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Java网络编程

2年前 (2022) 程序员胖胖胖虎阿
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文章目录

  • 网络编程
    • 一、概述
    • 二、IP
    • 三、端口
    • 四、通信协议
      • 4.1、TCP 实现聊天
      • 4.2、TCP实现文件上传
      • 4.3、Tomcat
      • 4.4、UDP
      • 4.5、URL

狂神视频地址

https://www.bilibili.com/video/BV1LJ411z7vY

网络编程

一、概述

信件：

Java网络编程

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（有线性、无线）起来，在网络操作系统，网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下，实现资源共享和信息传递的计算机系统。

网络编程的目的：

  • 传播交流信息
  • 数据交换、通信。

想要达到这个效果，需要什么

  • 如何准确的定位网络上的一台主机 192.168.1.100： 端口，定位到这个计算机上的某个资源。
  • 找到了这个主机，如何传输数据呢？

JavaWeb ： 网页编程 B/S架构

网络编程： TCP/IP C/S架构

网络通信要素

如何实现网络的通信？

通信双方的地址：

  • IP、端口号。
  • 192.168.1.100:8080

规则：网络通信的协议

TCP/IP参考模型

Java网络编程

Java网络编程

小结：

  1. 网络编程中两个主要问题

    • 如何准确定位到网络上的一台或多台主机
    • 找到主机之后如何进行通信

  2. 网络编程中的要素

    • IP 和 端口号
    • 网络通信协议

  3. Java 万物皆对象

二、IP

ip地址：InetAddress

  • 唯一定位一台网络上的计算机
  • 127.0.0.1： 本机localhost
  • ip地址的分类
    • IPV4 / IPv6
      • IPV4 127.0.0.1 4个字节组成，0-255 42亿个 30亿都在北美，亚洲4亿。2011年就用尽
      • IPV6 fe80::e409:5ecf:aa36:83b7%7 ， 128位。8个无符号整数！
    • 公网（互联网）- 私网（局域网）

测试代码

public class TestInetAddress {
   public static void main(String[] args) {
      try {
         //查询本机的ip地址
         InetAddress localhost = InetAddress.getByName("localhost");
         System.out.println(localhost);

         InetAddress localHost = InetAddress.getLocalHost();
         System.out.println(localHost);
         System.out.println("=================");

         //查询网站ip地址
         InetAddress name = InetAddress.getByName("www.baidu.com");
         System.out.println(name);
         System.out.println("=================");

         //常用方法
         //System.out.println(name.getAddress());
         System.out.println(name.getHostAddress()); //获取主机ip地址
         System.out.println(name.getHostName()); // 获取域名
         System.out.println(name.getCanonicalHostName()); //获取规范的主机ip地址
      } catch (UnknownHostException e) {
         e.printStackTrace();
      }

   }
}

三、端口

端口表示计算机上的一个程序的进程。

  • 一栋楼表示一个ip ，这栋楼里面的 门牌号 就是端口号。

  • 不同的进程有不同的端口号！用来区分软件的。

  • 端口被规定为：0-65535

  • TCP ，UDP： 每个都有 0-65535 * 2 ，单个协议下，端口号不能冲突。

  • 端口分类

    • 共有端口0-1023

      • HTTP ： 80

      • HTTPS ：443

      • FTP ： 21

      • Telet ： 23

    • 程序注册端口：1024-49151，分配给用户或者程序

      • Tomcat：8080
      • Mysql：3306
      • Oracle：1521

    • 动态、私有：49152-65535

常见dos命令

netstat -ano #查看所有端口
netstat -ano  | findstr "5900" #查看指定的端口
tasklist | findstr "8696" #查看指定端口的进程
Ctrl + Shift + ESC

