1、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,互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。
2、如何实现网络中的主机互相通信:
通信双方地址
一定的规则(有两套参考模型):
OSI参考模型:模型过于理想化,未能在因特网上进行广泛推广(把网络分为七层,每层有每层的协议)
TCP/IP参考模型(或TCP/IP协议):事实上的国际标准
3、通讯要素1:
① IP 和 端口号
IP: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
② 端口号标识正在计算机上运行的进程(程序)
不同的进程会有不同的端口号
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这些端口号中的某一个进行通信,以免发生端口冲突。
注: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:
① 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
② 通信协议分层的思想:由于结点之间联系复杂,在制订协议时,把复杂成分分解成一些简单的成分,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、上层可以调用下层,而与再下一层不发生关系。各层互不影响,有利于系统的开发和扩展
4、InetAddress:位于java.net包下:
① InetAddress用于代表IP地址,一个InetAddress的对象代表一个IP地址
② 如何创建InetAddress的对象:getByName(String host)
③ getHostName() : 获取IP地址对应 的域名
getHostAddress() : 获取IP地址
package com.net;
import java.net.InetAddress;
import java.net.UnknownHostException;
import org.junit.Test;
public class TestInetAddress {
@Test
public void test1(){
InetAddress ia = null;
try {
ia = InetAddress.getByName("www.baidu.com");
} catch (UnknownHostException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
System.out.println(ia);
System.out.println(ia.getHostAddress());
System.out.println(ia.getHostName());
}
}
运行结果:
5、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
永固数据报协议UDP
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,实际上十一组协议,包括多个具有不同功能且互为关联的协议
IP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
6、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,是可靠地
- 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
7、Socket
- 利用套接字(Socket)开发网络应用程序早已经被广泛的采用,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短点
- 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
- 一般主动发起通信的应用程序属客户端,等待通信请求的为服务端
8、TCP编程
package com.net;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.InetAddress;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
import java.net.UnknownHostException;
import org.junit.Test;
public class TestSocket {
@Test
public void client(){
Socket socket = null;
OutputStream out = null;
try {
socket = new Socket(InetAddress.getByName("127.0.0.1"),9090);
out = socket.getOutputStream();
out.write("我是客户端".getBytes());
} catch (UnknownHostException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
} catch (IOException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
try {
out.close();
socket.close();
} catch (IOException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
@Test
public void server(){
ServerSocket ss = null;
Socket s = null;
InputStream is = null;
try {
ss = new ServerSocket(9090);
s = ss.accept();
is = s.getInputStream();
byte[] b = new byte[20];
int len;
while((len=is.read(b))!=-1){
String str = new String(b,0,len);
System.out.println(str);
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}finally{
try {
is.close();
s.close();
ss.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
运行结果:
客户端:
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
② getOutputStream() : 发送数据,方法返回OutputStream的对象
③ 具体的输出过程
④ 关闭响应的流和Socket对象
服务端:
① 创建一个ServerSocket的对象,通过构造器指明自身的端口号
② 调用其accept() 方法,返回一个Socket的对象
③ 调用Socket对象的getInputStream()获取一个从客户端发送过来的输入流
④ 对获取的输入流进行操作
⑤ 关闭相应的流以及ServerSocket和Socket对象
注:网络编程实际上也是Socket编程
9、TCP编程2.交互
package com.net;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.InetAddress;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
import java.net.UnknownHostException;
import org.junit.Test;
public class TestSocket {
@Test
public void client(){
Socket socket = null;
OutputStream out = null;
InputStream in =null;
try {
socket = new Socket(InetAddress.getByName("127.0.0.1"),9090);
out = socket.getOutputStream();
