush();
}
//释放资源
bw.close();
br.close();
s.close();
}
}服务器端：
import java.io.*;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
public class ServerDemo {
/*
服务器端:接收到的数据写入文本文件
*/
public static void main(String[] args) throws IOException {
//创建服务器Socket对象
ServerSocket ss=new ServerSocket(10086);
//监听客户端连接，返回一个对应的Socket对象
Socket s=ss.accept();
InputStream is = s.getInputStream();//字节输入流
InputStreamReader isr=new InputStreamReader(is);//字符输入流
BufferedReader br=new BufferedReader(isr); //字符缓冲流，用于接收数据
//把数据写入文本文件
BufferedWriter bw=new BufferedWriter(new FileWriter("mokuai-09//bw.txt"));
String line;
while ((line=br.readLine())!=null){
bw.write(line);
bw.newLine();
bw.flush();
}
//释放资源
s.close();
bw.close();
}
}3.8 TCP通信程序练习（五）：
客户端：
public class ClientDemo {
/*
客户端:数据来源于文本文件
*/
public static void main(String[] args) throws IOException {
//创建客户端Socket对象
Socket s=new Socket("10.21.203.238",10086);
//封装文本文件的数据
BufferedWriter bw=new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(s.getOutputStream()));
//封装输出流写数据
BufferedReader br=new BufferedReader(new FileReader("mokuai-09//Copy.txt"));
String line;
while ((line=br.readLine())!=null){
bw.write(line);
bw.newLine();
bw.flush();
}
//public void shoutdownOutput()
s.shutdownOutput();
//接收反馈
BufferedReader brClient=new BufferedReader(new InputStreamReader(s.getInputStream()));
String data=brClient.readLine();
System.out.println("服务器的反馈："+data);
//释放资源
bw.close();
br.close();
s.close();
}服务器端：
public class ServerDemo {
/*
服务器端:接收到的数据写入文本文件
*/
public static void main(String[] args) throws IOException {
//创建服务器Socket对象
ServerSocket ss=new ServerSocket(10086);
//监听客户端连接，返回一个对应的Socket对象
Socket s=ss.accept();
InputStream is = s.getInputStream();//字节输入流
InputStreamReader isr=new InputStreamReader(is);//字符输入流
BufferedReader br=new BufferedReader(isr); //字符缓冲流，用于接收数据
//把数据写入文本文件
BufferedWriter bw=new BufferedWriter(new FileWriter("mokuai-09//bw.txt"));
String line;
while ((line=br.readLine())!=null){
bw.write(line);
bw.newLine();
bw.flush();
}
//给出反馈
BufferedWriter bwServer=new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(s.getOutputStream()));
bwServer.write("文件上传成功");
bwServer.newLine();
bwServer.flush();
//释放资源
s.close();
bw.close();
bwServer.close();
}3.9 TCP通信程序练习（六）：
客户端：
import java.io.*;
import java.net.Socket;
public class ClientDemo {
public static void main(String[] args) throws IOException {
//创建客户端Socket对象
Socket s=new Socket("10.21.203.238",10000);
//封装文本文件的数据
BufferedWriter bw=new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(s.getOutputStream()));
//封装输出流写数据
BufferedReader br=new BufferedReader(new FileReader("mokuai-09//Copy.txt"));
String line;
while ((line=br.readLine())!=null){
bw.write(line);
bw.newLine();
bw.flush();
}
//public void shoutdownOutput()
s.shutdownOutput();
//接收反馈
BufferedReader brClient=new BufferedReader(new InputStreamReader(s.getInputStream()));
String data=brClient.readLine();
System.out.println("服务器的反馈："+data);
//释放资源
bw.close();
br.close();
s.close();
}
}服务器端：
import java.io.*;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
public class ServerDemo {
/*
服务器：接收到的数据写入文本文件，给出反馈，代码用线程进行封装，为每一个客户端开启一个线程
*/
public static void main(String[] args) throws IOException {
//创建服务器Socket对选哪个
ServerSocket ss=new ServerSocket(10000);
while(true){
//监听客户端连接，返回一个对应的Socket对象
Socket s=ss.accept();
//为每一个客户端开启一个线程
Thread t1=new Thread(new ServerThread(s));
t1.start();
}
}
}线程类：
package package08;
import java.io.*;
import java.net.Socket;
public class ServerThread implements Runnable{
private Socket s;
public ServerThread(Socket s) {
this.s = s;
}
@Override
public void run() {
//接收数据写到文本文件
try {
BufferedReader br=new BufferedReader(new InputStreamReader(s.getInputStream()));
// BufferedWriter bw=new BufferedWriter(new FileWriter("mokuai-09//bss.txt"));
//解决名称冲突问题：
int count=0;
File file =new File("mokuai-09\\bss["+count+"].txt");
while (file.exists()){
count++;
file =new File("mokuai-09\\bss["+count+"].txt");
}
BufferedWriter bw=new BufferedWriter(new FileWriter(file));
String line;
while((line=br.readLine())!=null){
bw.write(line);
bw.newLine();
bw.flush();
}
//给出反馈
BufferedWriter bwServer=new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(s.getOutputStream()));
bwServer.write("文件上传成功");
bwServer.newLine();
bwServer.flush();
//释放资源
s.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}