java 网络编程 UDP TCP

2021-12-26 04:58:51

网络编程

网络编程主要用于解决计算机与计算机（手机、平板..）之间的数据传输问题。

网络编程: 不需要基于html页面就可以达到数据之间的传输。比如： feiQ , QQ , 微信....
网页编程：就是要基于html页面的基础上进行数据的交互的。比如：珍爱网、 oa(办公自动化)、高考的报告系统...

计算机网络：

分布在不同地域的计算机通过外部设备链接起来达到了消息互通、资源共享的效果就称作为一个计算机网络。
网络通讯的三要素：
   1. IP
   2. 端口号。
   3. 协议.

IP

192.168.10.1
IP地址： IP地址的本质就是一个由32位的二进制数据组成的数据。后来别人为了方便我们记忆IP地址，就把IP地址切成了4份，每份8bit. 2^8 = 0~255
00000000-00000000-00000000-00000000

IP地址 = 网络号+ 主机号。

IP地址的分类：
   A类地址 =一个网络号 + 三个主机号     2^24     *单位
   B类地址 =两个网络号 + 两个主机号    2^16     事业单位（学校、银行..）
   C类地址= 三个网络号 + 一个主机号 2^8       私人使用..

InetAddress(IP类)
常用的获取address对象的方法：
    getLocalHost() 获取本机的IP地址
   getByName("IP或者主机名") 根据一个IP地址的字符串形式或者是一个主机名生成一个IP地址对象。 (用于获取别人的IP地址对象)

getHostAddress() 返回一个IP地址的字符串表示形式。
getHostName() 返回计算机的主机名。

// getLocalHost 获取本机的IP地址对象
        /*
         * InetAddress address = InetAddress.getLocalHost();
         * System.out.println("IP地址："+address.getHostAddress());
         * System.out.println("主机名："+address.getHostName());
         */

        // 获取别人机器的IP地址对象。

        // 可以根据一个IP地址的字符串形式或者是一个主机名生成一个IP地址对象。
        InetAddress address = InetAddress.getByName("YIFAN");
        System.out.println("IP地址：" + address.getHostAddress());
        System.out.println("主机名：" + address.getHostName());

端口

端口号是没有类描述的。
   　　端口号的范围： 0~65535
      从0到1023，   系统紧密绑定于一些服务。
       1024~65535   我们可以使用....

网络通讯的协议：

　　在java中网络通讯业称作为Socket(插座)通讯，要求通讯的两台器都必须要安装Socket。

不同的协议就有不同的插座（Socket）

udp通讯协议

UDP通讯协议的特点：

　　　　1. 将数据极封装为数据包，面向无连接。
2. 每个数据包大小限制在64K中
3. 因为无连接，所以不可靠
4. 因为不需要建立连接，所以速度快
5. udp 通讯是不分服务端与客户端的，只分发送端与接收端。

　　　　比如：物管的对讲机, 飞Q聊天、游戏...

udp协议下的Socket:

　　　　DatagramSocket           (udp插座服务)
DatagramPacket           (数据包类)
DatagramPacket           (buf, length, address, port)
buf:                     发送的数据内容
length :    发送数据内容的大小。
address :             发送的目的IP地址对象
port :                   端口号。

发送端的使用步骤：

　　　　1. 建立udp的服务。
2. 准备数据，把数据封装到数据包中发送。发送端的数据包要带上ip地址与端口号。
3. 调用udp的服务，发送数据。
4. 关闭资源。
发送端demo：

public class Demo1Sender {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 建立udp的服务
        DatagramSocket datagramSocket = new DatagramSocket();
        // 准备数据，把数据封装到数据包中。
        String data = "这个是我第一个udp的例子..";
        // 创建了一个数据包
        DatagramPacket packet = new DatagramPacket(data.getBytes(),
                data.getBytes().length, InetAddress.getLocalHost(), 9090);
        // 调用udp的服务发送数据包
        datagramSocket.send(packet);
        // 关闭资源 ---实际上就是释放占用的端口号
        datagramSocket.close();
    }
}

