核心类库——网络编程
网络编程
一、 网络常识
1. 什么是计算机网络 ？
分布在不同地域的计算机, 通过硬件等网络设备使用通信线路互相连接形成的一个网格系统.
计算机网络, 可以很方便的进行 信息的传递, 资源的共享 !
2. 什么是计算机的IP地址 ？
IP地址 是计算机在互联网中的唯一标识 . 就像人在社会中的身份证号码.
本机IP:
127.0.0.1
localhost
3. 什么是 网络中 网站的域名 ？
域名可以简单的理解为, IP地址的别名. 更方便记忆, 当输入域名后(例如www.baidu.com) , 计算机会访问域名解析商 , 然后得到ip地址, 再进行访问
4. 什么是计算机的端口号
端口号的范围 0-65535 之间 .
与ip地址很相似, IP地址是计算机在网络中的唯一标识 .
端口号是计算机中 程序的标识 . 用于在一台计算机中区分不同的应用程序
端口号在使用时 , 应尽量避免0-1024之间的端口号, 因为已经被一些知名的软件 和 windows操作系统所占用了.
5. 什么是计算机之间的通信协议 ？
是计算机与计算机之间交流的标准 .
是对数据的 传输速率, 传入接口, 步骤控制 出错控制 等等 制定的一套标准 !
常用的通信协议:
- http协议 : 超文本传输协议 – 80端口号
- https协议: 安全的超文本传输协议-- 443端口号
- ftp协议: 文件传输协议-- 21端口号
- TCP协议: 传输控制协议
- UDP协议: 数据报协议
二、网络 编程程序的分类
B/S 程序 : 浏览器与服务器程序
C/S 程序 : 客户端与服务器程序
三、TCP协议 - OSI网络模型
指的是从一台计算机的软件中, 将数据发送到另一台计算机的软件中的过程.
七层网络模型: 应用层 / 表现层 / 会话层 / 传输层 / 网络层 / 数据链路层 / 物理层
四、TCP与UDP
4.1 TCP(传输控制协议)
TCP协议是面向连接的通信协议，即传输数据之前，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毫无差错的数据传输。
TCP协议客户端与服务器连接时, 存在三次握手操作, 确保消息能准确无误的发送。
- 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实信息，确认连接。
由于这种面向连接的特性，TCP协议可以保证传输数据的安全，所以应用十分广泛，例如下载文件、浏览网页。
断开连接是时 , 存在四次挥手操作
4.2 UDP(用户数据报协议)
UDP协议是一个面向无连接的协议。传输数据时，不需要建立连接，不管对方端服务是否启动，直接将数据、数据源和目的地都封装在数据包中，直接发送。每个数据包的大小限制在64K以内。它是不可靠协议，所以传输速度快，但是容易丢失数据。日常应用中，例如视频会议、QQ聊天等。
五、TCP 协议 的 C/S程序
需要使用到两个类, 来编写TCP协议的 CS程序 .
ServerSocket ：搭建服务器
Socket：搭建客户端
两方使用socket(套接字 , 通信端点) 进行交流
5.1 ServerSocket
用于创建服务器 . 创建完毕后, 会绑定一个端口号.
然后此服务器可以等待客户端连接 .
每连接一个客户端 , 服务器就会得到一个新的Socket对象, 用于跟客户端进行通信 .
常用构造方法：
ServerSocket(int port);
创建一个基于TCP/IP协议的服务器 , 并绑定指定的端口号.
注意: 参数port的范围是: 0-65535 (建议1025-65535)
常用方法:
Socket accept();
等待客户端连接 .
此方法会导致线程的阻塞!
直到一个新的客户端连接成功, return Socket对象后, 线程在继续执行.
void close();
释放占用的端口号 , 关闭服务器
5.2 Socket
是两台计算机之间通信的端点 , 是网络驱动提供给应用程序编程的一种接口 一套标准, 一种机制 .
构造方法:
Socket(String ip,int port) ****
创建一个套接字, 并连接指定ip和端口号的 服务器.
