Java 网络编程

基本概念

什么是计算机网络

把分布在不同地理区域的计算机与专门的外部设备用通信线路互联成一个规模大,功能强的网络系统,从而使众多的计算机可以方便地互相传递信息,共享硬件,软件,数据信息等资源
计算机网络的主要功能
- 资源共享
- 信息传递与集中处理
- 均衡负荷与分布处理
- 综合信息服务(www/综合业务数字网络ISDN)
什么是网络通信协议

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
网络通信接口

为了使两个节点之间能进行对话,必须在他们之间建立通信工具(即接口),彼此之间能进行信息交换.接口包括两部分:
- 硬件装置:实现节点之间的信息传送
- 软件装置:规定双方进行通信的约定协议

网络分层

原因

由于节点之间联系很复杂,在制定协议时,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,上一层可以调用下一次,而与再下一层不发生关系

通信协议的分层

OSI参考模型

应用层
表示层
会话层
传输层
网络层
数据链路层
物理层

TCP/IP参考模型

应用层
传输层(TCP/UDP)
网络层(IP)
物理+数据链路层

传输协议

TCP(transfer control prottocol)

一种面向连接(连接导向)的,可靠的,基于字节流的运输层(Transport layer)通信协议

特点
- 面向连接
- 点到点的通信
- 高可靠性
TCP三次握手(Three-way Handshake)
UDP(User Datagram Protocol)

一种无连接的传输层协议,提供面向事物的简单不可靠信息传送服务

特点
- 非面向连接
- 传输不可靠
- 数据可能丢失

数据封装拆分

网络编程值地址及端口

1.InetAddress :封装 IP 及DNS 方法:

getHostAddress() 返回ip地址

getHostName() 返回域名|本机为计算机名

InetAddress.getLocalHost();

InetAddress.getByName("ip地址|域名");

2.InetSocketAddress:封装端口

1)创建对象: 

    InetSocketAddress(String hostname, int port) 

    InetSocketAddress(InetAddress addr, int port) 

2)方法：

    getAddress() 

    getHostName() 

    getPort()

public class InetDemo01 {

    /**
     * @param args
     * @throws UnknownHostException 
     * @throws MalformedURLException 
     */
    public static void main(String[] args) throws UnknownHostException{     
        //使用getLocalHost方法创建InetAddress对象
        InetAddress addr = InetAddress.getLocalHost();
        System.out.println(addr.getHostAddress());  //返回：192.168.1.100
        System.out.println(addr.getHostName());  //输出计算机名
        //根据域名得到InetAddress对象
        addr = InetAddress.getByName("www.163.com"); 
        System.out.println(addr.getHostAddress());  //返回 163服务器的ip:61.135.253.15
        System.out.println(addr.getHostName());  //输出：www.163.com   
        //根据ip得到InetAddress对象
        addr = InetAddress.getByName("61.135.253.15"); 
        System.out.println(addr.getHostAddress());  //返回 163服务器的ip:61.135.253.15
        System.out.println(addr.getHostName());  //输出ip而不是域名。如果这个IP地 址不存在或DNS服务器不允许进行IP地址和域名的映射，getHostName方法就直接返回这个IP地址。       

    }

}

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

/**
 * 封装端口:在InetAddress基础上+端口
 * @author Administrator
 *
 */
public class InetSockeDemo01 {
    /**
     * @param args
     * @throws UnknownHostException 
     */
    public static void main(String[] args) throws UnknownHostException {
        InetSocketAddress  address = new InetSocketAddress("127.0.0.1",9999);
        address = new InetSocketAddress(InetAddress.getByName("127.0.0.1"),9999);
        System.out.println(address.getHostName());
        System.out.println(address.getPort());
        InetAddress addr =address.getAddress();
        System.out.println(addr.getHostAddress());  //返回：地址
        System.out.println(addr.getHostName());  //输出计算机名       
    }
}

URL

URI(Uniform resource identifier)统一资源标识符,用来唯一的标识一个资源。
URL（Uniform Resource Locator）统一资源定位器,它是一种具体的URI
四部分组成: 协议存放资源的主机域名端口资源文件名(/)