接收端的使用步骤

　　1. 建立udp的服务
    2. 准备空的数据包接收数据。
    3. 调用udp的服务接收数据。
    4. 关闭资源

接收端demo:

public class Demo1Receive {

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 建立udp的服务 ，并且要监听一个端口。
        DatagramSocket socket = new DatagramSocket(9090);

        // 准备空的数据包用于存放数据。
        byte[] buf = new byte[1024];
        DatagramPacket datagramPacket = new DatagramPacket(buf, buf.length); // 1024
        // 调用udp的服务接收数据
        socket.receive(datagramPacket); // receive是一个阻塞型的方法，没有接收到数据包之前会一直等待。
                                        // 数据实际上就是存储到了byte的自己数组中了。
        System.out.println("接收端接收到的数据："
                + new String(buf, 0, datagramPacket.getLength()));  // getLength()
                                                                    // 获取数据包存储了几个字节。
        // 关闭资源
        socket.close();

    }

}

以上程序分来运行，一个在命令行，一个在Eclipse。

udp是一个不可靠（数据包可能会丢失）的协议

什么情况下数据包会出现丢失呢？
1.带宽不足。
2.cpu的处理能力不足。

public class SafeReceive {
    
    public static void main(String[] args) throws IOException, Exception {
        //建立udp的服务
        DatagramSocket socket = new DatagramSocket(9090);
        
        //建立空的数据包存储数据
        byte[] buf = new byte[1024];
        DatagramPacket packet = new DatagramPacket(buf, buf.length);
        
        //不断接收数据包
        while(true){
            socket.receive(packet);
            System.out.println(new String(buf,0,packet.getLength()));
            Thread.sleep(10);
        }
    }
}

tcp通讯协议

　TCP通讯协议特点：
   1. tcp是基于IO流进行数据的传输的，面向连接。
    2. tcp进行数据传输的时候是没有大小限制的。
    3. tcp是面向连接，通过三次握手的机制保证数据的完整性。可靠协议。
    4. tcp是面向连接的，所以速度慢。
    5. tcp是区分客户端与服务端的。

　　比如：打电话、 QQ\feiQ的文件传输、迅雷下载....

tcp协议下的Socket：
   Socket(客户端) , tcp的客户端一旦启动马上要与服务端进行连接。
   ServerSocket(服务端类)

tcp的客户端使用步骤：
   1. 建立tcp的客户端服务。
   2. 获取到对应的流对象。
   3.写出或读取数据
   4. 关闭资源。

public class Demo1Clinet {
    
    public static void main(String[] args) throws IOException{
        //建立tcp的服务
        Socket socket  = new Socket(InetAddress.getLocalHost(),9090);
        //获取到Socket的输出流对象
        OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();
        //利用输出流对象把数据写出即可。
        outputStream.write("服务端你好".getBytes());
        
        //获取到输入流对象，读取服务端回送的数据。
        InputStream inputStream = socket.getInputStream();
        byte[] buf = new byte[1024];
        int length = inputStream.read(buf);
        System.out.println("客户端接收到的数据："+ new String(buf,0,length));
        
        //关闭资源
        socket.close();        
    }
}

//tcp的服务端
/*
   java.net.BindException:   端口被占用。

ServerSocket的使用步骤
   1. 建立tcp服务端的服务。
   2. 接受客户端的连接产生一个Socket.
   3. 获取对应的流对象读取或者写出数据。
   4. 关闭资源。

//服务端
public class Demo1Server {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //建立Tcp的服务端,并且监听一个端口。
        ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(9090);
        //接受客户端的连接
        Socket socket  =  serverSocket.accept(); //accept()  接受客户端的连接 该方法也是一个阻塞型的方法，没有客户端与其连接时，会一直等待下去。
        //获取输入流对象，读取客户端发送的内容。
        InputStream inputStream = socket.getInputStream();
        byte[] buf = new byte[1024];
        int length = 0;
        length = inputStream.read(buf);
        System.out.println("服务端接收："+ new String(buf,0,length));
        
        //获取socket输出流对象，想客户端发送数据
        OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();
        outputStream.write("客户端你好啊！".getBytes());
        
        
        //关闭资源
        serverSocket.close();
        
    }
    
}

码农公寓