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尚硅谷java——网络编程

Java提供的网络类库，可以实现无痛的网络连接，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。

网络中的主机相互通信必须解决：
1、通信双方地址
2、一定的规则：
OSI参考模型：模型过于理想化，未能在因特网上进行广泛推广
TCP/IP参考模型(或TCP/IP协议)：事实上的国际标准。

网络通信协议
这里写图片描述

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通讯要素1：IP 和端口号

IP 地址：InetAddress
唯一的标识 Internet 上的计算机
本地回环地址(hostAddress)：127.0.0.1
主机名(hostName)：localhost
端口号标识正在计算机上运行的进程（程序）
不同的进程有不同的端口号
被规定为一个 16 位的整数 0~65535。其中，0~1023被预先定义的服务通信占用（如MySql占用端口3306，http占用端口80等）。除非我们需要访问这些特定服务，否则，就应该使用 1024~65535 这些端口中的某一个进行通信，以免发生端口冲突。
端口号与IP地址的组合得出一个网络套接字。

/*
 * 网络通信的第一个要素：IP地址。通过IP地址，唯一的定位互联网上一台主机
 * InetAddress:位于java.net包下
 * 1.InetAddress用来代表IP地址。一个InetAdress的对象就代表着一个IP地址
 * 2.如何创建InetAddress的对象：getByName(String host)
 * 3.getHostName(): 获取IP地址对应的域名
 *   getHostAddress():获取IP地址
 */
public class TestInetAddress {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //创建一个InetAddress对象：getByName()
        InetAddress inet = InetAddress.getByName("www.atguigu.com");
        //inet = InetAddress.getByName("42.121.6.2");
        System.out.println(inet);
        //两个方法
        System.out.println(inet.getHostName());
        System.out.println(inet.getHostAddress());
        //获取本机的IP:getLocalHost()
        InetAddress inet1 = InetAddress.getLocalHost();
        System.out.println(inet1);
        System.out.println(inet1.getHostName());
        System.out.println(inet1.getHostAddress());
    }
}

通讯要素2：网络通信协议

TCP协议,传输控制协议(Transmission Control Protocol)：
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
UDP协议,用户数据报协议(User Datagram Protocol)：
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

Socket

基于TCP的Socket通信

这里写图片描述

Socket类的常用方法
这里写图片描述

ServerSocket类的常用方法
这里写图片描述

练习：

//1.服务端读取图片并发送给客户端，客户端保存图片到本地

public class TestTcp {
    @Test
    public void client(){
        Socket socket=null;
        OutputStream os=null;
        FileInputStream fis=null;
        InputStream is=null;
        try {
            //1.创建Socket的对象
            socket = new Socket(InetAddress.getByName("127.0.0.1"), 9898);
            //2.从本地获取一个文件发送给服务端
            os = socket.getOutputStream();
            fis = new FileInputStream(new File("1.jpg"));
            byte[] b = new byte[1024];
            int len;
            while((len = fis.read(b)) != -1){
                os.write(b,0,len);
            }
            socket.shutdownOutput();//显式的告诉服务端发送完毕！
            //3.接收来自于服务端的信息
            is = socket.getInputStream();
            byte[] b1 = new byte[1024];
            int len1;
            while((len1 = is.read(b1)) != -1){
                String str = new String(b1,0,len1);
                System.out.print(str);
            }
        }catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }finally{
            //4.关闭相应的流和Socket对象
            if(is!=null){
                try {
                    is.close();
                } catch (IOException e) {
                    // TODO Auto-generated catch block
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            if(os!=null){
                try {
                    os.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            if(fis!=null){
                try {
                    fis.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }if(socket!=null){
                try {
                    socket.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }
    @Test
    public void server(){
        ServerSocket ss=null;
        Socket s=null;
        InputStream is=null;
        FileOutputStream fos=null;
        OutputStream os=null;
        try {
            //1.创建一个ServerSocket的对象
            ss = new ServerSocket(9898);
            //2.调用其accept()方法，返回一个Socket的对象
            s = ss.accept();
            //3.将从客户端发送来的信息保存到本地
            is = s.getInputStream();
            fos = new FileOutputStream(new File("3.jpg"));
            byte[] b = new byte[1024];
            int len;
            while((len = is.read(b)) != -1){
                fos.write(b, 0, len);
            }
            System.out.println("收到来自于" + s.getInetAddress().getHostAddress() + "的文件");
            //4.发送"接收成功"的信息反馈给客户端
            os = s.getOutputStream();
            os.write("你发送的图片我已接收成功！".getBytes());
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }finally{
            //5.关闭相应的流和Socket及ServerSocket的对象
            if(os!=null){
                try {
                    os.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            if(fos!=null){
                try {
                    fos.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            if(is!=null){
                try {
                    is.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            if(s!=null){
                try {
                    s.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            if(ss!=null){
                try {
                    ss.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }
}