参数1. 服务器的ip地址
参数2. 服务器软件的端口号…
常用方法:
- OutputStream getOutputStream(); 返回的是 , 指向通信的另一端点的输出流
- InputStream getInputStream(); 返回的是 , 指向通信的另一端点的输入流
- void close(); 关闭套接字
注意:
在网络编程时, 获取输入输出流的操作 ,对于客户端与服务器来说是相对的
客户端的输入流, 输入的是服务器的输出流 输出的内容.
客户端的输出流, 输出到了服务器的输入流中.
所以 在使用时, 需要注意以下一点规则:
客户端与服务器获取流的顺序必须是相反的:
例如:
客户端先得到了输入流 , 那服务器必须先获取输出流
案例 echo程序
服务器端：
import java.io.*;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;public class Demo {/*** TCP协议的网络*/public static void main(String[] args) throws IOException {//启动服务器, 并侦听8801端口号ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8801);System.out.println("服务器启动完毕");//等待客户端的连接Socket socket = serverSocket.accept();System.out.println("一个客户端连接了");//获取输出流OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();//将字节输出流, 转换为打印流PrintStream ps = new PrintStream(outputStream);ps.println("欢迎你连接服务器");//获取输入流InputStream is = socket.getInputStream();//将字节输入流, 转换为字符输入流,并转换为逐行读取流BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(is));String text = br.readLine();System.out.println("服务器端收到客户端的回复：" + text);System.out.println("服务器程序执行结束");}
}
运行结果：
客户端：
import java.io.*;
import java.net.Socket;public class ClientDemo {//客户端public static void main(String[] args) throws IOException {//1. 连接服务器Socket socket = new Socket("127.0.0.1",8801);//得到输入流InputStream is = socket.getInputStream();//将字节输入流, 转换为字符输入流,并转换为逐行读取流BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(is));String text = br.readLine();System.out.println("客户端接到消息：" + text);//得到输出流OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();//将输出流, 转换为打印流PrintStream ps = new PrintStream(outputStream);ps.println("服务器你好");}
}
运行结果：
在服务器中加入多线程：
//服务器端
public class Demo {/*** TCP协议的网络*/public static void main(String[] args) throws IOException {//搭建服务器ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8801);System.out.println("服务器启动完毕");//等待客户端的连接while(true){Socket socket = serverSocket.accept();new Thread(){@Overridepublic void run() {try{InputStream is = socket.getInputStream();BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(is));} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}}.start();System.out.println("一个客户端连接了");}}
}//客户端
public class ClientDemo {public static void main(String[] args) throws IOException {Socket socket = new Socket("127.0.0.1",8801);}
}
六、UDP 协议(数据报) 程序 了解
用户数据报协议, 与tcp协议不同, UDP的连接是不可信的. 数据发送的成功与失败 与 数据报是无关的
使用到两个类:
1.数据报套接字: DatagramSocket ：用于发送 与 接收数据包的Socket
构造方法:
DatagramSocket(int port);
参数: 端口号
常用方法：
close() ： 关闭套接字.
send(DatagramPacket dp) ：将一个数据包dp 发送出去
receive(DatagramPacket dp) ：接收一个数据包, 并存储到参数dp中.
2.数据包 DatagramPacket ：用于发送或接收数据时, 盛放数据的对象!
构造方法:
用于发送数据时, 组装数据的 构造方法.
DatagramPacket(byte[] bytes,int startIndex,int len,InetAddress ip,int port);
参数1—要发送的数据, 是字节数组的形式
参数2—有效数据 在数组中的起始位置
参数3— 有效数据 在数组中的长度
参数4— 当前这个数据包, 准备发送到的IP地址, InetAddress 这个类的对象, 用于描述 IP .
得到InetAddress对象的方式: InetAddress ip = InetAddress.getByName(“192.168.102.228”);
参数5— 当前这个数据包, 准备发送到目标计算机的哪个端口号.
用于接收数据时, 存储数据的构造方法.
创建的是不包含数据的数据包, 用于在接收到数据后, 存储数据 !
DatagramPacket(byte[] bytes,int len)
参数1. 用于存储数据的 数组
参数2. 允许存储的最大长度
常用方法:
- byte[] getData()：用于获取数据包中的有效字节数组
- int getLength：用于获取数据包中的有效数据的长度.