四、通信协议

协议：约定，就好比我们现在说的是普通话。

网络通信协议：

  • 速率
  • 传输码率
  • 代码结构
  • 传输控制

问题：非常的复杂

TCP/IP协议簇：实际上是一组协议

重要：

  • TCP：用户传输协议
  • UDP：用户数据报协议

出名的协议：

  • TCP
  • IP

TCP和UDP 对比：

TCP：打电话

  • 连接： 稳定

    • 三次握手

      • A：你愁啥？
      • B：瞅你咋地？
      • A：干一场！

    • 四次挥手

      • A：我要断开了 （我要走了）
      • B：我知道你要断开了（你真的要走了吗？）
      • B：你真的断开了吗？（你真的真的要走了吗？）
      • A：我真的断开了 （我真的要走了）

      Java网络编程

      Java网络编程

  • 客户端，服务端

  • 传输完成，释放连接、效率低

UDP：发短信

  • 不连接，不稳定
  • 客户端、服务端：没有明确的界限
  • 不管有没有准备好，都可以发给你…
  • 导弹
  • DDOS：洪水攻击！（饱和攻击）

4.1、TCP 实现聊天

客户端

  1. 建立连接
  2. 发送消息
/**
 * 客户端
 */
public class TcpClientDemo01 {
   public static void main(String[] args) {
      Socket socket = null;
      OutputStream outputStream = null;
      try {
         // 1. 要知道服务器的地址, 端口号
         InetAddress inetAddress = InetAddress.getByName("127.0.0.1");
         int port = 9999;
         // 2. 创建一个socket连接
         socket = new Socket(inetAddress, port);
         // 3. 发送消息 Io 流
         outputStream = socket.getOutputStream();
         outputStream.write("你好，欢迎学习狂神说Java".getBytes());
      } catch (Exception e) {
         e.printStackTrace();
      } finally {
         if (outputStream != null) {
            try {
               outputStream.close();
            } catch (IOException e) {
               e.printStackTrace();
            }
         }
         if (socket != null) {
            try {
               socket.close();
            } catch (IOException e) {
               e.printStackTrace();
            }
         }
      }
   }
}

服务器

  1. 建立服务连接的端口 ServerSocket
  2. 等待用户的连接 accept
  3. 接收用户信息
/**
 * 服务端
 */
public class TcpServerDemo01 {
   public static void main(String[] args) {
      ServerSocket serverSocket = null;
      Socket socket = null;
      InputStream inputStream = null;
      ByteArrayOutputStream baos = null;
      try {
         // 1. 我得有一个地址
         serverSocket = new ServerSocket(9999);
         while (true) {
            // 2. 等待客户端连接过来
            socket = serverSocket.accept();
            // 3. 读取客户端的消息
            inputStream = socket.getInputStream();

            // 管道流
            baos = new ByteArrayOutputStream();
            byte[] buffer = new byte[1024];
            int len;
            while ((len = inputStream.read(buffer)) != -1) {
               baos.write(buffer, 0, len);
            }

            System.out.println(baos.toString());
         }

         /*
            byte[] buf = new byte[1024];
            int len;
            while ((len = inputStream.read(buf)) != -1) {
               String s = new String(buf, 0, len);
               System.out.println(s);
            }
         */
      } catch (IOException e) {
         e.printStackTrace();
      } finally {
         // 关闭资源
         if (baos != null) {
            try {
               baos.close();
            } catch (IOException e) {
               e.printStackTrace();
            }
         }
         if (inputStream != null) {
            try {
               inputStream.close();
            } catch (IOException e) {
               e.printStackTrace();
            }
         }
         if (socket != null) {
            try {
               socket.close();
            } catch (IOException e) {
               e.printStackTrace();
            }
         }
         if (serverSocket != null) {
            try {
               serverSocket.close();
            } catch (IOException e) {
               e.printStackTrace();
            }
         }
      }
   }
}

4.2、TCP实现文件上传

服务器端

public class TcpServerDemo02 {
   public static void main(String[] args) throws Exception {
      // 1. 创建服务
      ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(9000);
      // 2. 监听客户端的连接
      Socket socket = serverSocket.accept();// 阻塞式监听，会一直等待客户端连接
      // 3. 获取输入流
      InputStream is = socket.getInputStream();

      // 4. 文件输出
      FileOutputStream fos = new FileOutputStream(new File("receive.jpg"));
      byte[] buffer = new byte[1024];
      int len;
      while ((len = is.read(buffer)) != -1) {
         fos.write(buffer, 0, len);
      }

