java网络编程
一、网络通信协议(稍微了解)
网络通信协议有很多种,目前应用最广泛的是TCP/IP协议(Transmission Control Protocal/Internet Protoal传输
控制协议/英特网互联协议)
在进行数据传输时,要求发送的数据与收到的数据完全一样,这时,就需要在原有的数据上添加很多信息,
以保证数据在传输过程中数据格式完全一致。TCP/IP协议的层次结构比较简单,共分为四层,如图所示:
链路层:链路层是用于定义物理传输通道,通常是对某些网络连接设备的驱动协议,例如针对光纤、网线提供的驱动。
网络层:网络层是整个TCP/IP协议的核心,它主要用于将传输的数据进行分组,将分组数据发送到目标计算机或者网络。
传输层:主要使网络程序进行通信,在进行网络通信时,可以采用TCP协议,也可以采用UDP(User Daragram Protocal)协议。
应用层:主要负责应用程序的协议,例如HTTP协议、FTP协议等。
IP地址和端口(重点了解)
提一个特别的本机回环地址:
win + R——> 输入:cmd——>输入:ping 127.0.0.1
就是访问本机地址,自己找自己
端口号:
逻辑端口,由操作系统负责,对每个程序进行分配
通过IP地址可以连接到指定计算机,但如果想访问目标计算机中的某个应用程序,还需要指定端口号。
在计算机中,不同的应用程序是通过端口号区分的。
端口号是用两个字节(16位的二进制数)表示的,它的取值范围是0~65535,
其中,0~1023之间的端口号用于一些知名的网络服务和应用,用户的普通应用程序需要使用1024以上的端口号,从而避免端口号被另外一个应用或服务所占用
InetAddress类
/*
* 表示互联网中的IP地址
* java.net.InetAddress
* 静态方法
* static InetAddress getLocalHost() LocalHost本地主机
* 返回本地主机,返回值InetAddress对象
*
* static InetAddress getByName(String hostName)传递主机名,获取IP地址对象
*
* 非静态方法
* String getHoustAddress()获取主机IP地址
* String getHoustName()获取主机名
*
*/
package web_code;
import java.net.InetAddress;
import java.net.UnknownHostException;
public class TCP_IP {
public static void main(String args[]) {
try {
function();
} catch (UnknownHostException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
public static void function() throws UnknownHostException {
InetAddress inet = InetAddress.getLocalHost();
System.out.println(inet);
String ip=inet.getHostAddress();
String name=inet.getHostName();
System.out.println(ip+" "+name);
InetAddress byname=InetAddress.getByName(name);//传递主机名,获取IP地址对象
System.out.println(byname);
}
}
IP地址的验证可以通过:
win + R——> 输入:cmd——>输入:ipconfig
二、UDP与TCP协议(重点了解)
UDP协议
- A:UDP协议
- a:UDP协议概述:
UDP是无连接通信协议,即在数据传输时,数据的发送端和接收端不建立逻辑连接。
简单来说,当一台计算机向另外一台计算机发送数据时,发送端不会确认接收端是否存在,就会发出数据,同样接收端在收到数据时,也不会向发送端反馈是否收到数据。 - b:UDP协议特点:
由于使用UDP协议消耗资源小,通信效率高,所以通常都会用于音频、视频和普通数据的传输例如视频会议都使用UDP协议,
因为这种情况即使偶尔丢失一两个数据包,也不会对接收结果产生太大影响。
(简单点的理解是:发送端发送信息的时候不会在意接受端是否能够即使反馈,可以想象成手机短信,你发短信过去,但是对方可能要过好几个小时回复,所以有时候在发送数据的时候会丢失数据,但通信效率高)
TCP协议
- A:TCP协议
TCP协议是面向连接的通信协议,即在传输数据前先在发送端和接收端建立逻辑连接,然后再传输数据,它提供了两台计算机之间可靠无差错的数据传输。
在TCP连接中必须要明确客户端与服务器端,
由客户端向服务端发出连接请求,每次连接的创建都需要经过“三次握手”。
第一次握手,客户端向服务器端发出连接请求,等待服务器确认
第二次握手,服务器端向客户端回送一个响应,通知客户端收到了连接请求
第三次握手,客户端再次向服务器端发送确认信息,确认连接
(同样区别于UDP,TCP就正正相反,可以想象成打电话,一方要接听才能传输数据,所以保证了通信传递的正确性,但是通信效率会比较低,对方可能没接起来)
三、UDP通信
直接看程序
import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetAddress;
/*
* 实现UDP协议的发送端:
* 实现封装数据的类 java.net.DatagramPacket 将你的数据包装
* 实现数据传输的类 java.net.DatagramSocket 将数据包发出去
*
* 实现步骤:
* 1. 创建DatagramPacket对象,封装数据, 接收的地址和端口
* 2. 创建DatagramSocket
* 3. 调用DatagramSocket类方法send,发送数据包
* 4. 关闭资源
*
* DatagramPacket构造方法:
* DatagramPacket(byte[] buf, int length, InetAddress address, int port)
*
* DatagramSocket构造方法:
* DatagramSocket()空参数
* 方法: send(DatagramPacket d)
*
*/
public class UDPSend {
public static void main(String[] args) throws IOException{
//创建数据包对象,封装要发送的数据,接收端IP,端口
byte[] date = "你好UDP".getBytes();
//创建InetAddress对象,封装自己的IP地址
InetAddress inet = InetAddress.getByName("127.0.0.1");
DatagramPacket dp = new DatagramPacket(date, date.length, inet,7000);
//创建DatagramSocket对象,数据包的发送和接收对象
DatagramSocket ds = new DatagramSocket();
//调用ds对象的方法send,发送数据包
ds.send(dp);
//关闭资源
ds.close();
}
}