一、创建

URL(String spec) :绝对路径构建

URL(URL context, String spec) :相对路径构建

二、方法

System.out.println("协议:"+url.getProtocol());

System.out.println("域名:"+url.getHost());

System.out.println("端口:"+url.getPort());

System.out.println("资源:"+url.getFile());

System.out.println("相对路径:"+url.getPath());

System.out.println("锚点:"+url.getRef()); //锚点

System.out.println("参数:"+url.getQuery());//?参数 :存在锚点返回null ,不存在，返回正确

三、流

openStream()

public class URLDemo01 {
public static void main(String[] args) throws MalformedURLException {
        //绝对路径构建
        URL url = new URL("http://www.baidu.com:80/index.html?uname=bjsxt");
        System.out.println("协议:"+url.getProtocol());
        System.out.println("域名:"+url.getHost());
        System.out.println("端口:"+url.getPort());
        System.out.println("资源:"+url.getFile());
        System.out.println("相对路径:"+url.getPath());
        System.out.println("锚点:"+url.getRef()); //锚点
        System.out.println("参数:"+url.getQuery());//?参数 :存在锚点  返回null ,不存在，返回正确
        url = new URL("http://www.baidu.com:80/a/");
        url = new URL(url,"b.txt"); //相对路径
        System.out.println(url.toString());

    }
}

网络爬虫原理

**
 * 获取资源：源代码
 */
public class URLDemo02 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        URL url = new URL("http://www.baidu.com"); //主页 默认资源

        //获取资源 网络流
        /*
        InputStream is =url.openStream(); 
        byte[] flush = new byte[1024];
        int len =0;
        while(-1!=(len=is.read(flush))){
            System.out.println(new String(flush,0,len));
        }
        is.close();
        */

        BufferedReader  br = new BufferedReader(new InputStreamReader(url.openStream(),"utf-8"));
        BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(new FileOutputStream("baidu2.html"),"utf-8"));

        String msg =null;
        while((msg=br.readLine())!=null){
            //System.out.println(msg);
            bw.append(msg);
            bw.newLine();
        }
        bw.flush(); 
        bw.close();
        br.close();
    }
}

UDP编程

UDP:以数据为中心非面向连接不安全数据可能丢失效率高

一、类 DatagramSocket DatagramPacket

1、客户端：

1)、创建客户端 DatagramSocket 类 +指定端口

2)、准备数据字节数组

3)、打包 DatagramPacket +服务器地址及端口

4)、发送

5)、释放资源

2、服务器端：

1)、创建服务端 DatagramSocket 类+指定端口

2)、准备接受容器字节数组封装 DatagramPacket

3)、包接受数据

4)、分析

5)、释放资源

Server端

/**
 * 服务端
 * 1、创建服务端 +端口
 * 2、准备接受容器
 * 3、封装成 包
 * 4、接受数据
 * 5、分析数据  
 * 6、释放
 */
public class MyServer {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //1、创建服务端 +端口
        DatagramSocket server = new DatagramSocket(8888);
        //2、准备接受容器
        byte[] container = new byte[1024];
        //3、封装成 包 DatagramPacket(byte[] buf, int length)        
        DatagramPacket packet =new DatagramPacket(container, container.length) ;
        //4、接受数据
        server.receive(packet);
        //5、分析数据
        byte[] data =packet.getData();
        int len =packet.getLength();
        System.out.println(new String(data,0,len));
        //6、释放
        server.close();
    }
}

Client端

/**
 * 客户端
 * 1、创建客户端 +端口
 * 2、准备数据
 * 3、打包（发送的地点 及端口）
 * 4、发送
 * 5、释放
 */
public class MyClient {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //1、创建客户端 +端口
        DatagramSocket client = new DatagramSocket(6666);
        //2、准备数据
        String msg ="udp编程";
        byte[] data =msg.getBytes();
        //3、打包（发送的地点 及端口） DatagramPacket(byte[] buf, int length, InetAddress address, int port)
        DatagramPacket packet = new DatagramPacket(data,data.length,new InetSocketAddress("localhost",8888));
        //4、发送
        client.send(packet);
        //5、释放
        client.close();
    }
}

