18.網絡編程

網絡編程

又稱為Socket編程。

Java中網絡編程主要是以Java語言完成信息數據在網絡上的傳輸。

網絡

計算機網絡，指的是將不同地理位置的多臺計算機連接起來，可以實現信息共享和信息傳輸。

Java是Internet上的語言，提供了對網絡應用程序的支持，所以，我們使用Java開發一些常見的網絡應用。

網絡通信怎么完成？

1.通過網絡地址（IP地址）+端口確定計算機以及具體的應用。

2.確定了計算機之后，完成傳輸(TCP/UDP)

Java實現網絡編程的要素

1.IP地址類：InetAddress

2.端口：int 值;

3.TCP/UDP操作相關類：Socket

IP地址 InetAddress：

32位二進制數值以點分的形式表示，分成4份

0.0.0.0 ~ 255.255.255.255

本地回環地址：127.0.0.1

本地主機名：localhost

package com.day18.socket;import java.net.InetAddress;
import java.net.UnknownHostException;public class InetAddressDemo {public static void main(String[] args) throws UnknownHostException {//獲取InetAddress對象的方法，傳主機名，返回主機名和IP地址InetAddress address = InetAddress.getByName("localhost");System.out.println(address);//傳IP地址，返回的只有IP地址InetAddress address1 = InetAddress.getByName("127.0.0.1");System.out.println(address1);System.out.println(address.getHostName());//主機名System.out.println(address.getHostAddress());//主機地址//獲取本地主機實際的IP地址+主機名的InetAddress對象InetAddress address2 = InetAddress.getLocalHost();System.out.println(address2);//傳入網站的信息，獲取對象InetAddress address3 = InetAddress.getByName("www.baidu.com");System.out.println(address3);}
}

端口號

端口號是確定應用的唯一標識，端口號是一個16位的整數，

范圍是0-65535，TCP和UDP各有65535個端口，單個協議下的端口號不能沖突。

公認端口：0-1023 被預先定義的服務占用端口

http：80

https：443

注冊端口：

tomcat：8080

mysql：3366

oracle：1521

查看端口是否被占用：netstat-ano

InetSocketAddress 該類實現IP套接字地址（IP地址+端口號）

InetSocketAddress(InetAddress addr, int port)

從IP地址和端口號創建套接字地址。

Socket 該類實現客戶端套接字（也稱為“套接字”）。

Socket(InetAddress address, int port)

創建流套接字并將其連接到指定IP地址的指定端口號。

ServerSocket 這個類實現了服務器套接字

ServerSocket(int port)

創建綁定到指定端口的服務器套接字。

網絡傳輸的協議

滿足IP地址+端口的使用后，需要選定一個傳輸方式，來實現數據的傳輸

傳輸協議都定義在傳輸層，分為TCP協議和UDP協議

TCP協議：

使用之前，先要建立TCP連接，形成傳輸通道，采用3次握手，點對點的通信，是一種安全的傳輸協議。

TCP通信中，必須要有的應用進程：客戶端、服務端

TCP協議可以傳送大量的數據，傳輸完畢，需要釋放連接，效率比較低。

UDP協議：

將數據、源地址、目標地址封裝在數據包中，直接將數據包發送就行，

發送的時候，不需要建立連接，也不會去管對方是否能收到數據，接收方如果接受到了，也不會做出回應

是一種不安全的傳輸協議。

每個數據大小限制在64kb以內，發送完不需要是否，開銷小、速度快。

分別使用TCP和UDP實現信息傳輸

TCP實現消息發送

客戶端發送消息到服務端，服務端接收到數據把數據顯示在控制臺

package com.day18.tcp1;import java.io.IOException;
import java.io.OutputStream;
import java.net.InetAddress;
import java.net.Socket;
import java.net.UnknownHostException;public class TCPClient {public static void main(String[] args) {try {//實現步驟//1.連接服務器的Socket//創建SocketInetAddress address = InetAddress.getByName("127.0.0.1");int port=8999;Socket socket = new Socket(address, port);//2.發送消息//通過socket，獲取輸出流對象，向服務器寫內容OutputStream os = socket.getOutputStream();os.write("你好，我現在在使用TCP編程發送消息".getBytes());//3.關閉資源os.close();socket.close();} catch (UnknownHostException e) {e.printStackTrace();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}}

package com.day18.tcp1;import java.io.ByteArrayOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;public class TCPServer {public static void main(String[] args) {try {//1.建立服務端ServerSocketServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8999);//等待用戶連接while (true){//調用accept()方法，偵聽到連接此服務器的Socket并返回Socket accept = serverSocket.accept();//通過返回的socket對象獲取輸入流InputStream is = accept.getInputStream();ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();int len;byte[] bytes = new byte[1024];//3.接受用戶消息，讀取消息while ((len = is.read(bytes)) != -1){baos.write(bytes,0,len);}System.out.println(baos.toString());}} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}
}

UDP 實現消息發送

使用的類：

DatagramPacket 該類表示數據報包。

DatagramPacket(byte[] buf, int length, InetAddress address, int port)

構造用于發送長度的分組的數據報包 length指定主機上到指定的端口號。

DatagramSocket 此類表示用于發送和接收數據報數據包的套接字。

DatagramSocket(int port)