      // 通知客户端我接收完毕了
      OutputStream os = socket.getOutputStream();
      os.write("我接收完毕了，你可以断开了".getBytes());

      // 关闭资源
      fos.close();
      is.close();
      socket.close();
      serverSocket.close();
   }
}

客户端

public class TcpClientDemo02 {
   public static void main(String[] args) throws Exception {
      // 1. 创建一个socket 连接
      Socket socket = new Socket(InetAddress.getByName("127.0.0.1"), 9000);
      // 2. 创建一个输出流
      OutputStream os = socket.getOutputStream();

      // 3. 读取文件
      FileInputStream fis = new FileInputStream(new File("qinjiang.jpg"));
      // 4. 写出文件
      byte[] buffer = new byte[1024];
      int len;
      while ((len = fis.read(buffer)) != -1) {
         os.write(buffer, 0, len);
      }

      // 通知服务器，我已经结束了
      socket.shutdownOutput(); // 我已经传输完了！

      // 确定服务器接收完毕，才能断开连接
      InputStream inputStream = socket.getInputStream();
      ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
      byte[] buffer2 = new byte[2014];
      int len2;
      while ((len2 = inputStream.read(buffer2)) != -1) {
         baos.write(buffer2, 0, len2);
      }
      System.out.println(baos.toString());

      // 5. 关闭资源
      fis.close();
      os.close();
      socket.close();
   }
}

4.3、Tomcat

服务端

  • 自定义 s
  • Tomcat服务器 s

客户端

  • 自定义 c
  • 浏览器 b

4.4、UDP

发送信息

// 不需要连接服务器
public class UdpClientDemo01 {
   public static void main(String[] args) throws Exception {
      // 1. 建立一个socket
      DatagramSocket socket = new DatagramSocket();
      
      // 2. 建个包
      String msg = "你好啊，服务器";
      InetAddress localhost = InetAddress.getByName("localhost");
      int port = 9090;

      // 数据，数据的长度起始，要发送给谁
      DatagramPacket packet = new DatagramPacket(msg.getBytes(), 0, msg.getBytes().length, localhost, port);

      // 3. 发送包
      socket.send(packet);

      // 4. 关闭流
      socket.close();
   }

}

public class UdpServerDemo01 {
   public static void main(String[] args) throws Exception {
      // 发送端口
      DatagramSocket socket = new DatagramSocket(9090);
      // 接收数据包
      byte[] buffer = new byte[1024];
      DatagramPacket packet = new DatagramPacket(buffer, 0, buffer.length);

      socket.receive(packet); // 阻塞接收

      System.out.println(packet.getAddress().getHostAddress());
      System.out.println(new String(packet.getData(), 0, packet.getLength()));

      // 关闭连接
      socket.close();
   }
}

UDP 实现聊天实现

/**
 * 发送端
 */
public class UdpSenderDemo01 {
   public static void main(String[] args) throws Exception {

      DatagramSocket socket = new DatagramSocket(8888);

      // 准备数据：控制台读取 system.in
      BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
      while (true) {
         String data = reader.readLine();
         byte[] datas = data.getBytes();
         DatagramPacket packet = new DatagramPacket(datas, 0, datas.length, new InetSocketAddress("localhost", 6666));

         socket.send(packet);
         if (data.equals("bye")) {
            break;
         }
      }
      socket.close();
   }
}

/**
 * 接收端
 */
public class UdpReceiveDemo01 {
   public static void main(String[] args) throws Exception {
      DatagramSocket socket = new DatagramSocket(6666);
      while (true) {
         // 准备接收包裹
         byte[] container = new byte[1024];
         DatagramPacket packet = new DatagramPacket(container, 0, container.length);
         socket.receive(packet); // 阻塞式接收包裹

         // 断开连接 bye
         byte[] data = packet.getData();
         String receiveData = new String(data, 0, data.length);

         System.out.println(receiveData);

         if (receiveData.trim().equals("bye")) {
            break;
         }
      }
      socket.close();
   }
}