七、InetAddress描述IP地址的类
得到InetAddress对象的方式:
InetAddress ip = InetAddress.getByName(“192.168.102.228”);
在UDP协议中，通过数据包DatagramPacket的getAddress方法, 可以得到数据包来自哪个ip
在TCP协议中，通过套接字Socket的getInetAddress方法, 可以得到套接字连接的ip地址.
- 常用方法:
String getHostAddress() ：ip地址字符串
String getHostName() ：计算机名称, 当名称无法获取时, 获取的为ip地址.
八、URL 类 (统一资源定位符)(网址)
案例1. 下载文件
public class ClientDemo { public static void main(String[] args) throws Exception { Scanner input = new Scanner(System.in);System.out.println("欢迎使用嘿嘿雷下载器"); System.out.println("请输入要下载的文件网址:");String urlString = input.nextLine(); System.out.println("请输入要保存的文件名称:"); System.out.println("(文件默认下载位置:d盘download文件夹中)"); String fileString = input.nextLine(); //1. 确保文件夹存在 File dir = new File("d://download");if(!dir.exists()) { dir.mkdirs(); }//2. 创建一个文件输出流, 用于输出数据 FileOutputStream fos = new FileOutputStream(new File(dir,fileString));//3. 今天学习的新内容//3.1 创建一个网址对象(统一资源定位符) URL url = new URL(urlString);//3.2 打开链接 , 并得到链接对象 URLConnection conn = url.openConnection(); //3.3 通过连接对象, 获取连接到的文件的输入流 InputStream is = conn.getInputStream(); //[3.4] 获取网址指向文件的 大小 long fileLength = conn.getContentLengthLong(); //3.5 循环读取 并写出到fos中 //用于存储 每次读取的数据 byte[] bytes = new byte[1024*1024]; //用于存储每次读取的数据长度int len = -1; //用于存储已读取的所有数据的长度 int count = 0; while((len = is.read(bytes))!=-1) { //将每次循环读取的bytes 写出到文件中fos.write(bytes,0,len); count+=len; System.out.println("下载中:"+(count/(fileLength/100))+"%");}is.close(); System.out.println("文件下载完毕"); }
}
案例2.传输参数, 并下载数据
static Scanner input = new Scanner(System.in);
public static void main(String[] args) throws Exception {System.out.println("自动P图小程序:"); System.out.println("请选择菜单:"); int menu = menu(); System.out.println("请输入名字:"); String name = input.nextLine(); String name2 = URLEncoder.encode(name, "UTF-8"); //1. 得到网址, 这个网址指向的内容 是另一个图片的网址 String urlString = "http://itdage.cn/B/img?id="+menu+"&s1="+name2; URL url = new URL(urlString); //2. 打开链接 URLConnection conn = url.openConnection(); //3. 得到输入流 //3.1 因为我们这个网址的内容 只是一个图片的地址, 也就是一行文字, 所以我们将这个流转换为逐行读取流, 读取一行文本就可以了 InputStream is = conn.getInputStream(); //3.2 转换为字符流 InputStreamReader isr = new InputStreamReader(is); //3.3 转换为逐行读取流 BufferedReader br = new BufferedReader(isr);String imgUrlString = br.readLine();System.out.println("图片已制作完成 , 地址:"+imgUrlString);
}public static int menu(){ System.out.println("1. 捐*补助");//1 System.out.println("2. 登月插旗");//2 娃娃System.out.println("3. 娃娃订单");//3 娃娃System.out.println("4. 相思癌");//4相思癌 System.out.println("5. 孕检证明"); System.out.println("6. 玛莎拉蒂订单");//6.玛莎拉蒂订单 System.out.println("7. 马云湖畔大学");// System.out.println("122. 男举牌 娶你");// System.out.println("123. 女举牌 生猴子");// String text = input.nextLine(); int m = -1;try {m = Integer.parseInt(text); }catch(Exception e) { }if(m<1 || (m>7&&m<122) || m>123) {return menu(); }return m;
}
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