尚硅谷2019版Java网络编程笔记

第14章网络编程

网络编程概述

什么是网络编程？

网络编程是通过网络协议实现计算机之间的数据交换。
Java提供了强大的网络编程支持，隐藏了底层细节，开发者可以轻松实现网络通信。

网络编程的核心问题

如何定位网络上的主机：通过IP地址和端口号。
如何高效传输数据：通过协议（如TCP、UDP）进行数据传输。

网络通信要素概述

通信要素

IP地址：唯一标识网络中的主机。
端口号：标识主机上的应用程序。
网络协议：规定数据传输的规则。

网络协议分层

OSI参考模型：理论模型，分为7层。
TCP/IP参考模型：实际应用中的4层模型。

OSI模型	TCP/IP模型	协议示例
应用层	应用层	HTTP、FTP、DNS
传输层	传输层	TCP、UDP
网络层	网络层	IP、ICMP
数据链路层	物理+数据链路层	Ethernet、Wi-Fi

通信要素1：IP和端口号

IP地址

IPv4：4个字节，如192.168.1.1。
IPv6：16个字节，如3ffe:3201:1401:1280:c8ff:fe4d:db39:1984。

端口号

范围：0~65535。
分类：
- 公认端口：0~1023（如HTTP的80端口）。
- 注册端口：1024~49151（如Tomcat的8080端口）。
- 动态端口：49152~65535。

InetAddress类

功能：表示IP地址，支持域名解析。
常用方法：
- getHostName()：获取主机名。
- getHostAddress()：获取IP地址。

InetAddress address = InetAddress.getByName("www.atguigu.com");
System.out.println(address.getHostName());  // 输出域名
System.out.println(address.getHostAddress()); // 输出IP地址

通信要素2：网络协议

TCP vs UDP

特性	TCP	UDP
连接方式	面向连接，可靠	无连接，不可靠
数据大小	无限制	最大64KB
速度	较慢	较快
应用场景	文件传输、邮件	视频流、在线游戏

TCP三次握手

客户端发送SYN报文。
服务器回复SYN+ACK报文。
客户端发送ACK报文，连接建立。

TCP四次挥手

客户端发送FIN报文。
服务器回复ACK报文。
服务器发送FIN报文。
客户端回复ACK报文，连接关闭。

TCP网络编程

客户端步骤

创建Socket对象，连接服务器。
获取输入/输出流，进行数据传输。
关闭Socket。

Socket socket = new Socket("127.0.0.1", 8888);
OutputStream out = socket.getOutputStream();
out.write("Hello".getBytes());
socket.close();

服务器步骤

创建ServerSocket对象，监听端口。
调用accept()方法，等待客户端连接。
获取输入/输出流，进行数据传输。
关闭ServerSocket。

ServerSocket server = new ServerSocket(8888);
Socket socket = server.accept();
InputStream in = socket.getInputStream();
byte[] data = new byte[1024];
int len = in.read(data);
System.out.println(new String(data, 0, len));
server.close();

UDP网络编程

UDP特点

无连接：发送数据前不需要建立连接。
不可靠：不保证数据一定到达。

发送端

DatagramSocket ds = new DatagramSocket();
byte[] data = "Hello".getBytes();
DatagramPacket dp = new DatagramPacket(data, data.length, InetAddress.getByName("127.0.0.1"), 10000);
ds.send(dp);
ds.close();

接收端

DatagramSocket ds = new DatagramSocket(10000);
byte[] buffer = new byte[1024];
DatagramPacket dp = new DatagramPacket(buffer, buffer.length);
ds.receive(dp);
System.out.println(new String(dp.getData(), 0, dp.getLength()));
ds.close();

URL编程

URL类

功能：表示网络资源的地址。
结构：协议://主机名:端口号/路径?参数。

URL url = new URL("http://www.atguigu.com/index.html");
System.out.println(url.getProtocol()); // 输出协议
System.out.println(url.getHost());    // 输出主机名

URLConnection类

功能：与URL建立连接，进行数据读写。

URLConnection conn = url.openConnection();
InputStream in = conn.getInputStream();
byte[] data = new byte[1024];
int len = in.read(data);
System.out.println(new String(data, 0, len));