1.网络编程入门

1.1 概述

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：信息传递和资源共享

网络编程的三要素：IP、端口、协议

1.2 IP地址

IP地址：是网络中设备的唯一标识

类别：分为IPV4和IPV6

特殊IP地址：127.0.0.1是回送地址，代表本机地址，一般用来测试

InetAdderss类表示Internet协议（IP）地址

方法名	说明
static InetAddress getByName(String host)	确定主机名称的IP地址 主机名称可以是机器名称 也可以是IP
String getHostName()	获取此IP地址的主机名
String getHostAddress()	返回文本显示中的IP地址字符串

package com.Study;

import java.net.InetAddress;
import java.net.UnknownHostException;

/**
 * @ClassName InetAddressDemo
 * @Description TODO
 * @Author Mark
 * @Date 2022/7/9 0:31
 * @Version 1.0
 */
public class InetAddressDemo {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            //查询本机地址
            InetAddress InetByName1 = InetAddress.getByName("172.0.0.1");
            System.out.println(InetByName1);
            InetAddress InetByName2 = InetAddress.getByName("localhost");
            System.out.println(InetByName2);
            InetAddress InetByName3 = InetAddress.getLocalHost();
            System.out.println(InetByName3);

            //查询网站IP地址
            InetAddress InetByName4 = InetAddress.getByName("www.baidu.com");
            System.out.println(InetByName4);

            //常用方法
            System.out.println(InetByName4.getCanonicalHostName());//获取规范域名
            System.out.println(InetByName4.getAddress());//获取原始IP地址
            System.out.println(InetByName4.getHostAddress());//返回文本显示中的IP地址字符串
            System.out.println(InetByName4.getHostName());//获取此IP地址的主机名
        } catch (UnknownHostException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

1.3 端口Port

端口表示计算机上的一个程序的进程：

• 不同的进程有不同的端口号，用来区分软件
• 规定端口号取值为0-65535
• 单个协议下，端口号不能冲突
• 端口分类
  • 公有端口0-1023
    • HTTP：80
    • HTTPS：443
    • FTP：21
    • Telent：23
  • 程序注册端口：1024-49151 分配给用户和程序
    • Tomcat：8080
    • MySQL：3306
    • Oracle：1521
  • 动态私有端口：49152-65535

常用DOS命令：

netstat -ano #查看所有端口
netstat -ano|findstr "5900" #查看指定的端口
tasklist|findstr "8699" #查看指定端口的进程
ipconfig #查看本机IP地址
ping IP地址 #检查网络是否连通

package com.Study;

import org.w3c.dom.ls.LSOutput;

import java.net.InetSocketAddress;

/**
 * @ClassName InetSocketAddressDemo
 * @Description TODO
 * @Author Mark
 * @Date 2022/7/9 13:31
 * @Version 1.0
 */
public class InetSocketAddressDemo {
    public static void main(String[] args) {
        InetSocketAddress inetSocketAddress1 = new InetSocketAddress("127.0.0.1",8080);
        InetSocketAddress inetSocketAddress2 = new InetSocketAddress("localhost",8080);
        System.out.println(inetSocketAddress1);
        System.out.println(inetSocketAddress2);

        System.out.println(inetSocketAddress1.getAddress());
        System.out.println(inetSocketAddress2.getHostName());
        System.out.println(inetSocketAddress1.getPort());

    }
}

1.4 协议

UDP协议：

• 用户数据报协议

• 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，发送端不会确认接受点是否存在，就会发送数据，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

  由于使用UDP协议小号资源小，通信效率高，所以通常会用于音频、视频和普通数据的传输

• 例如视频会议通常采用UDP协议，因为这种情况即使偶尔丢失一两个数据包，也不会对接收数据结果产生太大的影响。但是在使用UDP协议传输数据时，由于UDP的面向无连接性，不能保证数据的完整性，因此在传输重要数据时不建议使用UDP

