网络编程

1.1  网络概念

利用通信线路把分散的计算机连接起来的这样一种组织形式称为计算机网络。最简单的网络可以是两台计算机的互联，更多见的则是一个局部区域甚至是全球范围的计算机互联。因此，对计算机网络更为确切的定义是：一个互联的、自主的计算机集合。互联是指用一定的通信线路将地理位置不同的、分散的多台计算机连接起来；自主是指网络中的每一台计算机都是平等的、独立的，它们之间没有明显的主次之分。

1.1.1     网络通信的三要素

【1】IP地址：唯一标识网络上的每一台计算机。两台计算机之间通信的必备因素

【2】端口号：计算机中应用的标号（代表一个程序）

　　0-1024 为系统使用或保留端口

　　常见端口：http：80  stmp： 25 ftp： 21

　　有效端口 0-65536，开发者可以使用的端口为：1025-65536 之间，一些第三方引用如

mysql:3306 oracle:1251。

【3】通信协议：通信的规则TCP，UDP

1.1.2     网络通信模型

IP地址分类

特殊的IP地址

　　0.0.0.0：本机

　　127.0.0.1：本机回环地址，用于本机测试

　　255.255.255.255：当前子网，一般用于向当前子网广播信息

1.2  InetAddress

InetAddress 表示IP地址。

public class Test01 {
    public static void main(String[] args) {
        // 获取本机IP地址
        InetAddress ip1;
        try {
            ip1 = InetAddress.getLocalHost();
            // USER-20180113BT/192.168.2.56
            System.out.println(ip1.toString());
            
            // 获取主机名称
            System.out.println(ip1.getHostName());
            System.out.println(ip1.getHostAddress());
            
        } catch (UnknownHostException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

1.3  TCP 编程

TCP编程中，如果要完成通信，通信双方必须要创建socket，通过socket完成通信。

TCP通信的步骤

【1】服务器启动ServerSocket作为通信的Server端，等待客户端链入。

【2】客户端创建Scoket作为通信的client端

【3】client端链入Server端后建立可靠的、双向的、持续性的、点对点的通讯连接，即可以通信

案例:完成一次单向通信。

服务器端

package cn.sxt01.net01;

import java.io.IOException;
import java.io.OutputStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;

public class Server01 {
    public static void main(String[] args) {
        
        System.out.println("服务器启动...");
        
        // 【1】创建server socket
        ServerSocket serverSocket = null;
        Socket clientSocket = null;
        try {
        
            serverSocket = new ServerSocket(8000);
            // 【2】等待客户端的链入->阻塞式函数->监听8000端口，看是否有client链入
            clientSocket = serverSocket.accept();
            
            System.out.println(clientSocket.getInetAddress().getHostAddress()+"链入!");
        
            // 【3】给客户端主动发信息
            OutputStream out = clientSocket.getOutputStream();
            
            String msg = "hello 兄弟";
            byte[] buf = msg.getBytes("UTF-8");
            out.write(buf);
            clientSocket.shutdownOutput();
            
            out.close();
            
        
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

客户端

package cn.sxt02.net01;

import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.net.Socket;

public class Client01 {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("客户端运行...");
        
        // 【1】创建客户端socket
        Socket socket = null;
        try {
            socket = new Socket("192.168.2.56", 8000);
            
            // 【2】接收来自服务器的消息
            InputStream in = socket.getInputStream();
            byte[] buf = new byte[1024];
            int len = in.read(buf);
            
            String msg = new String(buf, 0, len, "UTF-8");
            System.out.println(msg);
            
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

常见问题：

【1】端口被占用

java.net.BindException: Address already in use: JVM_Bind
    at java.net.DualStackPlainSocketImpl.bind0(Native Method)
    at java.net.DualStackPlainSocketImpl.socketBind(DualStackPlainSocketImpl.java:106)
    at java.net.AbstractPlainSocketImpl.bind(AbstractPlainSocketImpl.java:387)
    at java.net.PlainSocketImpl.bind(PlainSocketImpl.java:190)
    at java.net.ServerSocket.bind(ServerSocket.java:375)
    at java.net.ServerSocket.<init>(ServerSocket.java:237)
    at java.net.ServerSocket.<init>(ServerSocket.java:128)
    at cn.sxt01.net02.Server01.main(Server01.java:19)

【2】服务器未启动

[3] 连接超时异常 SocketTimeoutException

当网速很慢时，可能发生连接超时异常。

1.4  UDP 编程

UDP编程中，如果要完成通信，通信双方必须要创建DatagramSocket，通过DatagramSocket完成通信。

数据报包用来实现无连接包投递服务。每条报文仅根据该包中包含的信息从一台机器路由到另一台机器

UDP步骤：

【1】创建一个DategramScoket用于表示发送端，通过send方法发送数据报

[2] 创建一个DatagramSocket用于表示接收端，通过receive方法发送数据报

需求:完成一次单向的UDP通信。

发送端

public static void main(String[] args) {
        
        // 发送端:主动发送信息
        System.out.println("发送端开始发送信息...");
        // 【1】创建socket并指定发送数据的端口
        DatagramSocket socket = null;
        try {
            socket = new DatagramSocket(8000);
            
            // 【2】创建数据报包
            String msg = "hello B";
            byte[] buf = msg.getBytes("UTF-8");
            DatagramPacket dp = new DatagramPacket(buf, buf.length, InetAddress.getLocalHost(), 9000);
            
            // 【3】发送
            socket.send(dp);
            
            // 【4】关闭
            socket.close();
        } catch (SocketException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (UnsupportedEncodingException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (UnknownHostException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

接收端

public static void main(String[] args) {
        // 接收端:接收信息
        System.out.println("启动接收端...");
        // 【1】创建一个 DatagramSocket
        DatagramSocket socket = null;
        try {
            socket = new DatagramSocket(9000);
            // 【2】接收消息
            byte[] buf = new byte[1024];
            DatagramPacket dp = new DatagramPacket(buf, buf.length);
            System.out.println("等待接收信息...");
            socket.receive(dp);
            System.out.println("接收完成...");
            
            // 处理接收的信息
            String msg = new String(buf, 0, dp.getLength(), "UTF-8");
            System.out.println(msg);
            
        } catch (SocketException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }