Java网络编程

对于网络方面的知识在这里不作详细的介绍，读者可以参考《 TCP/IP详解 I II III》等网络书籍。

下面简单的谈下网络通信协议和网络通信协议接口。
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， 传输控制步骤，出错控制等制定标准。
网络通信接口： 为了使两个结点之间能进行对话，必须在它们之间建立通信工具（即接口），使得彼此 之间能进行信息交换。接口包括两部分：
java中提供了两种常见的网络协议支持，TCP/UDP,关于这这两种协议，懂网络基础知识的朋友都知道这两种协议属于OSI（TCP/IP) 中运输层的协议，在TCP/IP中，把OSI简化为四层，其中运输层与应用层直接交互。

下面简单的介绍TCP/UDP协议 :
TCP: 是专门设计用于在不可靠的因特网上提供可靠的，端到端的字节流通信协议，它是一种面向连接的协议。TCP连接是字节流而非报文流。
UDP: 向应用程序提供了了一种发送封装的原始IP数据报（包，分组）的方法，并且发送时无需建立连接，是一种不可靠的连接，但是效率高，广泛的运用在视频传输，语音通话等通信中。

而 Socket 编程是使用最广泛的网络概念套接字使用TCP提供了两台计算机之间的通信机制。 客户端程序创建一个套接字，并尝试连接服务器的套接字。当连接建立时，服务器会创建一个Socket对象。客户端和服务器现在可以通过对Socket对象的写入和读取来进行进行通信。java.net.Socket类代表一个套接字，并java.net.ServerSocket类为服务器程序提供了一种来监听客户端，并与他们建立连接的机制。
以下步骤在两台计算机之间使用套接字建立TCP连接时会出现：
服务器实例化一个ServerSocket对象，表示通过服务器上的端口通信，该对象很像监听器，监听客户端是否有用户来连接。服务器调用 ServerSocket类 的accept（）方法，该方法将一直等待，直到客户端连接到服务器上给定的端口。服务器正在等待时，一个客户端实例化一个Socket对象，指定服务器名称和端口号来请求连接。Socket类的构造函数试图将客户端连接到指定的服务器和端口号。如果通信被建立，则在客户端创建一个Socket对象能够与服务器进行通信。在服务器端，accept()方法返回服务器上一个新的socket引用，该socket连接到客户端的socket。连接建立后，通过使用I/O流在进行通信。每一个socket都有一个输出流和一个输入流。客户端的输出流连接到服务器端的输入流，而客户端的输入流连接到服务器端的输出流。TCP是一个双向的通信协议，因此数据可以通过两个数据流在同一时间发送.以下是一些类提供的一套完整的有用的方法来实现sockets。具体方法详见 java.net包中定义的两个类Scoket和ServerScoket。 （http://docs.oracle.com/javase/8/docs/api/index.html）
以上client与server通信 过程可以简单的用下面的示意图来表示：
                                                                                                           

下面客户端与服务器端进行简单的 TCP协议通信：

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 public class TCPServer {
   public static void main(String[] args){

      try {
         @SuppressWarnings("resource")
         ServerSocket server = new ServerSocket(11111);
         Socket ser = server.accept();
         DataInputStream in = new DataInputStream(ser.getInputStream());
         OutputStream ou = ser.getOutputStream();
         DataOutputStream out = new DataOutputStream(ou);
         out.writeUTF("hi!Client!");
         System.out.println(in.readUTF());
         out.flush();
         out.close();
     } catch (IOException e) {
         // TODO 自动生成的 catch 块
         e.printStackTrace();
     }
   }
 }

 public class TCPClient {
    public static void main(String[] args){

      try {
         @SuppressWarnings("resource")
         Socket client = new Socket("127.0.0.1",11111);
         OutputStream out = client.getOutputStream();
         DataOutputStream data = new DataOutputStream(out);
         DataInputStream inn = new DataInputStream(client.getInputStream());
         System.out.println(inn.readUTF());
         data.writeUTF("hi!server!");
         data.flush();
         data.close();
         inn.close();         client.close();
     } catch (UnknownHostException e) {
         e.printStackTrace();
     } catch (IOException e) {
         e.printStackTrace();
      }
    }
 }

从上面看出，client端发出与ip为127.0.0.1，端口号为11111的服务器进行socket通信，并且对服务器端发出问候，此时服务器端的accept()正在监视11111端口，如果有socket请求，则马上建立连接，并把从客户端发来的信息打印出来，此时服务器端也向客户端发出问候，并打印结果：



上面只是简单的一对一进行通信，可以多个客户端对一个服务器端发出通信请求，  对上面的代码进行修改就可以简单实现，再添加一个客户端类TCPClient1,代码如下：

