第十四章：Java_网络编程

一时失言乱红尘 2022-09-28 13:30 346阅读 0赞

网络编程概述：

Java是 Internet 上的语言，它从语言级上提供了对网络应用程序的支持，程序员能够很容易开发常见的网络应用程序。

Java提供的网络类库，可以实现无痛的网络连接，联网的底层细节被隐藏在 Java 的本机安装系统里，由 JVM 进行控制。并且 Java 实现了一个跨平台的网络库，程序员面对的是一个统一的网络编程环境。

1.要想实现网络传输，需要考虑的问题有哪些？

1.1 如何才能准确的定位网络上的一台主机？
1.2 如何才能进行可靠的、高效的数据传输？

2.Java如何实现的网络通信

  • 2.1使用IP地址—定位一台主机 使用端口号—定位一个应用 ===>InetAddress类

    ①如何创建一个InetAddress的对象？getByName(“”); 比如：InetAddress inet = InetAddress.getByName(“192.168.10.165”);
    ②如何获取本机的一个InetAddress的对象？getLocalHost()
    ③域名：getHostName() ip:getHostAddress()

  • 2.2对应有协议

这里写图片描述

通讯要素1：IP 和 端口号
IP 地址：InetAddress

唯一的标识 Internet 上的计算机
本地回环地址(hostAddress)：127.0.0.1 主机名(hostName)：localhost
不易记忆

端口号标识正在计算机上运行的进程（程序）

不同的进程有不同的端口号
被规定为一个 16 位的整数 0~65535。其中，0~1023被预先定义的服务通信占用（如MySql占用端口3306，http占用端口80等）。除非我们需要访问这些特定服务，否则，就应该使用 1024~65535 这些端口中的某一个进行通信，以免发生端口冲突。

端口号与IP地址的组合得出一个网络套接字。

通讯要素2：网络通信协议
网络通信协议

计算机网络中实现通信必须有一些约定，即通信协议，对速率、传输代码、代码结构、传输控制步骤、出错控制等制定标准。

通信协议分层的思想

由于结点之间联系很复杂，在制定协议时，把复杂成份分解成一些简单的成份，再将它们复合起来。最常用的复合方式是层次方式，即同层间可以通信、上一层可以调用下一层，而与再下一层不发生关系。各层互不影响，利于系统的开发和扩展。

TCP/IP协议簇

  • 传输层协议中有两个非常重要的协议：
    传输控制协议TCP(Transmission Control Protocol)
    用户数据报协议UDP(User Datagram Protocol)。
  • TCP/IP 以其两个主要协议：传输控制协议(TCP)和网络互联协议(IP)而得名，实际上是一组协议，包括多个具有不同功能且互为关联的协议。
  • IP(Internet Protocol)协议是网络层的主要协议，支持网间互连的数据通信。
  • TCP/IP协议模型从更实用的角度出发，形成了高效的四层体系结构，即物理链路层、IP层、传输层和应用层。

TCP和UDP

  • TCP协议：
    使用TCP协议前，须先建立TCP连接，形成传输数据通道
    传输前，采用“三次握手”方式，是可靠的
    TCP协议进行通信的两个应用进程：客户端、服务端
    在连接中可进行大数据量的传输
    传输完毕，需释放已建立的连接，效率低
  • UDP协议：
    将数据、源、目的封装成数据包，不需要建立连接
    每个数据报的大小限制在64K内
    因无需连接，故是不可靠的
    发送数据结束时无需释放资源，速度快

