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

1. 使用TCP协议前,须先建立TCP连接,形成传输数据通道
2. 传输前,采用“三次握手"方式,是可靠的
3. TCP协议进行通信的两个应用进程: 客户端、服务端
4. 在连接中可进行大数据量的传输
5. 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

1. 将数据、源、目的封装成数据包,不需要建立连接
2. 每个数据报的大小限制在64K内,不适合传输大量数据
3. 因无需连接,故是不可靠的
4. 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

1. 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
2. netstat -an | more 可以分页显示
3. 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。
4. 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，是随机的文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-651100.html

到了这里，关于Java的网络编程的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容，请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章，希望大家以后多多支持TOY模板网！