Java（网络编程）

参考视频：1、什么是计算机网络（狂神）

1. 概述

地球村
TCP：打电话
UDP：发短信

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：

数据交换

网络编程需要什么：

如何准确的定位网络上的一台主机？
- 192.168.16.124：端口，定位到这个计算机上的某个资源
找到了主机，如何传输数据？
- JavaWeb：网页编程：B/S
- 网络编程：TCP/IP：C/S

2. 网络通信的要素

如何实现网络的通信？

通信双方地址：
- ip
- 端口号
- 192.168.16，124:5900
规则：网络通信的协议
- TCP/IP参考模型：
  
  小结：
网络编程中有两个主要问题：
- 如何准确的定位到网络上的一台或者多台主机
- 找到主机之后如何进行通信
网络编程中的要素：
- IP 和端口号：IP
- 网络通信协议：UDP，TCP
万物皆对象

3. IP

ip地址： InetAddress

唯一定位一台网络上计算机
127.0.0.1：本机 localhost
ip地址的分类
- ipv4 / ipv6
  - IPV4 127.0.0.1，4个字节组成。0~255，42亿。30E北美，4E亚洲。2011年用尽。
  - IPV6 2014:0bb2:aaaa:0520:0000:0000:1aaa:1314!，128位。8个无符号数！
- 公网（互联网） / 私网（局域网）
  - ABCD类地址
  - 192.168.xx.xx，专门给组织内部使用
- 域名：记忆IP问题！
  - IP：www.vip.com

示例一：

package com.zach.lesson01;import java.net.InetAddress;
import java.net.UnknownHostException;//测试IP
public class TestInetAddress {public static void main(String[] args) {try {//查询本机地址InetAddress inetAddress1 = InetAddress.getByName("127.0.0.1");System.out.println(inetAddress1);InetAddress inetAddress3 = InetAddress.getByName("localhost");System.out.println(inetAddress3);InetAddress inetAddress4 = InetAddress.getLocalHost();System.out.println(inetAddress4);//查询网站ip地址InetAddress inetAddress2 = InetAddress.getByName("www.baidu.com");System.out.println(inetAddress2);//常用方法System.out.println(inetAddress2.getAddress());System.out.println(inetAddress2.getCanonicalHostName());//规范的名字System.out.println(inetAddress2.getHostAddress());//ipSystem.out.println(inetAddress2.getHostName());//域名，或者自己电脑的名字} catch (UnknownHostException e) {e.printStackTrace();}}
}

4. 端口

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！
被规定 0~65535
TCP，UDP：65535*2
- tcp：80，udp：80，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：2014~49151，分配用户或者程序
  - Tomcat : 8080
  - MySQL : 3306
  - Oracle : 1521
- 动态、私有：49152~65535

 netstart -ano   //#查看所有端口netstart -ano|findstr "5900" //#查看指定的端口tasklist|findstr "8696" //#查看指定端口的进程ctrl+shift+ESC

示例一：

package com.zach.lesson01;import java.net.InetSocketAddress;public class TestInetSocketAddress {public static void main(String[] args) {InetSocketAddress inetSocketAddress = new InetSocketAddress("127.0.0.1", 8080);InetSocketAddress inetSocketAddress2 = new InetSocketAddress("localhost", 8080);System.out.println(inetSocketAddress);System.out.println(inetSocketAddress2);System.out.println(inetSocketAddress.getAddress());System.out.println(inetSocketAddress.getHostName());//地址System.out.println(inetSocketAddress.getPort());//端口}
}

5. 通信协议

协议：约定，例如约定讲普通话，统一文字等
网络通信协议：速率，传输码率，代码结构，传输控制等
问题：非常复杂
大事化小：分层

TCP/IP协议簇：实际上是一组协议。

重要的协议：
- TCP：用户传输协议
- UDP：用户数据报协议
出名的协议：
- TCP：用户传输协议
- IP：网络互联协议

TCP和UDP对比

TCP：打电话
- 连接，稳定
- 三次握手，四次挥手
- 客户端、服务端
- 传输完成，释放连接，效率低
UDP：发短信
- 不连接，不稳定
- 客户端、服务器：没有明确界限
- 不管有没有准备好，都可以发给你
- “导弹”