out.write("我是客户端".getBytes());
//由于InputStream中的read()是阻塞方法,无法确认客户端发完请求,
//所以需要显示的说明客户端发完请求,使用socket.shutdownOutput()
socket.shutdownOutput();
in = socket.getInputStream();
byte[] b = new byte[20];
int len;
while((len = in.read(b))!=-1){
String str = new String(b,0,len);
System.out.println(str);
}
} catch (UnknownHostException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
} catch (IOException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
try {
out.close();
socket.close();
in.close();
} catch (IOException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
@Test
public void server(){
ServerSocket ss = null;
Socket s = null;
InputStream is = null;
OutputStream out = null;
try {
ss = new ServerSocket(9090);
s = ss.accept();
is = s.getInputStream();
byte[] b = new byte[20];
int len;
while((len=is.read(b))!=-1){
String str = new String(b,0,len);
System.out.println(str);
}
System.out.println(InetAddress.getLocalHost().getAddress().toString());
out = s.getOutputStream();
out.write("我已收到".getBytes());
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}finally{
try {
is.close();
s.close();
ss.close();
out.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
运行结果:
客户端:
服务器端:
10、客户端从本地发一个文件给服务端,服务端接收到反馈信息
package com.net;
import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.InetAddress;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
import java.net.UnknownHostException;
import org.junit.Test;
public class TestSocketFile {
@Test
public void client(){
Socket s = null;
OutputStream os = null;
FileInputStream fis = null;
InputStream is = null;
try {
s = new Socket(InetAddress.getByName("127.0.0.1"),2222);
os = s.getOutputStream();
fis = new FileInputStream(new File("C:\\11.jpg"));
byte[] b = new byte[1024];
int len;
while((len=fis.read(b))!=-1){
os.write(b, 0, len);
}
s.shutdownOutput();
is = s.getInputStream();
while((len=is.read(b))!=-1){
System.out.println(new String(b,0,len));
}
} catch (UnknownHostException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}finally{
try {
fis.close();
os.close();
is.close();
s.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
@Test
public void server(){
ServerSocket ss = null;
Socket s = null;
InputStream is = null;
FileOutputStream fos = null;
OutputStream os = null;
try {
ss=new ServerSocket(2222);
s = ss.accept();
is = s.getInputStream();
fos = new FileOutputStream(new File("2.jpg"));
byte[] b = new byte[1024];
int len;
while((len=is.read(b))!=-1){
fos.write(b, 0, len);
}
// s.shutdownInput();
os = s.getOutputStream();
os.write("您发送的图片可以接收成功!!!".getBytes());
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}finally{
try {
fos.close();
is.close();
s.close();
ss.close();
os.close();
} catch (IOException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
}
}
11、UDP网络通信
- 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
12、UDP网络通信
- 流程:
① DatagramSocket 与 DatagramPacket
② 建立发送端,接收端
③ 建立数据包
④ 调用Socket的发送。接收方法
⑤ 关闭Socket
- 发送端与接收端是两个独立的运行程序
13、UDP编程1
package com.net;
import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetAddress;
import java.net.SocketException;
import java.net.UnknownHostException;
import org.junit.Test;
public class TestUDP {
//发送端
@Test
public void send(){
DatagramSocket ds = null;
DatagramPacket dp = null;
try {
ds = new DatagramSocket();
byte[] b = "您好,是我发送的数据...".getBytes();
/*
* 创建一个数据报,每一个数据报不能大于64K,每一个都记录着数据信息,以及发送端的IP,
* 端口号,以及要发送到的接收端IP以及端口号
*/
dp = new DatagramPacket(b, 0, b.length, InetAddress.getByName("127.0.0.1"),9090);
ds.send(dp);
} catch (SocketException e) {
e.printStackTrace();
}catch (UnknownHostException e) {
e.printStackTrace();
}catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}finally{
