Java网络编程

例子见Github-JavaSE-Day08

基本概念

网络

多台计算机组成，使用物理线路连接
交换数据，共享资源

网络编程三要素

IP地址：唯一标识网络上每一台计算机，
两台计算机间通信必备要素 ipconfig查看
端口号：计算机中应用程序的编号
有效端口0~65536
系统使用或保留端口0~1024
通信协议：通信的规则 TCP UDP
国际通用协议TCP/IP协议

网络分层模型
网络模型一：
OSI开发系统互联参考模型

网络模型二：
TCP/IP参考模型：Transfer Control Protocol/Internet Protocol传输控制/网际协议
在这里插入图片描述

IP地址表示方法：
IP地址一共32位。
IP地址 = 网络IP + 主机IP

网络ID：标识计算机或网络设备所在网段
主机ID：标识特定主机或网络设备

特殊的IP地址
0.0.0.0：本机更多是阻断和外网的通信
127.0.0.1：本机回环地址，用于本机测试 localhost 可以通信
255.255.255.255：当前子网，一般用于向当前子网广播信息

IP地址所对应的对象–>InetAddress
Java提供了一个对ip地址的访问类java.net.InetAddress。无构造方法。

InetAddressDemo.java

public class InetAddressDemo {
    public static void main(String[] args) throws UnknownHostException {
        InetAddress localHost = InetAddress.getLocalHost();
        System.out.println(localHost); // 主机名+IP地址

    // 自己局域网内（同一网段内）的主机名才能拿到ip地址
    InetAddress inetAdd = InetAddress.getByName("LAPTOP-8VFER8KN");
    System.out.println(inetAdd);

    //拿到百度的ip地址
    InetAddress baidu = InetAddress.getByName("www.baidu.com");
    System.out.println(baidu);
    System.out.println(baidu.getHostAddress());
    System.out.println(baidu.getHostName());
}
}

端口：port
端口是虚拟概念，并不是主机上真的有若干端口。通过端口可以在一个主机上运行多个网络应用程序。

传输协议
UDP：

相当于发短信（有字数限制），不需要建立连接，效率较高但容易丢包
数据报大小限制在64k内
TCP：
相当于打电话，需要建立连接，效率较低但数据传输安全。
三次握手和四次分手。

为什么要三次握手？
如果只是两次握手，至多只有连接发起方的起始序列号能被确认，另一方选择的序列号则得不到确认。
为什么要四次分手？
A、B通信，如果三次分手可能会造成：A端已经释放了资源，但B端的资源没有释放。这就会造成我们对应资源的一种浪费。

视频是用UDP还是TCP？
可以先用TCP建立连接，再用UDP传输数据。视频掉帧影响不大

Socket套接字

网络上两个程序通过一个双向的通信连接实现数据的交换，这个连接的一端(接收数据的地方，接收IO请求的，可以读写数据的地方)称为一个Socket。
比如两台计算机互联，需要个接口，那么这个网线就是socket。两个程序互连，存在网络上，所以是一个逻辑上的概念，相当于虚拟接口。
Socket是Java中定义好的一个类，Java中使用Socket完成TCP程序的开发，使用它可以方便地建立可靠、双向、持续性（消息没发完不可能断）、点对点的通讯连接。
在Socket的程序开发中，服务器端使用ServerSocket等待客户端的连接（ServerSocket相当于是硬件设备）

基于TCP协议的Socket编程

进行网络通信时，Socket需要借助数据流来完成数据的传输工作。

通信双方需要建立连接
连接建立时双方存在主次之分。（先服务端再客户端）

在这里插入图片描述

Socket类
java.net.Socket
双端通信：
客户端向服务端发送数据

先启动服务端，如果先启动客户端会报拒绝连接的错误

如果启动两次服务端也会报错（地址被占用），因为端口只能绑定一次

//Client.java
 // 创建客户端的套接字
Socket client = new Socket("127.0.0.1",10000);
//-------------向外进行输出----------------
// 获取输出流对象
OutputStream outputStream = client.getOutputStream();
// 数据输出
outputStream.write("hello java".getBytes());
/**
 * 或者：
 * // 将输出流对象进行包装
 * DataOutputStream dataOutputStream = new DataOutputStream(outputStream);
 * // 传输数据
 * dataOutputStream.writeUTF("hello,你好");
 */ 
 //--------------接受服务器端返回的消息----------------------
InputStream inputStream = client.getInputStream();
byte[] buf = new byte[1024];
int length = inputStream.read(buf);
System.out.println("服务端的响应数据是："+new String(buf,0,length));

//关闭流操作
inputStream.close();
outputStream.close();
client.close();

// Server.java
 // 创建servertsocket对象
ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(10000);
// 获取服务器的套接字对象
Socket server = serverSocket.accept();
//-------------接受客户端的输入----------------
// 获取输入流对象
InputStream inputStream = server.getInputStream();
byte[] buf = new byte[1024];
int length = inputStream.read(buf);
System.out.println("客户端传输的数据是：" +new String(buf,0,length));
/**
 * 或者：
 *  // 对输入流做包装，包装成DataInputStream
 *  DataInputStream dataInputStream = new DataInputStream*(inputStream);
 *  // 读取对应的数据
 *  String s = dataInputStream.readUTF();
 *  System.out.println(s);
 */  
//-------------向进客户端进行输出----------------
OutputStream outputStream = server.getOutputStream();
// 数据输出
outputStream.write("hello from server".getBytes());

// 关闭流对象
outputStream.close();
inputStream.close();
server.close();
serverSocket.close();

注：

不能自动关闭流，必须手动进行关闭
当数据比较大的时候，需要添加输入输出流完成的标志
shutdownOutput()或者shutdownInput()
如果传输的是对象，需要用到ObjectOutputStream，序列化

IDEA 实现Serializable接口时，自动生成UID值的方法。
File –> Settings –> Editor –> Inspections –> Java –> Serialization issues –> 勾选“Serializable class without ‘serialVersionUID’”
之后选择类名，按”alt + enter”，可以随机生成数字作为UID

基于UDP的网络编程（用的少）

通信双方不需要建立连接
通信双方完全平等

同样需要用到套接字，只不过变成了DatagramSocket（此类表示用于发送和接收数据报数据包的套接字）

DatagramPacket：该类表示数据报包。用于实现无连接传送服务。

UDPClient.java

/**
 * 客户端向服务端传送消息
 * 先后启动无顺序
 */
public class UDPClient {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 创建UDP通信的socket 自己对应的端口
        DatagramSocket datagramSocket = new DatagramSocket(10000);
        // 从控制台读取数据
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        String str = scanner.nextLine();
        // 远程的地址和端口
        DatagramPacket datagramPacket = new DatagramPacket(str.getBytes(),str.length(),
                InetAddress.getByName("localhost"),10001);
        // 发送数据
        datagramSocket.send(datagramPacket);
        datagramSocket.close();
    }
}

UDPServer.java

public class UDPServer {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        DatagramSocket datagramSocket = new DatagramSocket(10001);
        //--------接收数据----------
        byte[] buf = new byte[1024];
        // 用来接收传输过来的数据
        DatagramPacket datagramPacket = new DatagramPacket(buf,buf.length);
        // 利用创建好的数据报包来接收数据
        datagramSocket.receive(datagramPacket);
        // 打印输出信息
        System.out.println(new String(datagramPacket.getData(),0,datagramPacket.getLength()));
        datagramSocket.close();
    }
}