java学习笔记-网络编程

2021-12-27 09:50:46

目录

一、网络编程入门

网络编程：在网络通信协议下，实现网络互联的不同计算机上运行的程序间可以进行数据交换

1.1、网络编程三要素

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
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的应用程序，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
协议：通过计算机网络可以使多台计算机实现连接，位于同一个网络中的计算机在进行连接和通信时需要遵守一定的规则，这就好比在道路中性色的汽车一定要遵循交通规则一样。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。

1.2、IP地址：是网络中设备的唯一标识

IP地址分为两大类：IPv4 IPv6
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

1.3、InetAddress的使用

为了方便我们对IP地址的获取和操作，Jaca提供了一个类InetAddress供我们使用
InetAddress：此类标识Internet协议（IP）地址
static InetAddress getByName(String host):确定主机名称的IP地址。主机名称可以是机器名称，也可以是IP地址
String getHostName():获取此IP地址的主机名
String getHostAddress():返回文本显示中的IP地址字符串

1.4、端口、协议

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。
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，是无连接通信协议。由于使用UDP协议消耗资源小，通信效率高，所有通常都会用于音频、视频和普通数据的传输。但是在传输重要数据时不建议使用UDP协议
TCP协议：传输控制协议，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，然后再传输数据，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”
三次握手：TCP协议中，在发送数据的准备阶段，客户端与服务器之间的三次交互，以保证连接的可靠
第一次握手，客户端向服务器端发出连接请求，等待服务器确认
第二次握手，服务器端向客户端回送一个响应，通知客户端收到了连接请求
第三次握手，客户端再次向服务器端发送确认信息，确认连接
完成三次握手，连接建立后，客户端和服务器就可以开始进行数据传输了。由于这种面向连接的特征，TCP协议可以保证传输数据的安全。

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Socket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DaragramSocket类作为基于UDP协议的Socket
发送数据的步骤:
1、创建发送端的Socket对象（DatagranmSocket）
2、创建数据，并把数据打包DategramPacket(byte[] buf,int length,InetAddress address,int port)
3、调用DatagramSocket对象的方法发送数据:void send(DatagramSocket p);
4、关闭发送端：void close();
接受数据的步骤：
1、创建接收端的Socket对象(DaragramSocket)：DatagramSocket(int port)
2、创建一个数据包，用于接收数据:DatagramPacket(byte[] buf,int length)
3、调用DatagramSocket对象的方法接收数据:void receive(DatagramPacket p)
4、解析数据包，并把数据在控制台显示:byte[] getData(); int getLength();
5、关闭接收端

2.2、UDP通信程序练习

UDP发送数据：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 UDP;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetAddress;
import java.net.SocketException;

public class SendDemo {
	public static void main(String[] args) throws IOException {
		
		DatagramSocket ds = new DatagramSocket();
		
		System.out.println("输入：");
		BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
		String line;
		while((line = br.readLine()) != null) {
			if("886".equals(line)) {
				break;
			}
			
			byte[] bys = line.getBytes();
			DatagramPacket dp = new DatagramPacket(bys,bys.length,InetAddress.getByName("192.168.2.225"),12345);
			
			ds.send(dp);
		}
		
		ds.close();
		
	}
}

package UDP;

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

public class ReveiveDemo {
	public static void main(String[] args) throws IOException {
		DatagramSocket ds = new DatagramSocket(12345);
		
		
		while(true) {
			
		
			byte[] bys=  new byte[1024];
			DatagramPacket dp = new DatagramPacket(bys,bys.length);
			
			ds.receive(dp);
			
			System.out.println("数据是："+new String(dp.getData(),0,dp.getLength()));
			
			
		}
		
	}
}

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产生IO流来进行网络通信
Java为客户端提供了Socket类，为服务器端提供了ServerSocket类
发送数据的步骤：
1、创建客户端的Socket对象（Socket）：Socket(String host,int port)
2、获取输出流，写数据:OutputStream getOutputStream()
3、释放资源:void close();
接收数据的步骤：
1、创建服务器端的Socket对象（ServerSocket）：ServerSocket（int port）
2、监听客户端连接，返回一个Socket对象：Socket accept();
3、获取输入流，读数据，并把数据显示在控制台:InputStream getInputStream()
4、释放资源:void close();

3.2、TCP案例

package TCP;

import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.Socket;
import java.net.UnknownHostException;

public class ClienDemo {
	public static void main(String[] args) throws UnknownHostException, IOException {
		
		//创建客户端的Socket对象
		Socket s = new Socket("192.168.2.225",10000);
		
		//获取输出流，写数据
		OutputStream os = s.getOutputStream();
		os.write("hello,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();
		
	}
}

package TCP;

import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
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 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
		ss.close();
	}
}
上一篇：Objective-C 基础教程第二章,对C的扩展


下一篇：什么是微服务