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
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
*/
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127.0.0.1
String 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
}
}