JAVA网络编程

1、计算机网络
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，从而实现信息与资 源共享的计算机系统。

2、网络七成结构



3、网络通信协议

网络通讯协议
计算机网络中的计算机可以相互间进行信息交流。而要进行交 流，就需要具有一定的规则，我们称之为通讯协议。可以认为， 协议就是一种规范。

相关协议：
 HTTP（ HyperText Transfer Protocol ）超文本传输协议
 IP（ Internet Protocol）互联网协议
 TCP（ Transmission Control Protocol）传输控制协议
 UDP（ User Datagram Protocol）用户数据报协议
 FTP（ File Transfer Protocol）文件传输协议

4、TCP/IP协议经常放在一起使用。在TCP/IP协议下，网络通常也 分成如下四层的结构：



5、TCP与UDP
 TCP协议是基于连接的协议，该协议提供点对点的通道，在 两台计算机设备间进行可靠的数据传输。 TCP协议保证一方 发送的数据可以准确的被另一方接收，并且接收数据的顺序 与发送的顺序一致。（ HTTP， FTP）
 UDP协议是基于数据报的协议（不是基于连接的协议），该 协议发送独立的数据报（数据包），各个数据报之间不受影 响。 UDP协议不保证接收端一定会接收到发送端发送的数据 报，同时，也不保证接收数据报

的顺序与发送的顺序一致。 （ ping）

6、IP地址
在计算机网络中，可能会存在多台计算机，我们使用IP地址来区分 每台计算机。可以认为， IP地址就是每台计算机在计算机网络中的 唯一标识。 IP地址使用32位数据来表示。我们习惯上将IP地址分为 4段，每段8位。（ 0~255)

7、端口号
 端口号用来标识不同的程序。端口号使用16位数据来表示。 （ 0~65535）其中， 0~1023端口被常用的系统服务所占用。我 们使用的服务不应使用这些端口。

说明：数据传输时，会携带IP地址与端口号信息。其中， IP地址用 来识别数据传输到哪台计算机，而端口号用来识别，传输到计算 机的哪个应用程序。

8、URL
URL（ Uniform Resource Locator）统一资源定位，为一个字符 串序列，引用网络上的一个资源地址，该地址可以是文件，目 录，数据库查询等。
URL分为两个部分：（二者使用://进行分隔）
 协议标识符 使用哪种协议获取相关资源
 资源名称 资源的详细地址

例如： http://www.somewebsite.com
资源名称的格式取决于所使用的协议，大部分协议的格式如下：
 主机名称
 文件名称（路径）
 端口号
 相关引用

例如： http://127.0.0.1:8080/index.html#bak 说明：通常主机名称与文件名称是必须的，而端口号与相关引 用是可选的。

在Java程序中，使用URL类可以创建一个URL。
绝对URL： URL url = new URL("http://www.google.com");
相对URL： URL url1 = new URL(“http://www.my.com/loc/”);
URL url2 = new URL(url1, “file.zip”);
说明：
 URL是非可变类。

package day19;

import java.net.MalformedURLException;
import java.net.URL;

public class URLMethod {

public static void main(String[] args) {
try {
URL url = new URL("http://127.0.0.1:8800/abc/123.txt?a=1&b=2#bak");
// 返回url的协议。
System.out.println(url.getProtocol());
// 返回主机。
System.out.println(url.getHost());
// 返回端口号。
System.out.println(url.getPort());
// 返回协议默认的端口号。
System.out.println(url.getDefaultPort());
// 返回文件（路径）
System.out.println(url.getPath());
// 返回查询参数
System.out.println(url.getQuery());
// 返回文件路径（包含查询参数）
System.out.println(url.getFile());
// 返回引用
System.out.println(url.getRef());
} catch (MalformedURLException e) {
e.printStackTrace();
}
}

}

　9、案例：通过URL下载文件与操作本地文件。

package day19;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.InputStreamReader;
import java.net.MalformedURLException;
import java.net.URL;

public class URLTest {

public static void main(String[] args) {
try {
URL url = new URL("http://www.baidu.com");
// 返回输入流，可以读取url所定位的资源。
InputStream in = url.openStream();
BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(in));
String s;
while ((s = br.readLine()) != null) {
System.out.println(s);
}
} catch (MalformedURLException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}