TCP的编程：　　Socket ServerSocket

例子：
1.客户端发送内容给服务端，服务端将内容打印到控制台上。

  1. //TCP编程例一：客户端给服务端发送信息。服务端输出此信息到控制台上
  2. //网络编程实际上就是Socket的编程
  3. public class TestTCP1 { 
  5.     // 客户端
  6.     @Test
  7.     public void client() {
  8.         Socket socket = null;
  9.         OutputStream os = null;
  10.         try {
  11.             // 1.创建一个Socket的对象，通过构造器指明服务端的IP地址，以及其接收程序的端口号
  12.             socket = new Socket(InetAddress.getByName("127.0.0.1"), 9090);
  13.             // 2.getOutputStream()：发送数据，方法返回OutputStream的对象
  14.             os = socket.getOutputStream();
  15.             // 3.具体的输出过程
  16.             os.write("我是客户端，请多关照".getBytes());
  17.         } catch (IOException e) {
  18.             // TODO Auto-generated catch block
  19.             e.printStackTrace();
  20.         } finally {
  21.             // 4.关闭相应的流和Socket对象
  22.             if (os != null) {
  23.                 try {
  24.                     os.close();
  25.                 } catch (IOException e) {
  26.                     // TODO Auto-generated catch block
  27.                     e.printStackTrace();
  28.                 }
  30.             }
  31.             if (socket != null) {
  32.                 try {
  33.                     socket.close();
  34.                 } catch (IOException e) {
  35.                     // TODO Auto-generated catch block
  36.                     e.printStackTrace();
  37.                 }
  39.             }
  40.         }
  42.     }
  44.     // 服务端
  45.     @Test
  46.     public void server() {
  47.         ServerSocket ss = null;
  48.         Socket s = null;
  49.         InputStream is = null;
  50.         try {
  51.             // 1.创建一个ServerSocket的对象，通过构造器指明自身的端口号
  52.             ss = new ServerSocket(9090);
  53.             // 2.调用其accept()方法，返回一个Socket的对象
  54.             s = ss.accept();
  55.             // 3.调用Socket对象的getInputStream()获取一个从客户端发送过来的输入流
  56.             is = s.getInputStream();
  57.             // 4.对获取的输入流进行的操作
  58.             byte[] b = new byte[20];
  59.             int len;
  60.             while ((len = is.read(b)) != -1) {
  61.                 String str = new String(b, 0, len);
  62.                 System.out.print(str);
  63.             }
  64.             System.out.println("收到来自于" + s.getInetAddress().getHostAddress()
  65.                     + "的连接");
  66.         } catch (IOException e) {
  67.             // TODO Auto-generated catch block
  68.             e.printStackTrace();
  69.         } finally {
  70.             // 5.关闭相应的流以及Socket、ServerSocket的对象
  71.             if (is != null) {
  72.                 try {
  73.                     is.close();
  74.                 } catch (IOException e) {
  75.                     // TODO Auto-generated catch block
  76.                     e.printStackTrace();
  77.                 }
  79.             }
  80.             if (s != null) {
  81.                 try {
  82.                     s.close();
  83.                 } catch (IOException e) {
  84.                     // TODO Auto-generated catch block
  85.                     e.printStackTrace();
  86.                 }
  88.             }
  89.             if (ss != null) {
  90.                 try {
  91.                     ss.close();
  92.                 } catch (IOException e) {
  93.                     // TODO Auto-generated catch block
  94.                     e.printStackTrace();
  95.                 }
  97.             }
  98.         }
  99.     }
  100. }

2.客户端发送内容给服务端，服务端给予反馈。

  1. //TCP编程例二：客户端给服务端发送信息，服务端将信息打印到控制台上，同时发送“已收到信息”给客户端
  2. public class TestTCP2 { 
  3.     //客户端
  4.     @Test
  5.     public void client(){
  6.         Socket socket = null;
  7.         OutputStream os = null;
  8.         InputStream is = null;
  9.         try {
  10.             socket = new Socket(InetAddress.getByName("127.0.0.1"),8989);
  11.             os = socket.getOutputStream();
  12.             os.write("我是客户端".getBytes());
  13.             //shutdownOutput():执行此方法，显式的告诉服务端发送完毕！
  14.             socket.shutdownOutput();
  15.             is = socket.getInputStream();
  16.             byte[] b = new byte[20];
  17.             int len;
  18.             while((len = is.read(b)) != -1){
  19.                 String str = new String(b,0,len);
  20.                 System.out.print(str);
  21.             }
  22.         } catch (IOException e) {
  23.             // TODO Auto-generated catch block
  24.             e.printStackTrace();
  25.         }finally{
  26.             if(is != null){
  27.                 try {
  28.                     is.close();
  29.                 } catch (IOException e) {
  30.                     // TODO Auto-generated catch block
  31.                     e.printStackTrace();
  32.                 }
  34.             }
  35.             if(os != null){
  36.                 try {
  37.                     os.close();
  38.                 } catch (IOException e) {
  39.                     // TODO Auto-generated catch block
  40.                     e.printStackTrace();
  41.                 }
  43.             }
  44.             if(socket != null){
  45.                 try {
  46.                     socket.close();
  47.                 } catch (IOException e) {
  48.                     // TODO Auto-generated catch block
  49.                     e.printStackTrace();
  50.                 }
  52.             }
  53.         }
  56.     }
  57.     //服务端
  58.     @Test
  59.     public void server(){
  60.         ServerSocket ss = null;
  61.         Socket s = null;
  62.         InputStream is = null;
  63.         OutputStream os = null;
  64.         try {
  65.             ss = new ServerSocket(8989);
  66.             s = ss.accept();
  67.             is = s.getInputStream();
  68.             byte[] b = new byte[20];
  69.             int len;
  70.             while((len = is.read(b)) != -1){
  71.                 String str = new String(b,0,len);
  72.                 System.out.print(str);
  73.             }
  74.             os = s.getOutputStream();
  75.             os.write("我已收到你的情意".getBytes());
  77.         } catch (IOException e) {
  78.             // TODO Auto-generated catch block
  79.             e.printStackTrace();
  80.         }finally{
  81.             if(os != null){
  82.                 try {
  83.                     os.close();
  84.                 } catch (IOException e) {
  85.                     // TODO Auto-generated catch block
  86.                     e.printStackTrace();
  87.                 }
  89.             }
  90.             if(is != null){
  91.                 try {
  92.                     is.close();
  93.                 } catch (IOException e) {
  94.                     // TODO Auto-generated catch block
  95.                     e.printStackTrace();
  96.                 }
  98.             }
  99.             if(s != null){
  100.                 try {
  101.                     s.close();
  102.                 } catch (IOException e) {
  103.                     // TODO Auto-generated catch block
  104.                     e.printStackTrace();
  105.                 }
  107.             }
  108.             if(ss != null){
  109.                 try {
  110.                     ss.close();
  111.                 } catch (IOException e) {
  112.                     // TODO Auto-generated catch block
  113.                     e.printStackTrace();
  114.                 }
  116.             }
  117.         }
  119.     }
  120. }