UDP编程进阶

Server端

/**
 * 服务端
 * 1、创建服务端 +端口
 * 2、准备接受容器
 * 3、封装成 包
 * 4、接受数据
 * 5、分析数据 字节数组-->double
 * 6、释放
 */
public class Server {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //1、创建服务端 +端口
        DatagramSocket server = new DatagramSocket(8888);
        //2、准备接受容器
        byte[] container = new byte[1024];
        //3、封装成 包 DatagramPacket(byte[] buf, int length)        
        DatagramPacket packet =new DatagramPacket(container, container.length) ;
        //4、接受数据
        server.receive(packet);
        //5、分析数据
        double data =convert(packet.getData());
        System.out.println(data);
        //6、释放
        server.close();
    }
    /**
     * 字节数组 +Data 输入流
     * @param data
     * @return
     * @throws IOException 
     */
    public static double convert(byte[] data) throws IOException{
        DataInputStream dis =new DataInputStream(new ByteArrayInputStream(data));
        double num =dis.readDouble();
        dis.close();
        return num;
    }
}

Client端

/**
 * 客户端
 * 1、创建客户端 +端口
 * 2、准备数据   double -->字节数组   字节数组输出流
 * 3、打包（发送的地点 及端口）
 * 4、发送
 * 5、释放
 */
public class Client {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //1、创建客户端 +端口
        DatagramSocket client = new DatagramSocket(6666);
        //2、准备数据
        double num =89.12;
        byte[] data =convert(num);
        //3、打包（发送的地点 及端口） DatagramPacket(byte[] buf, int length, InetAddress address, int port)
        DatagramPacket packet = new DatagramPacket(data,data.length,new InetSocketAddress("localhost",8888));
        //4、发送
        client.send(packet);
        //5、释放
        client.close();
    }
    /**
     * 字节数组 数据源  +Data 输出流
     */
    public static byte[] convert(double num) throws IOException{
        byte[] data =null;
        ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();
        DataOutputStream dos =new DataOutputStream(bos);
        dos.writeDouble(num);
        dos.flush();

        //获取数据
        data = bos.toByteArray();
        dos.close();        
        return data;
    }
}

Socket编程

TCP编程

一, 基于tcp:面向连接安全可靠效率低 ,类似于打电话

一、面向连接:请求-相应 Request --Response

二、Socket编程

1、服务器:ServerSocket

2、客户端:Socket

Server

/**
 必须先启动服务器 后连接
1、创建服务器  指定端口   ServerSocket(int port) 
2、接收客户端连接  
3、发送数据+接收数据
* 
*/
public class Server {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //1、创建服务器  指定端口   ServerSocket(int port) 
        ServerSocket server = new ServerSocket(8888);
        //2、接收客户端连接   阻塞式
        Socket socket =server.accept();
        System.out.println("一个客户端建立连接");
        //3、发送数据
        String msg ="欢迎使用";
        //输出流
        /*
        BufferedWriter bw = new BufferedWriter(
                new OutputStreamWriter(
                socket.getOutputStream()));

        bw.write(msg);
        bw.newLine();
        bw.flush();
        */
        DataOutputStream dos = new DataOutputStream(socket.getOutputStream());
        dos.writeUTF(msg);
        dos.flush();    
    }
}

Client

/**
 1、创建客户端   必须指定服务器+端口    此时就在连接
    Socket(String host, int port) 
 2、接收数据 +发送数据   
 *
 */
public class Client {
    public static void main(String[] args) throws UnknownHostException, IOException {
        //1、创建客户端   必须指定服务器+端口    此时就在连接
        Socket client = new Socket("localhost",8888);
        //2、接收数据
        /*
        BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(client.getInputStream()));
        String echo =br.readLine(); //阻塞式方法
        System.out.println(echo);
        */
        DataInputStream dis = new DataInputStream(client.getInputStream());
        String echo = dis.readUTF();
        System.out.println(echo);
    }
}

Matrix42