//客户端给服务端发送文本，服务端会将文本转成大写在返回给客户端。
//如下程序为了保证相应的流及socket的关闭（即使在关闭之前出现异常，也一定要保证相应的资源的关闭），要求是用
//try-catch-finally进行操作。要求将关闭的信息写在finally里！

public class TestTCP {

    @Test
    public void client() {
        // 1.
        Socket socket = null;
        // 2.
        OutputStream os = null;
        Scanner scanner = null;
        // 4.接收来自于服务端的数据
        InputStream is = null;
        try {
            socket = new Socket(InetAddress.getByName("127.0.0.1"), 9090);
            os = socket.getOutputStream();
            // 3.向服务端发送数据
            // os.write("abc".getBytes());
            System.out.println("请输入多个字符：");
            scanner = new Scanner(System.in);
            String str = scanner.next();
            os.write(str.getBytes());
            socket.shutdownOutput();
            is = socket.getInputStream();
            byte[] b = new byte[10];
            int len;
            while ((len = is.read(b)) != -1) {
                String str1 = new String(b, 0, len);
                System.out.print(str1);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            // 5.
            if(is != null){
                try {
                    is.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }

            }
            if(scanner != null){
                scanner.close();

            }
            if(os != null){
                try {
                    os.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }

            }
            if(socket != null){
                try {
                    socket.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }

            }
        }

    }

    @Test
    public void server() {
        // 1.
        ServerSocket ss = null;
        // 2.
        Socket s = null;
        // 3.接收来自于客户端的信息
        InputStream is = null;
        // 4.返回给客户端
        OutputStream os = null;
        try {
            ss = new ServerSocket(9090);
            s = ss.accept();
            is = s.getInputStream();
            byte[] b = new byte[10];
            int len;
            String str = new String();
            while ((len = is.read(b)) != -1) {
                String str1 = new String(b, 0, len);
                str += str1;
            }
            String strUpperCase = str.toUpperCase();
            os = s.getOutputStream();
            os.write(strUpperCase.getBytes());
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }finally{
            if(os != null){
                try {
                    os.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }

            }
            if(is != null){
                try {
                    is.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }

            }
            if(s != null){
                try {
                    s.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }

            }
            if(ss != null){
                try {
                    ss.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }

            }
        }
        // 5.
    }
}

UDP网络通信

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

//UDP编程的实现
public class TestUDP {

    // 发送端
    @Test
    public void send() {
        DatagramSocket ds = null;
        try {
            ds = new DatagramSocket();
            byte[] b = "你好，我是要发送的数据".getBytes();
            //创建一个数据报：每一个数据报不能大于64k，都记录着数据信息，发送端的IP、端口号,以及要发送到
            //的接收端的IP、端口号。
            DatagramPacket pack = new DatagramPacket(b, 0, b.length,
                    InetAddress.getByName("127.0.0.1"), 9090);

            ds.send(pack);
        }catch (IOException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }finally{
            if(ds != null){
                ds.close();