}

package day19;

import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.MalformedURLException;
import java.net.URL;

public class Download {

public static void main(String[] args) {
URL url = null;
try {
url = new URL("https://ss0.bdstatic.com/5aV1bjqh_Q23odCf/static/superman/img/logo/bd_logo1_31bdc765.png");
} catch (MalformedURLException e1) {
e1.printStackTrace();
}
try (InputStream in = url.openStream(); OutputStream out = new FileOutputStream("c:/copy.png");) {

int b;
while ((b = in.read()) != -1) {
out.write(b);
}
} catch (MalformedURLException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}

　　

package day19;

import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.MalformedURLException;
import java.net.URL;

public class LocalFile {
public static void main(String[] args) {
OutputStream out = null;
try {
URL url = new URL("file:///c:/copy.png");
InputStream in = url.openStream();
out = new FileOutputStream("c:/copy2.png");
int b;
while ((b = in.read()) != -1) {
out.write(b);
}
} catch (MalformedURLException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
if (out != null) {
try {
out.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
}

　10、URLConnection
当创建URL对象后，就可以通过URL对象的openConnection方 法打开连接，该方法返回一个URLConnection对象。通过调用 URLConnection对象的connect方法与远程指定的资源建立通讯
连接。

说明：通常，我们不需要显式调用connect方法打开连接，当执
行特定的输入输出操作时（例如getInputStream ），连接会自
动打开。

 从URL中读取数据
通过URLConnection类的getInputStream方法可以获得指定URL
的输入流，该方法返回一个InputStream对象。
说明：也可以直接通过URL对象的openStream方法直接获得指
定资源的输入流。

 向URL中写入数据
通过URLConnection类的getOutputStream方法可以获得指定
URL的输出流，该方法返回一个OutputStream对象。通过输出
流对象，我们就可以向服务端写入数据。
说明：客户端的输入流就是服务端的输出流，客户端的输出流
就是服务端的输入流。

package day19;

import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.MalformedURLException;
import java.net.URL;
import java.net.URLConnection;

public class URLConnectionTest {
public static void main(String[] args) {
try {
URL url = new URL("http://www.baidu.com");
// 获得URL连接的对象。获得连接对象不代表已经进行了
// 真正的连接。
URLConnection con = url.openConnection();
// 设置是否可以进行读取资源，默认为true。
con.setDoInput(true);
// 设置是否可以进行写入资源。默认为false。
// 如果我们需要想URL资源写入数据，则需要
// 设置为true。
con.setDoOutput(true);
// setDoInput与setDoOutput需要在连接之间
// 进行设置。(connect之前)
// con.connect();

// 连接URL指定（定位）的资源。当进行获取输入流，
// 输出流操作时，会自动进行连接（如果该连接尚未
// 打开）。
con.connect();

InputStream in = con.getInputStream();
// url.openStream();
// 后续的操作与之前相同

// 获取URL连接（URLConenction）的输出流。
OutputStream out = con.getOutputStream();

} catch (MalformedURLException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}

　　

package day19;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.OutputStreamWriter;
import java.io.PrintWriter;
import java.net.MalformedURLException;
import java.net.URL;
import java.net.URLConnection;
import java.nio.charset.Charset;

public class URLWrite {
public static void main(String[] args) {
try {
// 获得平台使用的编码
// System.out.println(System.getProperty("file.encoding"));
// System.out.println(Charset.defaultCharset());
URL url = new URL("http://127.0.0.1/req");
URLConnection con = url.openConnection();
con.setDoOutput(true);
// 使用转换流改变编码
PrintWriter pw = new PrintWriter(new OutputStreamWriter(con.getOutputStream(), "UTF-8"), true);
pw.println("客户端的请求");
// pw.println("client request");
BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(con.getInputStream(), "UTF-8"));
String rtn = br.readLine();
// System.out.println("服务端的回应：" + rtn);
System.out.println(rtn);
} catch (MalformedURLException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}

　　11、Socket
 网络上的两个程序建立双向的通讯连接，这个连接的一端称
为一个socket，每个socket会绑定一个特定的端口号。客户
端与服务端通过Socket进行数据读取与写入。
 在Java中，使用Socket与ServerSocket类来实现数据的读取
与写入。
说明：相对于URL， Socket是更低层的操作。当连接web时，应
该优先使用URL相关类来实现。

案例：通过Socket与ServerSocket实现客户端与服务端的通讯
（ TCP）。

package day19;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.PrintWriter;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
import java.util.Scanner;

public class Server {
public static void main(String[] args) {
try {
// 监听指定的端口号
ServerSocket server = new ServerSocket(8888);
// 用来接收客户端的请求。该方法在客户端请求到来前
// 会处于阻塞状态。
Socket socket = server.accept();
new Read(socket).start();
new Write(socket).start();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}