TCP协议：

• 传输控制协议
• TCP协议是面向连接的通信协议，即传输数据前，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和服务器端，由客户端向服务端发发送连接请求，每次连接的创建都要经过“三次握手”

2.UDP通信程序

2.1 UDP通信原理

UDP协议是一种不可靠的网络协议，它在通信的两端各建立一个Socket对象，但是这两个Socket只是发送、接收数据的对象，因此对于基于UDP协议的通信双方而言，没有所谓的客户端和服务器概念

Java提供了DatagramSocket类作为基于UDP协议的Socket

2.2 UDP发送数据

发送数据的步骤：

①创建发送端的Socket对象(DatagramSocket)

②创建数据，并把数据打包

③调用DatagramSocket对象的方法发送数据

④关闭发送端

package com.myUDPTset;

import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetAddress;
import java.net.SocketException;

/**
 * @ClassName SendDemo
 * @Description TODO 发送端
 * @Author Mark
 * @Date 2022/7/9 20:07
 * @Version 1.0
 */
public class SendDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        try {
            //创建发送端的Socket对象(DatagramSocket)
            //DatagramSocket()构造数据报套接字并将其绑定到本地主机上的任何可用端口。
            DatagramSocket datagramSocket = new DatagramSocket();

            //创建数据，并把数据打包
            //DatagramPacket(byte[] buf, int length, InetAddress address, int port)
            //构造一个数据包，发送长度为length的数据包到指定主机上到指定的端口号。
            byte[] bys = "Hello UDP,我学会你了".getBytes();
//            int length = bys.length;
//            InetAddress address = InetAddress.getByName("127.0.0.1");
//            int port=15641;
//            DatagramPacket datagramPacket = new DatagramPacket(bys,length,address,port);
            DatagramPacket datagramPacket = new DatagramPacket(bys,bys.length,InetAddress.getByName("192.168.2.119"),15641);

            //调用DatagramSocket对象的方法发送数据
            //send(DatagramPacket p) 从此套接字发送数据报包。
            datagramSocket.send(datagramPacket);

            //关闭发送端
            datagramSocket.close();
        } catch (SocketException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

2.3 UDP接收数据

接收数据的步骤：

①创建接收端的Socket对象(DatagramSocket)

②创建一个数据包，用于接收数据

③调用DatagramSocket对象的方法接收数据

④解析数据包，并把数据在控制台显示

⑤关闭接收端

package com.myUDPTset;

import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.SocketException;

/**
 * @ClassName ReceiveDemo
 * @Description TODO 接收端
 * @Author Mark
 * @Date 2022/7/9 20:22
 * @Version 1.0
 */
public class ReceiveDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //创建接收端的Socket对象(DatagramSocket)
        //DatagramSocket(int port) 构造数据报套接字并将其绑定到本地主机上的指定端口。
        DatagramSocket datagramSocket = new DatagramSocket(15641);

        //创建一个数据包，用于接收数据
        //DatagramPacket(byte[] buf, int length)
        //构造一个 DatagramPacket用于接收长度为length的数据包。
        byte[] bys= new byte[1024];
        DatagramPacket datagramPacket = new DatagramPacket(bys,bys.length);

        //调用DatagramSocket对象的方法接收数据
        datagramSocket.receive(datagramPacket);

        //解析数据包，并把数据在控制台显示
//        byte[] data = datagramPacket.getData();
//        int len=datagramPacket.getLength();
//        String dataSting =new String(data,0,len);
//        System.out.println(dataSting);
        System.out.println(new String(datagramPacket.getData(),0,datagramPacket.getLength()));
        //关闭接收端
        datagramSocket.close();

    }
}

案例：

UDP发送数据：数据来自键盘。直到输入“886”发送数据结束

UDP接收数据：因为接收端不知道什么时候停止发送，因此采用死循环接收

package com.myUDPTest;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetAddress;