ds.close();
}
}
//接收端
@Test
public void receive(){
DatagramSocket ds =null;
DatagramPacket dp = null;
try {
ds = new DatagramSocket(9090);
byte[] b = new byte[1024];
dp = new DatagramPacket(b, 0, b.length);
ds.receive(dp);
String str = new String(dp.getData(),0,dp.getLength());
System.out.println(str);
} catch (SocketException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}finally{
ds.close();
}
}
}
运行结果
14、URL编程
URL(Uniform Resource Locator):统一资源定位符,他表示Internet上某一资源的地址。通过URL我们可以访问Internet上的各种网络资源,比如最常见的www,ftp站点。浏览器通过解析给定的URL可以再网络上查找相应的文件或其他资源
URL的基本结构由5部分组成 <传输协议>://<主机名>:<端口号>/<文件名>
15、URL编程
类URL的构造方法都声明抛出非运行时异常,必须要对这一异常进行处理,通常是用try-catch语句进行捕获
一个URL对象生成后,其属性是不能改变的,但可以通过它给定的方法来获取这些属性:
- public String getProtocol() 获取该URL的协议名
- public String
- public String
- public String
- public String
- public String
- public String
注:URL:统一资源定位符,一个URL的对象,对应着互联网上的一个资源
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“)
16、针对HTTP协议的URLConnection类
- URL的方法openStream() :能从网络上读取数据
- 若希望输出数据,例如向服务器端的CGI(公共网管接口-Common Gateway Interface的简称,是用户浏览器和服务器端的应用程序进行连接的接口)程序发送一些数据,则必须先与URL建立连接,然后才能对其进行读写,此时需要使用URLConnection。
- URLConnection:表示到URL所引用的远程对象的连接。当与一个URL建立连接时,首先要在一个URL对象上通过方法openConnection()生成对应的URLConnection对象。如果连接过程失败,将产生IOException。
- URL netchinaren = new URL("http://210.30.208.140/%282uvldc55n2bp0x55z1ngftme%29/logo/login_pic.png");
- URLConnection u = netchinaren.openConnection();
17、URLConnection类
通过URLConnection对象获取的输入流和输出流,即可以与现有的CGI程序进行交互
- public Object getContent() throws IOException
- public int getContentLength()
- public String getContentType()
- public long getDate()
- public long getLastModified()
- public InputStream getInputStream() throws IOException
- public OutputStream getOutputStream() throws IOException
18、使用URL从网络上下载图片(使用openStream)
package com.net;
import java.io.File;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.net.MalformedURLException;
import java.net.URL;
import org.junit.Test;
public class TestURL {
@Test
public void test(){
InputStream is = null;
FileOutputStream os = null;
try {
URL url = new URL("http://210.30.208.140/%282uvldc55n2bp0x55z1ngftme%29/logo/login_pic.png");
is = url.openStream();
os = new FileOutputStream(new File("xx.png"));
byte[] b = new byte[1024];
int len;
while((len=is.read(b))!=-1){
os.write(b, 0, len);
}
} catch (MalformedURLException e) {
e.printStackTrace();
} catch (FileNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}finally{
try {
os.close();
is.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
19、
使用URL从网络上下载图片(使用URLConnection)
package com.net;
import java.io.File;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.MalformedURLException;
import java.net.URL;
import java.net.URLConnection;
import org.junit.Test;
public class TestURL1 {
@Test
public void test(){
InputStream is =null;
FileOutputStream os =null;
URLConnection con = null;
try {
URL url = new URL("http://210.30.208.140/%282uvldc55n2bp0x55z1ngftme%29/logo/login_pic.png");
con = url.openConnection();
is = con.getInputStream();
os = new FileOutputStream(new File("ss.png"));
byte[] b = new byte[1024];
int len;
while((len=is.read(b))!=-1){
os.write(b, 0, len);
}
} catch (MalformedURLException e) {
e.printStackTrace();
} catch (FileNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}finally{
try {
is.close();
os.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
20、要想实现网络传输,需要考虑的问题
① 如何才能准确的定位网络上的一台主机
②如何才能进行可靠地、高效的数据传输
21、Java如何实现的网络通信
① 使用IP地址--定位一台主机 使用端口--定位一个应用 ====》InetAddress类
》如何创建一个InetAddress的对象?getByName("") 比如:InetAddress inet = InetAddress.getByName("192.168.90.165")
》如何获取本机的一个InetAddress的IP地址?InetAddress.getHostName()
》如何获取本机的一个InetAddress的域名? InetAddress.getHostAddress()