3.从客户端发送文件给服务端，服务端保存到本地。并返回“发送成功”给客户端。并关闭相应的连接。

  1. //TCP编程例三：从客户端发送文件给服务端，服务端保存到本地。并返回“发送成功”给客户端。并关闭相应的连接。
  2. //如下的程序，处理异常时，要使用try-catch-finally!!本例仅为了书写方便~
  3. public class TestTCP3 { 
  4.     @Test
  5.     public void client()throws Exception{
  6.         //1.创建Socket的对象
  7.         Socket socket = new Socket(InetAddress.getByName("127.0.0.1"), 9898);
  8.         //2.从本地获取一个文件发送给服务端
  9.         OutputStream os = socket.getOutputStream();
  10.         FileInputStream fis = new FileInputStream(new File("1.jpg"));
  11.         byte[] b = new byte[1024];
  12.         int len;
  13.         while((len = fis.read(b)) != -1){
  14.             os.write(b,0,len);
  15.         }
  16.         socket.shutdownOutput();
  17.         //3.接收来自于服务端的信息
  18.         InputStream is = socket.getInputStream();
  19.         byte[] b1 = new byte[1024];
  20.         int len1;
  21.         while((len1 = is.read(b1)) != -1){
  22.             String str = new String(b1,0,len1);
  23.             System.out.print(str);
  24.         }
  25.         //4.关闭相应的流和Socket对象
  26.         is.close();
  27.         os.close();
  28.         fis.close();
  29.         socket.close();
  30.     }
  31.     @Test
  32.     public void server() throws Exception{
  33.         //1.创建一个ServerSocket的对象
  34.         ServerSocket ss = new ServerSocket(9898);
  35.         //2.调用其accept()方法，返回一个Socket的对象
  36.         Socket s = ss.accept();
  37.         //3.将从客户端发送来的信息保存到本地
  38.         InputStream is = s.getInputStream();
  39.         FileOutputStream fos = new FileOutputStream(new File("3.jpg"));
  40.         byte[] b = new byte[1024];
  41.         int len;
  42.         while((len = is.read(b)) != -1){
  43.             fos.write(b, 0, len);
  44.         }
  45.         System.out.println("收到来自于" + s.getInetAddress().getHostAddress() + "的文件");
  46.         //4.发送"接收成功"的信息反馈给客户端
  47.         OutputStream os = s.getOutputStream();
  48.         os.write("你发送的图片我已接收成功！".getBytes());
  49.         //5.关闭相应的流和Socket及ServerSocket的对象
  50.         os.close();
  51.         fos.close();
  52.         is.close();
  53.         s.close();
  54.         ss.close();
  55.     }
  56. }