import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
/*
* 实现UDP接收端
* 实现封装数据包 java.net.DatagramPacket 将数据接收
* 实现输出传输 java.net.DatagramSocket 接收数据包
*
* 实现步骤:
* 1. 创建DatagramSocket对象,绑定端口号
* 要和发送端端口号一致
* 2. 创建字节数组,接收发来的数据
* 3. 创建数据包对象DatagramPacket
* 4. 调用DatagramSocket对象方法
* receive(DatagramPacket dp)接收数据,数据放在数据包中
* 5. 拆包
* 发送的IP地址
* 数据包对象DatagramPacket方法getAddress()获取的是发送端的IP地址对象
* 返回值是InetAddress对象
* 接收到的字节个数
* 数据包对象DatagramPacket方法 getLength()
* 发送方的端口号
* 数据包对象DatagramPacket方法 getPort()发送端口
* 6. 关闭资源
*/
public class UDPReceive {
public static void main(String[] args)throws IOException {
//创建数据包传输对象DatagramSocket 绑定端口号
DatagramSocket ds = new DatagramSocket(7000);
//创建字节数组
byte[] data = new byte[1024];
//创建数据包对象,传递字节数组
DatagramPacket dp = new DatagramPacket(data, data.length);
//调用ds对象的方法receive传递数据包
ds.receive(dp);
//获取发送端的IP地址对象
String ip=dp.getAddress().getHostAddress();
//获取发送的端口号
int port = dp.getPort();
//获取接收到的字节个数
int length = dp.getLength();
System.out.println(new String(data,0,length)+"..."+ip+":"+port);
ds.close();
}
}
以上程序稍微修改就可以进行打字聊天。
四、TCP通信
同上直接上程序
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.Socket;
/*
* 实现TCP客户端,连接到服务器
* 和服务器实现数据交换
* 实现TCP客户端程序的类 java.net.Socket
*
* 构造方法:
* Socket(String host, int port) 传递服务器IP和端口号
* 注意:构造方法只要运行,就会和服务器进行连接,连接失败,抛出异常
*
* OutputStream getOutputStream() 返回套接字的输出流
* 作用: 将数据输出,输出到服务器
*
* InputStream getInputStream() 返回套接字的输入流
* 作用: 从服务器端读取数据
*
* 客户端服务器数据交换,必须使用套接字对象Socket中的获取的IO流,自己new流,不行
*/
public class TCPClient {
public static void main(String[] args)throws IOException {
//创建Socket对象,连接服务器
Socket socket = new Socket("127.0.0.1", 8888);
//通过客户端的套接字对象Socket方法,获取字节输出流,将数据写向服务器
OutputStream out = socket.getOutputStream();
out.write("服务器OK".getBytes());
//读取服务器发回的数据,使用socket套接字对象中的字节输入流
InputStream in = socket.getInputStream();
byte[] data = new byte[1024];
int len = in.read(data);
System.out.println(new String(data,0,len));
socket.close();
}
}
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
/*
* 实现TCP服务器程序
* 表示服务器程序的类 java.net.ServerSocket
* 构造方法:
* ServerSocket(int port) 传递端口号
*
* 很重要的事情: 必须要获得客户端的套接字对象Socket
* Socket accept()
*/
public class TCPServer {
public static void main(String[] args) throws IOException{
ServerSocket server = new ServerSocket(8888);
//调用服务器套接字对象中的方法accept() 获取客户端套接字对象
Socket socket = server.accept();
//通过客户端套接字对象,socket获取字节输入流,读取的是客户端发送来的数据
InputStream in = socket.getInputStream();
byte[] data = new byte[1024];
int len = in.read(data);
System.out.println(new String(data,0,len));
//服务器向客户端回数据,字节输出流,通过客户端套接字对象获取字节输出流
OutputStream out = socket.getOutputStream();
out.write("收到,谢谢".getBytes());
socket.close();
server.close();
}
}
五、总结
- IP地址:用来唯一表示我们自己的电脑的,是一个网络标示
- 端口号: 用来区别当前电脑中的应用程序的
- UDP: 传送速度快,但是容易丢数据,如视频聊天,语音聊天
- TCP: 传送稳定,不会丢失数据,如文件的上传、下载
- UDP程序交互的流程
- 发送端
1,创建DatagramSocket对象
2,创建DatagramPacket对象,并封装数据
3,发送数据
4,释放流资源 - 接收端
1,创建DatagramSocket对象
2,创建DatagramPacket对象
3,接收数据存储到DatagramPacket对象中
4,获取DatagramPacket对象的内容
5,释放流资源 - TCP程序交互的流程
- 客户端
1,创建客户端的Socket对象
2,获取Socket的输出流对象
3,写数据给服务器
4,获取Socket的输入流对象
5,使用输入流,读反馈信息
6,关闭流资源 - 服务器端
1,创建服务器端ServerSocket对象,指定服务器端端口号
2,开启服务器,等待着客户端Socket对象的连接,如有客户端连接,返回客户端的Socket对象
3,通过客户端的Socket对象,获取客户端的输入流,为了实现获取客户端发来的数据
4,通过客户端的输入流,获取流中的数据