6. TCP

客户端
- 连接服务器 Socket
- 发送消息

package com.zach.lesson02;import java.io.IOException;
import java.io.OutputStream;
import java.net.InetAddress;
import java.net.Socket;
import java.net.UnknownHostException;
import java.nio.charset.StandardCharsets;//客户端
public class TcpClientDemo01 {public static void main(String[] args) {Socket socket = null;OutputStream os = null;try {//1. 要知道服务器的地址InetAddress serverIP = InetAddress.getByName("127.0.0.1");int port = 9999;//端口号//2. 创建一个socket连接socket = new Socket(serverIP,port);//3. 发送消息 IO流os = socket.getOutputStream();os.write("你好，欢迎学习狂神说Java".getBytes());} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}finally {if (os != null) {try {os.close();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}if (socket != null) {try {socket.close();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}}}
}

服务器端
- 建立服务的端口 ServerSocket
- 等待用户的链接 accept
- 接收用的信息

package com.zach.lesson02;import java.io.ByteArrayInputStream;
import java.io.ByteArrayOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;//服务器
public class TcpServerDemo01 {public static void main(String[] args) {ServerSocket serverSocket = null;Socket socket = null;InputStream is = null;ByteArrayOutputStream baos = null;try {//1. 我需要有一个地址serverSocket = new ServerSocket(9999);while (true){//2. 等待客户端连接过来socket = serverSocket.accept();//3. 读取客户端的消息is = socket.getInputStream();//管道流baos = new ByteArrayOutputStream();byte[] buffer = new byte[1024];int len;while ((len=is.read(buffer))!=-1){baos.write(buffer,0,len);}System.out.println(baos.toString());}} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}finally {//关闭资源（先开后关）if (baos!=null){try {baos.close();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}if (is!=null) {try {is.close();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}if (socket!=null) {try {socket.close();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}if (serverSocket!=null) {try {serverSocket.close();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}}}
}

文件上传（到服务器）：
客户端：

package com.zach.lesson02;import java.io.*;
import java.net.InetAddress;
import java.net.Socket;public class TcpClientDemo02 {public static void main(String[] args) throws IOException {//1. 创建一个SocketSocket socket = new Socket(InetAddress.getByName("127.0.0.1"), 9000);//2. 创建一个输出流OutputStream os = socket.getOutputStream();//3. 文件流-读取文件FileInputStream fis = new FileInputStream(new File("zach.jpg"));//4. 文件流-写出文件byte[] buffer = new byte[1024];int len;while ((len=fis.read(buffer))!=-1){os.write(buffer,0,len);}//4.01 通知服务器，客户端已经结束赖socket.shutdownOutput();//我已经传输完了//4.1 确定服务器接收完毕，才能够断开连接InputStream inputStream = socket.getInputStream();//String byte[]ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();byte[] buffer2 = new byte[1024];int len2;while((len2=inputStream.read(buffer2))!=-1){baos.write(buffer2,0,len2);}System.out.println(baos.toString());//5. 关闭资源baos.close();inputStream.close();fis.close();os.close();socket.close();}
}

服务器端：

package com.zach.lesson02;import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;public class TcpServerDemo02 {public static void main(String[] args) throws IOException {//1. 创建服务ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(9000);//2. 监听客户端的连接Socket socket = serverSocket.accept();//阻塞式监听，会一直等待客户端连接//3. 获取输入流InputStream is = socket.getInputStream();//4. 文件输出FileOutputStream fos = new FileOutputStream("receive.jpg");byte[] buffer = new byte[1024];//重复的代码片段（9 行长）int len;while ((len = is.read(buffer)) != -1) {fos.write(buffer,0,len);}//4.1 通知客户端我接收完毕了OutputStream os = socket.getOutputStream();os.write("服务器接收完毕，可以断开。".getBytes());//关闭资源fos.close();is.close();socket.close();serverSocket.close();}
}