            }
        }

    }

    // 接收端
    @Test
    public void rceive() {
        DatagramSocket ds = null;
        try {
            ds = new DatagramSocket(9090);
            byte[] b = new byte[1024];
            DatagramPacket pack = new DatagramPacket(b, 0, b.length);
            ds.receive(pack);

            String str = new String(pack.getData(), 0, pack.getLength());
            System.out.println(str);
        }catch (IOException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }finally{
            if(ds != null){
                ds.close();

            }
        }

    }
}

URL编程

URL(Uniform Resource Locator)：统一资源定位符，它表示 Internet 上某一资源的地址。浏览器通过解析给定的 URL 可以在网络上查找相应的文件或其他资源。

URL的基本结构由5部分组成：
<传输协议>://<主机名>:<端口号>/<文件名>
例如: http://192.168.1.100:8080/helloworld/index.jsp

一个URL对象生成后，其属性是不能被改变的，但可以通过它给定的方法来获取这些属性：
public String getProtocol( ) 获取该URL的协议名
public String getHost( ) 获取该URL的主机名
public String getPort( ) 获取该URL的端口号
public String getPath( ) 获取该URL的文件路径
public String getFile( ) 获取该URL的文件名
public String getRef( ) 获取该URL在文件中的相对位置
public String getQuery( ) 获取该URL的查询名

URL的方法 openStream()：能从网络上读取数据
若希望输出数据，例如向服务器端的 CGI （公共网关接口-Common Gateway Interface-的简称，是用户浏览器和服务器端的应用程序进行连接的接口）程序发送一些数据，则必须先与URL建立连接，然后才能对其进行读写，此时需要使用 URLConnection 。
URLConnection：表示到URL所引用的远程对象的连接。当与一个URL建立连接时，首先要在一个 URL 对象上通过方法 openConnection() 生成对应的 URLConnection 对象。如果连接过程失败，将产生IOException.
URL netchinaren = new URL (“http://www.atguigu.com/index.shtml“);
URLConnectonn u = netchinaren.openConnection( );

通过URLConnection对象获取的输入流和输出流，即可以与现有的CGI程序进行交互。
public Object getContent( ) throws IOException
public int getContentLength( )
public String getContentType( )
public long getDate( )
public long getLastModified( )
public InputStream getInputStream( )throws IOException
public OutputSteram getOutputStream( )throws IOException

public class TestURL {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //1.创建一个URL的对象
        URL url = new URL("http://127.0.0.1:8080/examples/HelloWorld.txt?a=b");//File file = new File("文件的路径");
        /*
         *  public String getProtocol(  )     获取该URL的协议名
            public String getHost(  )           获取该URL的主机名
            public String getPort(  )            获取该URL的端口号
            public String getPath(  )           获取该URL的文件路径
            public String getFile(  )             获取该URL的文件名
            public String getRef(  )             获取该URL在文件中的相对位置
            public String getQuery(   )        获取该URL的查询名
         */
//      System.out.println(url.getProtocol());
//      System.out.println(url.getHost());
//      System.out.println(url.getPort());
//      System.out.println(url.getFile());
//      System.out.println(url.getRef());
//      System.out.println(url.getQuery());
        //如何将服务端的资源读取进来:openStream()
        InputStream is = url.openStream();
        byte[] b = new byte[20];
        int len;
        while((len = is.read(b)) != -1){
            String str = new String(b,0,len);
            System.out.print(str);
        }
        is.close();
        //如果既有数据的输入，又有数据的输出，则考虑使用URLConnection
        URLConnection urlConn = url.openConnection();
        InputStream is1 = urlConn.getInputStream();
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream(new File("abc.txt"));
        byte[] b1 = new byte[20];
        int len1;
        while((len1 = is1.read(b1)) != -1){
            fos.write(b1, 0, len1);
        }
        fos.close();
        is1.close();
    }
}

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