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 public class TCPServer {
   public static void main(String[] args){

      try {
          @SuppressWarnings("resource")
         ServerSocket server = new ServerSocket(11111);
         while(true){
          Socket ser = server.accept();
         DataInputStream in = new DataInputStream(ser.getInputStream());
         OutputStream ou = ser.getOutputStream();
         DataOutputStream out = new DataOutputStream(ou);
         out.writeUTF("hi!Client!");
         System.out.println(in.readUTF());
         out.flush();
         out.close();
         }

     } catch (IOException e) {
         // TODO 自动生成的 catch 块
         e.printStackTrace();
     }
   }
 }

 public class TCPClient {
      public static void main(String[] args){

          try {
             @SuppressWarnings("resource")
             Socket client = new Socket("127.0.0.1",11111);
             OutputStream out = client.getOutputStream();
             DataOutputStream data = new DataOutputStream(out);
             DataInputStream inn = new DataInputStream(client.getInputStream());
          System.out.println(inn.readUTF());
             data.writeUTF("hi!server!");
             data.flush();
             data.close();
             inn.close();
             client.close();
         } catch (UnknownHostException e) {
             // TODO 自动生成的 catch 块
             e.printStackTrace();
         } catch (IOException e) {
             // TODO 自动生成的 catch 块
             e.printStackTrace();
         }
       }
     }


 public class TCPClient1 {

      public static void main(String[] args){

          try {
             @SuppressWarnings("resource")
             Socket client = new Socket("127.0.0.1",11111);
             OutputStream out = client.getOutputStream();
             DataOutputStream data = new DataOutputStream(out);
             DataInputStream inn = new DataInputStream(client.getInputStream());
          System.out.println(inn.readUTF());
             data.writeUTF("hi!server!");
             data.flush();
             data.close();
             inn.close();
             client.close();
         } catch (UnknownHostException e) {
             // TODO 自动生成的 catch 块
             e.printStackTrace();
         } catch (IOException e) {
             // TODO 自动生成的 catch 块
             e.printStackTrace();
          }
       }
    }

下面谈谈基于UDP协议的网络通信，由于UDP通信是发送的IP数据报,无需建立连接，是一种不可靠的连接，这和TCP通信有很大的区别。

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 public class UDPServer {
   public static void main(String[] args){

      byte b[] = new byte[1000];
      DatagramPacket dp = new DatagramPacket(b, b.length);
          ByteArrayOutputStream by = new ByteArrayOutputStream();
          DataOutputStream byt = new DataOutputStream(by);

         try {
                 DatagramSocket ds = new DatagramSocket(111);
                 ds.receive(dp);
                 ByteArrayInputStream bais = new ByteArrayInputStream(b);
                 DataInputStream dis = new DataInputStream(bais);
                 System.out.println(dis.readUTF());
                 byt.writeUTF("hi!Client!");
                 byte c[] = by.toByteArray();
                 DatagramPacket dpp = new DatagramPacket(c, c.length,new InetSocketAddress("127.0.0.1", 1111));
                 DatagramSocket dss = new DatagramSocket();
                 dss.send(dpp);
                } catch (SocketException e1) {
             // TODO 自动生成的 catch 块
             e1.printStackTrace();
         } catch (IOException e) {
             // TODO 自动生成的 catch 块
             e.printStackTrace();
         }
     }
 }
 public class UDPClient {
    public static void main(String[] args){


      ByteArrayOutputStream w = new ByteArrayOutputStream();
      DataOutputStream ou = new DataOutputStream(w);
      byte d[] = new byte[1000];
      DatagramPacket dpp = new DatagramPacket(d, d.length);


      try {

         DatagramSocket dss = new DatagramSocket(1111);
         ou.writeUTF("hi,Server!");
         byte a[] = w.toByteArray();
         DatagramPacket dp = new DatagramPacket(a, a.length,new InetSocketAddress("127.0.0.1", 111));
         DatagramSocket ds = new DatagramSocket();
         ds.send(dp);
         dss.receive(dpp);
         ByteArrayInputStream bais = new ByteArrayInputStream(d);
         DataInputStream dis = new DataInputStream(bais);
         System.out.println(dis.readUTF());
     } catch (IOException e) {
         // TODO 自动生成的 catch 块
         e.printStackTrace();
      }
    }
 }

以上同样是server与Client端相互通信，和TCP协议通信有很大的区别，其中有很多的细节还需要注意。虽然UDP不需要建立连接，但是在网络传送中，需要告诉它目的主机IP,以及应用程序端口号，然后经过层层的封装，然后由底层物理链路传送比特流。
以上作为个人学习总结，有很多知识没有总结到，比如URL,URI类。上文如有不当或错误之处，请读者指正！谢谢！