UDP多线程在线咨询

发送方

public class TalkSend implements Runnable {

   DatagramSocket socket = null;
   BufferedReader reader = null;

   private int fromPort;
   private String toIp;
   private int toPort;

   public TalkSend(int fromPort, String toIp, int toPort) {
      this.fromPort = fromPort;
      this.toIp = toIp;
      this.toPort = toPort;

      try {
         socket = new DatagramSocket(fromPort);
         reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
      } catch (SocketException e) {
         e.printStackTrace();
      }
   }

   @Override
   public void run() {
      while (true) {
         String data = null;
         try {
            data = reader.readLine();
            byte[] datas = data.getBytes();
            DatagramPacket packet = new DatagramPacket(datas, 0, datas.length, new InetSocketAddress(toIp, toPort));

            socket.send(packet);
            if (data.equals("bye")) {
               break;
            }
         } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
         }
      }
      socket.close();
   }
}

接收方

public class TalkReceive implements Runnable {
   DatagramSocket socket = null;
   private int port;
   private String msgFrom;

   public TalkReceive(int port, String msgFrom) {
      this.port = port;
      this.msgFrom = msgFrom;
      try {
         socket = new DatagramSocket(port);
      } catch (SocketException e) {
         e.printStackTrace();
      }
   }

   @Override
   public void run() {
      while (true) {
         try {
            // 准备接收包裹
            byte[] container = new byte[1024];
            DatagramPacket packet = new DatagramPacket(container, 0, container.length);
            socket.receive(packet); // 阻塞式接收包裹
            // 断开连接 bye
            byte[] data = packet.getData();
            String receiveData = new String(data, 0, data.length);

            System.out.println(msgFrom + ":" + receiveData);

            if (receiveData.trim().equals("bye")) {
               break;
            }
         } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
         }
      }
      socket.close();
   }
}

两个人都可以是发送方，也都可以是接收方

public class TalkStudent {
   public static void main(String[] args) {
      new Thread(new TalkSend(7777, "localhost", 9999)).start();
      new Thread(new TalkReceive(8888, "老师")).start();
   }
}

public class TalkTeacher {
   public static void main(String[] args) {
      new Thread(new TalkSend(5555, "localhost", 8888)).start();
      new Thread(new TalkReceive(9999, "学生")).start();
   }
}

4.5、URL

https://www.baidu.com

统一资源定位符：定位资源的，定位互联网上的某一个资源

协议://ip地址:端口/项目名/资源

public class URLDemo01 {
   public static void main(String[] args) throws MalformedURLException {
      URL url = new URL("http://localhost:8080/helloword/index.jsp?username=kuangshen&password=123");

      System.out.println(url.getProtocol());   // 协议
      System.out.println(url.getHost());       // 主机ip
      System.out.println(url.getPort());       // 端口
      System.out.println(url.getPath());       // 文件
      System.out.println(url.getFile());       // 全路径
      System.out.println(url.getQuery());      // 参数
   }

下载资源

public class UrlDown {
   public static void main(String[] args) throws Exception {
      // 1. 下载地址
      URL url = new URL("https://m801.music.126.net/20210912224952/de1f02e793808ad718874f47775f8628/jdyyaac/565b/065f/0358/a1cd0e25a815dffcc0c1422398efde9e.m4a");

      // 2. 连接到这个资源
      HttpURLConnection urlConnection = (HttpURLConnection) url.openConnection();

      InputStream inputStream = urlConnection.getInputStream();

      FileOutputStream fos = new FileOutputStream("起风了.m4a");

      byte[] buffer = new byte[1024];
      int len = inputStream.read(buffer);  // 写出这个数据

      while (len != -1) {
         fos.write(buffer, 0, len);
      }

      fos.close();
      inputStream.close();
      urlConnection.disconnect();   // 断开连接
   }
}

完结撒花

版权声明：程序员胖胖胖虎阿 发表于 2022年10月7日 下午4:24。
转载请注明：Java网络编程 | 胖虎的工具箱-编程导航

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