Tomcat

服务端
- 自定义 S
- Tomcat服务器 S ：Java后台开发！
客户端
- 自定义 C
- 浏览器 B

官网下载Tomcat9.0，解压后bin目录下点击startup.bat，开启服务器。

乱码修复： 文件夹conf -> 文件logging.properties -> UTF-8改成GBK
java.util.logging.ConsoleHandler.encoding = GBK

7. UDP

7.1 发送消息

客户端：（实际上是发送端send）

package com.zach.lesson03;import java.net.*;//不需要连接服务器
public class UdpClientDemo01 {public static void main(String[] args) throws Exception {//1. 建立一个SocketDatagramSocket socket = new DatagramSocket();//2. 建个包String msg = "你好，服务器。";//发送给谁InetAddress localhost = InetAddress.getByName("localhost");int port = 9090;//数据，数据的长度起始，要发送给谁DatagramPacket packet = new DatagramPacket(msg.getBytes(), 0, msg.getBytes().length, localhost, port);//3. 发送包socket.send(packet);//4. 关闭流socket.close();}
}

服务器端：（实际上是接收端receive）

package com.zach.lesson03;import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;public class UdpServerDemo01 {public static void main(String[] args) throws Exception {//开放端口DatagramSocket socket = new DatagramSocket(9090);//接收数据包byte[] buffer = new byte[1024];DatagramPacket packet = new DatagramPacket(buffer, 0, buffer.length);socket.receive(packet);//阻塞接收System.out.println(packet.getAddress().getHostAddress());System.out.println(new String(packet.getData(),0, packet.getLength()));//关闭连接socket.close();}
}

7.2 循环发送消息

package com.zach.chat;import java.io.BufferedReader;
import java.io.InputStreamReader;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetSocketAddress;public class UdpSenderDemo01 {public static void main(String[] args) throws Exception {DatagramSocket socket = new DatagramSocket(8888);//准备数据：控制台读取 System.inBufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));while (true){String data = reader.readLine();byte[] data2 = data.getBytes();DatagramPacket packet = new DatagramPacket(data2,0,data2.length,new InetSocketAddress("localhost",6666));socket.send(packet);if (data.equals("bye")){break;//本地退出}}socket.close();}
}

7.3 循环接收消息

package com.zach.chat;import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;public class UdpReceiveDemo01 {public static void main(String[] args) throws Exception {DatagramSocket socket = new DatagramSocket(6666);while (true){//准备接收包裹byte[] container = new byte[1024];DatagramPacket packet = new DatagramPacket(container,0, container.length);socket.receive(packet);//阻塞式接收包裹//断开连接 byebyte[] data = packet.getData();String receiveData = new String(data,0, packet.getLength());//data.length读取数据时会出现很多方框System.out.println(receiveData);//读取接收的数据 如果有方框可以+.trim()试试if (receiveData.equals("bye")){break;//远程退出}}socket.close();}
}

7.3 循环收发消息

在线咨询：两个人都可以是发送方，也都可以是接收方。
多线程+网络编程

示例一：
TalkSend实现类：

package com.zach.chat;import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetSocketAddress;
import java.net.SocketException;public class TalkSend implements Runnable{DatagramSocket socket = null;BufferedReader reader = null;private int fromPort;private String toIP;private int toPort;public TalkSend(int fromPort, String toIP, int toPort) {this.fromPort = fromPort;this.toIP = toIP;this.toPort = toPort;try {socket = new DatagramSocket(fromPort);reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));} catch (SocketException e) {e.printStackTrace();}}@Overridepublic void run() {while (true){try {String data = reader.readLine();byte[] data2 = data.getBytes();DatagramPacket packet = new DatagramPacket(data2,0,data2.length,new InetSocketAddress(this.toIP,this.toPort));socket.send(packet);if (data.equals("bye")){break;}} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}}
}