/**
 * @ClassName SendTest
 * @Description TODO
 * @Author Mark
 * @Date 2022/7/9 20:42
 * @Version 1.0
 */
public class SendTest {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        DatagramSocket datagramSocket = new DatagramSocket();

        BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        String line;
        while ((line = br.readLine()) != null) {
            if ("886".equals(line)) {
                break;
            }

            byte[] bys = line.getBytes();
            DatagramPacket dp = new DatagramPacket(bys, bys.length, InetAddress.getByName("192.168.2.119"), 15565);

            datagramSocket.send(dp);
        }

        datagramSocket.close();
    }
}

package com.myUDPTest;

import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;

/**
 * @ClassName ReceiveTest
 * @Description TODO
 * @Author Mark
 * @Date 2022/7/9 20:42
 * @Version 1.0
 */
public class ReceiveTest {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        DatagramSocket datagramSocket = new DatagramSocket(15565);
        while (true) {
            byte[] bys = new byte[1024];
            DatagramPacket dp = new DatagramPacket(bys, bys.length);

            datagramSocket.receive(dp);

            System.out.println(new String(dp.getData(), 0, dp.getLength()));

            //datagramSocket.close();
        }
    }
}

3. TCP通信程序

3.1 TCP通信原理

TCP通信协议是一种可靠的网络协议，它在通信的两端各建立一个Socket对象，从而在通信的两端形成网络虚拟链路，一旦建立了虚拟的网络链路，两端的程序就可以通过虚拟链路进行通信

Java对基于TCP协议的网络提供了良好的封装，使用Socket对象来代表两端的通信端口，并通过Socket产生IO流来进行网络通信

Java为客户端提供了Socket类，为服务端提供了SeverSocket类

3.2 TCP发送数据

发送数据的步骤：
①创建客户端的Socket对象(Socket)

②获取输出流，写数据

③释放资源

package com.myTCPDemo;

import java.io.IOException;
import java.io.OutputStream;
import java.net.Socket;

/**
 * @ClassName TCPClientDemo01
 * @Description TODO 客户端
 * @Author Mark
 * @Date 2022/7/9 15:18
 * @Version 1.0
 */
public class TCPClientDemo01 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //创建客户端的Socket对象(Socket)
        //Socket(InetAddress address, int port) 创建流套接字并将其连接到指定IP地址的指定端口号。
//        Socket s = new Socket(InetAddress.getByName("192.168.2.119"), 15222);
        //Socket(String host, int port) 创建流套接字并将其连接到指定主机上的指定端口号。
        Socket s = new Socket("192.168.2.119", 15222);

        //获取输出流，写数据
        //getOutputStream() 返回此套接字的输出流
        OutputStream os = s.getOutputStream();
        os.write("hello TCP,我学会你了".getBytes());

        //释放资源
        s.close();
    }
}

3.3 TCP接收数据

接收数据的步骤：

①创建服务器端的Socket对象(ServerSocket)

②侦听要连接到此套接字并接受它

③获取输入流，读数据，并把数据显示在控制台

④释放资源

package com.myTCPDemo;

import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;

/**
 * @ClassName TCPServerDemo01
 * @Description TODO 服务端
 * @Author Mark
 * @Date 2022/7/9 15:19
 * @Version 1.0
 */
public class TCPServerDemo01 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //创建服务器端的Socket对象(ServerSocket)
        //ServerSocket(int port) 创建绑定到指定端口的服务器套接字
        ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(15222);

        //获取输入流，读数据，并把数据显示在控制台
        //accept() 侦听要连接到此套接字并接受它。
        Socket s = serverSocket.accept();
        InputStream is = s.getInputStream();
        byte[] bys=new byte[1024];
        int len=is.read(bys);
        String data=new String(bys,0,len);
        System.out.println(data);

        //释放资源
        serverSocket.close();
//        s.close(); //serverSocket关闭，s也关闭
    }
}