Java中网络编程的学习

目录

网络编程概述

网络模型

网络通信三要素:  IP   端口号    通信协议

IP地址(Internet Protocol Address)

端口号

网络通信协议

TCP

三次握手

四次挥手

UDP

TCP编程

  客户端Socket的工作过程包含以下四个基本的步骤:

服务器程序的工作过程包含以下四个基本的步骤:

UDP编程

发送端

接收端,要指定监听的端口


网络编程概述

计算机网络:

     把分布在不同地理区域的具有独立功能的计算机,通过通信设备与线路连接起来,由功能完善的

软件实现资源共享和信息传递的系统。

    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。

网络编程的目的:

     直接或间接地通过网络与其它计算机进行通讯。

网络编程中有两个主要的问题:

  1.如何准确地定位网络上一台或多台主机

  2.找到主机后如何可靠高效地进行数据传输。

网络模型

网络通信三要素:  IP   端口号    通信协议

IP地址(Internet Protocol Address

    IP是指互联网协议地址,又译为网际协议地址.网络中的计算机使用IP地址来进行唯一标识。

    在Windows系统下,打开cmd,输入命令ipconfig,按回车即可查看。

    本地回环地址(hostAddress):127.0.0.1 ,它代表设备的本地虚拟接口。

端口号

   端口号是计算机中的应用程序的一个整数数字标号,用来区分不同的应用程序。

  0 ~ 1024 未被系统使用或保留的端口号,0 ~ 65535为有效的端口号,也就是说我们要对一些程

序定义端口号的时候,要选择1024 ~ 65535范围内的整数数字。

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。

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

      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

      在断开时要进行“四次挥手”

三次握手

而用更通俗的语言来说则是这样:

四次挥手

而用更通俗的语言来说则是这样:

UDP

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

 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编程

利用套接字(Socket)开发网络应用程序早已被广泛的采用,以至于成为事实上的标准。

   通信的两端都要有Socket,是两台机器间通信的端点

   网络通信其实就是Socket间的通信。

   Socket允许程序把网络连接当成一个流,数据在两个Socket间通过IO传输。

  客户端Socket的工作过程包含以下四个基本的步骤:

1.创建 Socket:

    根据指定服务端的 IP 地址或端口号构造 Socket 类对象。若服务器端响应,则建立客户端到服务器的通信线路。若连接失败,会出现异常。

2.打开连接到 Socket 的输入/出流:

    使用 getInputStream()方法获得输入流

    使用 getOutputStream()方法获得输出流,进行数据传输

3.按照一定的协议对 Socket 进行读/写操作:

     通过输入流读取服务器放入线路的信息(但不能读取自己放入线路的信息),通过输出流将信息写入线程。

4.关闭 Socket:

    断开客户端到服务器的连接,释放线路

客户端程序可以使用Socket类创建对象, 创建的同时会自动向服务器方发 起连接
/*
客户端*/
public class Client {public static void main(String[] args) {//创建客户端try {Socket socket=new Socket("127.0.0.1",6666);//连接自己ip为127.0.0.1String s ="你好服务器";OutputStream output=socket.getOutputStream();output.write(s.getBytes());} catch (IOException e) {throw new RuntimeException(e);}}
}

使用包装流输入输出:

public class Client {public static void main(String[] args) {try {Socket socket = new Socket("127.0.0.1",6666);String s = "你好服务器";DataOutputStream dataOutputStream = new DataOutputStream(socket.getOutputStream());dataOutputStream.writeUTF(s);DataInputStream dataInputStream  = new DataInputStream(socket.getInputStream());String s1 = dataInputStream.readUTF();System.out.println(s1);} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}
}

服务器程序的工作过程包含以下四个基本的步骤:

1.调用 ServerSocket(int port) :

      创建一个服务器端套接字,并绑定到指定端口上。用于监听客户端的请求。

2.调用 accept():

     监听连接请求,如果客户端请求连接,则接受连接,返回通信套接字对象。

3.调用 该Socket类对象的 getOutputStream() 和 getInputStream ():

     获取输出流和输入流,开始网络数据的发送和接收。

4.关闭ServerSocket和Socket对象:

     客户端访问结束,关闭通信套接字。

服务器建立 ServerSocket 对象

      ServerSocket 对象负责等待客户端请求建立套接字连接,类似邮局某个窗口中的业务员。也就是说,服务器必须事先建立一个等待客户请求建立套接字连接的ServerSocket对象。

/*
服务器*/
public class Server {public static void main(String[] args) {try {//创建服务器对象ServerSocket serverSocket=new ServerSocket(6666);System.out.println("服务器启动成功");//监听客户端是否向服务器发送链接请求Socket socket= serverSocket.accept();System.out.println("有客户端连接到了服务器");//后续操作InputStream input=socket.getInputStream();byte[]bytes=new byte[100];int size=input.read(bytes);String s=new String(bytes,0,size);System.out.println(s);}catch (IOException e){e.printStackTrace();System.out.println("服务器启动失败,端口已被占用");}}
}

使用包装流输入输出:

public class Server {public static void main(String[] args) {try {System.out.println("服务器开始启动");ServerSocket serverSocket =   new ServerSocket(6666);System.out.println("服务器启动成功");Socket socket = serverSocket.accept();//包装流 直接读到一个字符串DataInputStream dataInputStream = new DataInputStream(socket.getInputStream());String s = dataInputStream.readUTF();System.out.println(s);//从服务器端向客户端发送一个消息String s1 = "你好客户端!";DataOutputStream dataOutputStream = new DataOutputStream(socket.getOutputStream());dataOutputStream.writeUTF(s1);} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}
}

UDP编程

    类 DatagramSocket 和 DatagramPacket 实现了基于 UDP 协议网络程序。

    UDP数据报通过数据报套接字 DatagramSocket 发送和接收,系统不保证UDP数据报一定能够安全送到目的地,也不能确定什么时候可以抵达。

     DatagramPacket 对象封装了UDP数据报,在数据报中包含了发送端的IP地址和端口号以及接收端的IP地址和端口号。

     UDP协议中每个数据报都给出了完整的地址信息,因此无须建立发送方和接收方的连接

流程:

1. DatagramSocket与DatagramPacket

2. 建立发送端,接收端

3. 建立数据报

4. 调用Socket的发送、接收方法

5. 关闭Socket

注意:发送端与接收端是两个独立的运行程序

发送端

/*
发送端*/
public class Send {public static void main(String[] args) throws IOException {//用来发送和接受数据DatagramSocket datagramSocket=new DatagramSocket();
/*public DatagramPacket(byte buf[], int offset, int length,InetAddress address, int port) {  参数分别为字节数组,从哪里开始发送 ,发送多长 ,用一个类来分装IP地址,端口setData(buf, offset, length);setAddress(address);setPort(port);}*/byte []bytes="你好".getBytes();//数据报DatagramPacket datagramPacket=new DatagramPacket(bytes,0,bytes.length, InetAddress.getByName("127.0.0.1"),6666);//发送datagramSocket.send(datagramPacket);System.out.println("发送完成");}
}

接收端,要指定监听的端口

/*
接收端*/
public class Receive {public static void main(String[] args) throws IOException {//用来发送和接受数据DatagramSocket datagramSocket=new DatagramSocket(6666);//创建一个接受的数据报byte[]bytes=new byte[100];DatagramPacket datagramPacket=new DatagramPacket(bytes,0,bytes.length);//接受datagramSocket.receive(datagramPacket);String s=new String(bytes,0,datagramPacket.getLength());//datagramPacket.getLength()接受到数据的实际长度}
}

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