構造數據報套接字并將其綁定到本地主機上的指定端口。

package com.day18.udp1;import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetAddress;//發送方
public class UDPClient {public static void main(String[] args) throws IOException {//創建數據報包對象//定義數據String data = "你好，我在使用UDP編程發送數據";byte[] bytes = data.getBytes();InetAddress address = InetAddress.getByName("127.0.0.1");int port=9999;DatagramPacket packet =new DatagramPacket(bytes, 0, bytes.length, address, port);//創建DatagramSocket對象DatagramSocket socket = new DatagramSocket();//發送數據socket.send(packet);System.out.println("數據發送完畢");socket.close();}
}

package com.day18.udp1;import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;//接收方
public class UDPServer {public static void main(String[] args) throws IOException {//創建DatagramSocket對象，接收對象DatagramSocket socket = new DatagramSocket(9999);//創建一個數據包對象，用來接收數據byte[] bytes = new byte[1024];DatagramPacket packet = new DatagramPacket(bytes, 0, bytes.length);//接收數據放入到數據包中socket.receive(packet);//從數據包中拿去數據，拿出來是字節數組byte[] data = packet.getData();//字節數組轉字符串String s = new String(data, 0, data.length);System.out.println(s.trim());}
}

UDP+多線程實現聊天

package com.day18.udp2;import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetAddress;
import java.net.SocketException;
import java.nio.charset.StandardCharsets;
import java.util.Scanner;//發送方
public class TalkSend implements Runnable{//創建需要的對象private DatagramSocket socket;private String toIP;//目標IP地址private int toPort;//目標端口private int fromPort;//來自端口//    private BufferedReader reader;Scanner scanner = new Scanner(System.in);public TalkSend(String toIP, int toPort, int fromPort) {this.toIP = toIP;this.toPort = toPort;this.fromPort = fromPort;try {//創建對象的同時，把socket賦值socket = new DatagramSocket(fromPort);} catch (SocketException e) {e.printStackTrace();}}@Overridepublic void run() {try {while (true){//讀取輸入信息String s = scanner.next();byte[] bytes = s.getBytes();InetAddress address = InetAddress.getByName(toIP);//將寫入的數據，封裝到數據包中DatagramPacket packet =new DatagramPacket(bytes, 0, bytes.length, address, toPort);//發送socket.send(packet);//如果不準備聊天了，發送bye作為結束if ("bye".equals(s)){break;}}} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}socket.close();}
}

package com.day18.udp2;import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.SocketException;public class TalkReceive implements Runnable{private DatagramSocket socket;private String messageFrom;private int port;public TalkReceive(String messageFrom, int port) {this.messageFrom = messageFrom;this.port = port;//開發端口號，創建DatagramSocket對象try {socket = new DatagramSocket(port);} catch (SocketException e) {e.printStackTrace();}}@Overridepublic void run() {try {while (true){//接收消息byte[] bytes = new byte[1024];DatagramPacket packet =new DatagramPacket(bytes, 0, bytes.length);//接收數據，存入packetsocket.receive(packet);//把數據輸出byte[] data = packet.getData();String s = new String(data,0,data.length);System.out.println(messageFrom+"："+s.trim());//退出判斷，如果發過來的數據是bye，則結束循環if ("bye".equals(s)){break;}}} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}socket.close();}
}

package com.day18.udp2;
//小紅發給小明
public class TalkTest1 {public static void main(String[] args) {new Thread(new TalkSend("localhost", 9999, 7777)).start();new Thread(new TalkReceive("小明", 8888)).start();}
}

package com.day18.udp2;
//小明發給小紅
public class TalkTest2 {public static void main(String[] args) {new Thread(new TalkSend("localhost", 8888, 6666)).start();new Thread(new TalkReceive("小紅", 9999)).start();}
}

使用 TCP 完成圖片上傳

package com.day18.tcp2;import java.io.ByteArrayOutputStream;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.InetAddress;
import java.net.Socket;//圖片上傳的客戶端
public class ClientDemo {public static void main(String[] args) throws Exception {//創建Socket對象Socket socket = new Socket(InetAddress.getByName("127.0.0.1"), 9090);//獲取輸出流OutputStream os = socket.getOutputStream();//把文件讀進內存，輸出流將文件寫出FileInputStream fis = new FileInputStream("D://hello//java//No1.jpg");byte[] bytes = new byte[1024];int len;while ((len = fis.read(bytes) )!= -1){os.write(bytes,0,len);}//需要調用方法將之前的上傳操作結束socket.shutdownOutput();//拿到服務端返回的消息，通過socket對象，獲取輸入流InputStream is = socket.getInputStream();ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();int len1;byte[] bytes1 = new byte[1024];//接受用戶消息，讀取消息while ((len1 = is.read(bytes1)) != -1){baos.write(bytes1,0,len1);}System.out.println(baos.toString());fis.close();os.close();socket.close();}
}

package com.day18.tcp2;import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;//接受圖片的服務端
public class ServerDemo {public static void main(String[] args) throws IOException {//創建ServerSocketServerSocket serverSocket = new ServerSocket(9090);//等待客戶端連接，獲取客戶端的socketSocket accept = serverSocket.accept();//獲取socket中的輸入流InputStream is = accept.getInputStream();//拿到輸入流中的內容，再把內容寫入服務器中FileOutputStream fos = new FileOutputStream("receive.jpg");byte[] bytes = new byte[1024];int len;//讀內容，讀的同時往socket中的輸出流寫內容while ((len = is.read(bytes) )!= -1){fos.write(bytes,0,len);}//把圖片上傳成功的信息返回給客戶端OutputStream os = accept.getOutputStream();os.write("圖片上傳成功".getBytes());is.close();fos.close();os.close();accept.close();serverSocket.close();}
}