TalkReceive实现类：

package com.zach.chat;import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.SocketException;public class TalkReceive implements Runnable{DatagramSocket socket = null;private int port;private String msgFrom;public TalkReceive(int port, String msgFrom) {this.port = port;this.msgFrom = msgFrom;try {socket =  new DatagramSocket(port);} catch (SocketException e) {e.printStackTrace();}}@Overridepublic void run() {while (true){try {//准备接收包裹byte[] container = new byte[1024];DatagramPacket packet = new DatagramPacket(container,0,container.length);socket.receive(packet);//阻塞式接收包裹//断开连接 byebyte[] data = packet.getData();String receiveData = new String(data,0, packet.getLength());//data.lengthSystem.out.println(msgFrom+"："+receiveData);if (receiveData.equals("bye")){break;}} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}socket.close();}
}

TalkStudent类：

package com.zach.chat;public class TalkStudent {public static void main(String[] args) {//开启两个线程new Thread(new TalkSend(1234,"localhost",9999)).start();new Thread(new TalkReceive(8888,"老师")).start();}
}

TalkTeacher类：

package com.zach.chat;public class TalkTeacher {public static void main(String[] args) {//开启两个线程new Thread(new TalkSend(4321,"localhost",8888)).start();new Thread(new TalkReceive(9999,"学生")).start();}
}

使用终端黑窗口开启线程：（cmd或者powershell）

1. 进入自己的类：cd  IdeaProjects\networkprogramming\out\production\networkprogramming2. 运行学生的Talk类：java com.zach.chat.TalkStudent3. 在另一个窗口运行老师的Talk类：java com.zach.chat.TalkTeacherchcp 65001  //设置为utf-8编码，实测有变化，但没用。改了很多地方（pc、IDEA等）多个编码为utf-8仍然出现问题。已放弃治疗。

8. URL

https://www.baidu.com/
统一资源定位符：定位资源的，定位互联网上的某一个资源
DNS 域名解析：www.baidu.com 解析成ip地址： xxx.x…x…x
协议://ip地址:端口/项目名/资源

示例一：

package com.zach.lesson04;import java.net.MalformedURLException;
import java.net.URL;//http://localhost:8080/zach/SecFile.txt
public class URLDemo01 {public static void main(String[] args) throws MalformedURLException {URL url = new URL("http://localhost:8080/helloworld/index.jsp?username=kuangshen&password=123");System.out.println(url.getProtocol());//协议System.out.println(url.getHost());//主机ipSystem.out.println(url.getPort());//端口System.out.println(url.getPath());//文件System.out.println(url.getFile());//全路径System.out.println(url.getQuery());//参数}
}

示例二：

package com.zach.lesson04;import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.net.HttpURLConnection;
import java.net.MalformedURLException;
import java.net.URL;//http://localhost:8080/zach/SecFile.txt//https://m801.music.126.net/20220328192159/9a071e84b97d89b14ed3eb1146242bdc/jdyyaac/obj/w5rDlsOJwrLDjj7CmsOj/8896211173/fb9f/3635/03d1/d96d288bc561ccf36ea8fb6394fb4311.m4a
public class UrlDown {public static void main(String[] args) throws IOException {//1. 下载地址URL url = new URL("https://m801.music.126.net/" +"20220328192159/9a071e84b97d89b14ed3eb1146242bdc/" +"jdyyaac/obj/w5rDlsOJwrLDjj7CmsOj/8896211173/fb9f/3635/03d1/" +"d96d288bc561ccf36ea8fb6394fb4311.m4a");//2. 连接到这个资源 HTTPHttpURLConnection urlConnection = (HttpURLConnection) url.openConnection();InputStream inputStream = urlConnection.getInputStream();FileOutputStream fos = new FileOutputStream("岁月神偷.m4a");byte[] buffer = new byte[1024];int len;while ((len = inputStream.read(buffer))!=-1){fos.write(buffer,0,len);//写出这个数据}fos.close();inputStream.close();urlConnection.disconnect();//断开连接}
}

—————— THE END ——————