}
}

class Read extends Thread {
private Socket socket;

public Read(Socket socket) {
this.socket = socket;
}

@Override
public void run() {
try {
BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
String s;
while ((s = br.readLine()) != null) {
System.out.println(s);
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}

class Write extends Thread {
private Socket socket;

public Write(Socket socket) {
this.socket = socket;
}

@Override
public void run() {

try {
PrintWriter pw = new PrintWriter(socket.getOutputStream(), true);
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
while (scanner.hasNextLine()) {
pw.println(scanner.nextLine());
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}

}
}

　　

package day19;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.PrintWriter;
import java.net.Socket;
import java.net.UnknownHostException;
import java.util.Scanner;

public class Client {
public static void main(String[] args) {
try {
Socket socket = new Socket("127.0.0.1", 8888);
new Read(socket).start();
new Write(socket).start();
} catch (UnknownHostException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}

}
}

　　12、数据报
 数据报是相互独立的信息，通过网络发送。对于接收端，是
否能接收，接收时间，接收的顺序都是不确定的。
 在Java中，使用DatagramSocket类来发送与接收数据报。使
用DatagramPacket类表示数据报（数据报包）。

案例：通过DatagramSocket与DatagramPacket实现客户端与服
务端的通讯。（ UDP）

package day19;

import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.SocketException;

public class UServer {
public static void main(String[] args) {
try {
DatagramSocket ds = new DatagramSocket(8888);
byte[] data = new byte[100];
DatagramPacket dp = new DatagramPacket(data, data.length);
// 接收客户端发送的数据报（数据包）。
// 该方法在接受数据报之前会一直处于阻塞状态。
ds.receive(dp);
// 获得接受的数据
// dp.getData();
// 获得数据的长度。
// dp.getLength();
// 获得发送方的IP
// dp.getAddress();
// 获得发送方的端口号。
// dp.getPort();
System.out.println(new String(dp.getData(), 0, dp.getLength()));
} catch (SocketException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}

　　

package day19;

import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetAddress;
import java.net.SocketException;
import java.net.UnknownHostException;

public class UClient {

public static void main(String[] args) {
try {
DatagramSocket ds = new DatagramSocket();
byte[] b = "你好".getBytes();
InetAddress ip = InetAddress.getByName("127.0.0.1");
DatagramPacket dp = new DatagramPacket(b, b.length, ip, 8888);
// 发送数据报
ds.send(dp);
} catch (SocketException e) {
e.printStackTrace();
} catch (UnknownHostException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}

}

　　13、广播
使用MulticastSocket类实现广播功能。
案例：多客户端发送案例。

package day19;

import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.InetAddress;
import java.net.MulticastSocket;

public class Receiver {

public static void main(String[] args) {
try {
MulticastSocket ms = new MulticastSocket(8888);
InetAddress ip = InetAddress.getByName("224.0.0.1");
// 加入到指定的波段，就可以接收这个波段的广播。
ms.joinGroup(ip);
while (true) {
byte[] data = new byte[100];
DatagramPacket dp = new DatagramPacket(data, data.length);
ms.receive(dp);
System.out.println(new String(dp.getData(), 0, dp.getLength()));
}
// 离开指定的广播组。
// ms.leaveGroup(ip);
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}

　　

package day19;

import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetAddress;
import java.net.SocketException;
import java.net.UnknownHostException;
import java.util.Random;

public class Sender {
public static void main(String[] args) {
try {
DatagramSocket ds = new DatagramSocket();
// 广播的波段，范围限制为224.0.0.0到239.255.255.255，
// 其中224.0.0.0被保留，不能使用。
InetAddress ip = InetAddress.getByName("224.0.0.1");
while (true) {
byte[] data = getData();
DatagramPacket dp = new DatagramPacket(data, data.length, ip, 8888);
ds.send(dp);
Thread.sleep(1000);
}
} catch (SocketException e) {
e.printStackTrace();
} catch (UnknownHostException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}

public static byte[] getData() {
StringBuilder b = new StringBuilder();
Random r = new Random();
for (int i = 0; i < 10; i++) {
int x = 65 + r.nextInt(26);
b.append((char) x);
}
System.out.println(b);
return b.toString().getBytes();
}
}