UDP的编程： DatagramSocket DatagramPacket

  1. //UDP编程的实现
  2. public class TestUDP { 
  4.     // 发送端
  5.     @Test
  6.     public void send() {
  7.         DatagramSocket ds = null;
  8.         try {
  9.             ds = new DatagramSocket();
  10.             byte[] b = "你好，我是要发送的数据".getBytes();
  11.             //创建一个数据报：每一个数据报不能大于64k，都记录着数据信息，发送端的IP、端口号,以及要发送到
  12.             //的接收端的IP、端口号。
  13.             DatagramPacket pack = new DatagramPacket(b, 0, b.length,
  14.                     InetAddress.getByName("127.0.0.1"), 9090);
  16.             ds.send(pack);
  17.         }catch (IOException e) {
  18.             // TODO Auto-generated catch block
  19.             e.printStackTrace();
  20.         }finally{
  21.             if(ds != null){
  22.                 ds.close();
  24.             }
  25.         }
  27.     }
  29.     // 接收端
  30.     @Test
  31.     public void rceive() {
  32.         DatagramSocket ds = null;
  33.         try {
  34.             ds = new DatagramSocket(9090);
  35.             byte[] b = new byte[1024];
  36.             DatagramPacket pack = new DatagramPacket(b, 0, b.length);
  37.             ds.receive(pack);
  39.             String str = new String(pack.getData(), 0, pack.getLength());
  40.             System.out.println(str);
  41.         }catch (IOException e) {
  42.             // TODO Auto-generated catch block
  43.             e.printStackTrace();
  44.         }finally{
  45.             if(ds != null){
  46.                 ds.close();
  48.             }
  49.         }
  50.     }
  51. }

URL的编程：统一资源定位符一个URL的对象，对应着互联网上一个资源。

我们可以通过URL的对象调用其相应的方法，将此资源读取（“下载”）

  1. //URL:统一资源定位符，一个URL的对象，对应着互联网上一个资源。
  2. //我们可以通过URL的对象调用其相应的方法，将此资源读取（“下载”）
  3. public class TestURL { 
  4.     public static void main(String[] args) throws Exception {
  5.         //1.创建一个URL的对象
  6.         URL url = new URL("http://127.0.0.1:8080/examples/HelloWorld.txt?a=b");//File file = new File("文件的路径");
  7.         /* * public String getProtocol( ) 获取该URL的协议名 public String getHost( ) 获取该URL的主机名 public String getPort( ) 获取该URL的端口号 public String getPath( ) 获取该URL的文件路径 public String getFile( ) 获取该URL的文件名 public String getRef( ) 获取该URL在文件中的相对位置 public String getQuery( ) 获取该URL的查询名 */
  8. // System.out.println(url.getProtocol());
  9. // System.out.println(url.getHost());
  10. // System.out.println(url.getPort());
  11. // System.out.println(url.getFile());
  12. // System.out.println(url.getRef());
  13. // System.out.println(url.getQuery());
  14.         //如何将服务端的资源读取进来:openStream()
  15.         InputStream is = url.openStream();
  16.         byte[] b = new byte[20];
  17.         int len;
  18.         while((len = is.read(b)) != -1){
  19.             String str = new String(b,0,len);
  20.             System.out.print(str);
  21.         }
  22.         is.close();
  23.         //如果既有数据的输入，又有数据的输出，则考虑使用URLConnection
  24.         URLConnection urlConn = url.openConnection();
  25.         InputStream is1 = urlConn.getInputStream();
  26.         FileOutputStream fos = new FileOutputStream(new File("abc.txt"));
  27.         byte[] b1 = new byte[20];
  28.         int len1;
  29.         while((len1 = is1.read(b1)) != -1){
  30.             fos.write(b1, 0, len1);
  31.         }
  32.         fos.close();
  33.         is1.close();
  34.     }
  35. }

小结

  • 位于网络中的计算机具有唯一的IP地址，这样不同的主机可以互相区分。
  • 客户端－服务器是一种最常见的网络应用程序模型。服务器是一个为其客户端提供某种特定服务的硬件或软件。客户机是一个用户应用程序，用于访问某台服务器提供的服务。端口号是对一个服务的访问场所，它用于区分同一物理计算机上的多个服务。套接字用于连接客户端和服务器，客户端和服务器之间的每个通信会话使用一个不同的套接字。TCP协议用于实现面向连接的会话。
  • Java 中有关网络方面的功能都定义在 java.net 程序包中。Java 用 InetAddress 对象表示 IP 地址，该对象里有两个字段：主机名(String) 和 IP 地址(int)。
  • Java 中有关网络方面的功能都定义在 java.net 程序包中。Java 用 InetAddress 对象表示 IP 地址，该对象里有两个字段：主机名(String) 和 IP 地址(int)。
  • 类 URL 和 URLConnection 提供了最高级网络应用。URL 的网络资源的位置来同一表示 Internet 上各种网络资源。通过URL对象可以创建当前应用程序和 URL 表示的网络资源之间的连接，这样当前程序就可以读取网络资源数据，或者把自己的数据传送到网络上去。

发表评论

表情：
评论列表 （有 0 条评论，346人围观）

还没有评论，来说两句吧...

相关阅读

    相关 计算机网络：第四章 网络层

    4.1 网络层提供的两种服务 – 了解即可 网络层向运输层提供两种服务：虚电路服务和数据报服务。鉴于TCP/IP体系的网络层提供的是数据报服务，因此下面我们讨论都是围绕网

    Bertha 。Bertha 。/ 0 赞/ 755 阅读