探索Java中的网络编程技术

短命女 2021-07-25 00:44 401阅读 0赞

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## 前言 ##

感谢! 承蒙关照~

> 探索Java中的网络编程技术

网络编程就是`io`技术和网络技术的结合,网络模型的定义,只要共用网络模型就可以两者连接.网络模型参考.

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图片说明

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图片说明

一座塔有七层,我们需要闯关.

第一层物理层->第二层数据链路层->第三层网络层->第四层传输层->第五层会话层->第六层表示层->第七层应用层.

物理层是主要定义物理设备标准,数据链路层是主要讲从物理层接收的数据进行`MAC`地址(网卡的地址)的封装与解封装.这层的数据较帧.

网络层是将从下层接收到的数据进行`IP`地址的封装和解封装.传输层是定义一些传输数据的协议和端口号.

会话层是将通过传输层建立数据传输的通路.表示层是进行对接收的数据进行解释,加密与解密.

应用层主要是一些终端的应用.

> 应用层 --> 传输层 --> 网络层 --> 主机至网络层

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图片说明

![format_png 4][]

图片说明

> 电脑通讯要点：  
> 一需要`IP`地址：`InetAddress`(互联网协议即是规则)  
> 二需要端口号  
> 三需要传输协议

`IP`地址,网络中设备的标识,不容易记住,可以用主机名,本地回环地址: `127.0.0.1` 主机名就是 `localhost`了.所谓局域网就是局部范围内的,互联网就是全球的.

端口号是用来标识进程的逻辑地址,不同进行的标识,有效的端口为`0到65535`,其中`0到1024`系统使用或保留的端口.

传输协议即是通讯的规则,常见的协议为`TCP`, `UDP`.

`java.net`

## 类 `InetAddress` ##

java.lang.Object
    -> java.net.InetAddress

所有已实现的接口有:

Serializable

直接已知子类:

Inet4Address, Inet6Address

public class InetAddress extends Object implements Serializable

这个类表示互联网协议已地址.

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图片说明

![format_png 6][]

图片说明

## `Class Inet6Address` ##

java.lang.Object
    java.net.InetAddress
    java.net.Inet6Address

public final class Inet6Address extends InetAddress

![format_png 7][]

图片说明

获取`ip`地址:

public class IPDemo {
     public static void main(String[] args) throws UnknownHostException {
      //获取本地主机地址对象
      InetAddress ip = InetAddress.getLocalHost();
      System.out.println(ip.getHostAddress() + ":" + ip.getHostName());
     }
    }

## 域名解析 ##

C:\WINDOWS\system32\drivers\etc

## `InetAddress`方法 ##

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>类型</th> 
   <th>方法</th> 
   <th>说明</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td><code>boolean</code></td> 
   <td><code>equals(Object obj)</code></td> 
   <td>将此对象与指定对象进行比较</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><code>byte[]</code></td> 
   <td><code>getAddress()</code></td> 
   <td>返回此<code>InetAddress</code>对象的原始<code>ip</code>地址.</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><code>static InetAddress[]</code></td> 
   <td><code>getAllByName(String host)</code></td> 
   <td>给定主机的名称,根据系统上配置的名称服务返回其<code>ip</code>地址数组.</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><code>static InetAddress</code></td> 
   <td><code>getByAddress(byte[] addr)</code></td> 
   <td>给出原始<code>IP</code>地址的<code>InetAddress</code>对象</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><code>static InetAddress</code></td> 
   <td><code>getByAddress(String host, byte[] addr)</code></td> 
   <td>根据提供的主机名和<code>ip</code>地址创建<code>InetAddress</code></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><code>static InetAddress</code></td> 
   <td><code>getByName(String host)</code></td> 
   <td>确定主机名称的<code>ip</code>地址</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><code>String</code></td> 
   <td><code>getCanonicalHostName()</code></td> 
   <td>获取此<code>ip</code>地址的完全限定域名</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><code>String</code></td> 
   <td><code>getHostAddress()</code></td> 
   <td>返回文本显示中的<code>ip</code>地址字符串</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><code>String</code></td> 
   <td><code>getHostName()</code></td> 
   <td>获取此<code>ip</code>地址的主机名</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

## 网络编程： ##

1，网络模型：7层--->4层

> 端口

1.  用于标识进程的逻辑地址,不同进程的标识
2.  有效端口:0到65535,而0到1024系统使用或保留端口

> 传输协议

## 常见协议```TCP``UDP``` ##

TCP和UDP的区别：

TCP: 面向连接,通过三次握手完成,速度慢,可靠。  
UDP: 面向无连接,速度快,不可靠。

`UDP`是将数据及其源和目的封装成数据包中,不需要建立连接,每个数据报的大小在限制在`64k`内,因无连接,是不可靠的协议,不需要连接,但是速度快.

`TCP`是需要进行连接的,形成传输数据的通道,在连接中进行大数据量传输,通过三次握手完成连接,是可靠的协议,效率低即是速度慢一点.

> 网络编程-Socket

网络通讯的要素：

1.  ip
2.  端口
3.  传输协议

> ip是用于标识网络中主机的数字标识,而端口是用于标识应用程序的数字,还有传输协议是用于进行数据传输的规则.

实现UDP的通信,TCP传输：客户端，服务端.

`Socket`是网络服务提供的一种机制,是通信两端必备的,都要有`Socket`,网络通信其实就是`Socket`间的通信,数据在两个`Socket`间通过`io`传输.

## 两端发送端和接收端-`UDP` ##

`UDP发送端`Demo

public class UDPSend{
     public static void main(String[] args){
      System.out.println("udp发送端");
     }
    }

DatagramSocket

public class DatagramSocket extends Object

此类表示用来发送和接收数据报包的套接字.

数据报套接字是包投递服务的发送或接收点.每个在数据报套接字上发送或接收的包都是单独编址和路由的.从一台机器发送到另一台机器的多个包可能选择不同的路由,也可能按不同的顺序到达.

在`DatagramSocket`上总是启动`UDP`广播发送.为了接收广播包,将`DatagramSocket`绑定到通配符地址.

![format_png 8][]

图片说明

void receive(DatagramPacket p)
    从此套接字接收数据报包
    send(DatagramPacket p)
    从此套接字发送数据报包

public class UDPSend{
     public static void main(String[] args) throws IOException{
      System.out.println("udp发送端");
      DatagramSocket ds = new DatagramSocket();
      String text = "hello";
      byte[] buf = text.getBytes();
      // 将数据转成字节数组
      DatagramPacket dp = new DatagramPacket(buf, buf.length, InetAddress.getByName("123.23232.323.2"),10000);
      ds.send(dp);
      ds.close();
     }
    }
    // 建立upd的socket,具备发送或接收功能
    // 将数据封装到数据包中,数据包对象是DatagramPacket.
    // 使用socket对象的send方法将数据包发出去.
    // 关闭资源

`udp`接收端

public class updDemo {
     public static void main(String[] args) throws IOException {
      System.out.println("udp 接收端");
      // 先有udpsocket服务
      // 接收数据
      DatagramSocket ds = new DatagramSocket();
      byte[] buf = new byte[1024];
      DatagramPacket dp = new DatagramPacket(buf, buf.length);
      ds.receive(dp);
      String ip = dp.getAddress().getHostAddress();
      int port = dp.getPort():
      String text = new String(dp.getData(),0,dp.getLength());
      // 关闭资源。
      ds.close();
     }
    }

receive

public void receive(DatagramPacket p) throws IOException
    此套接字接收数据报包

实现UDP的通信,udp传输涉及的两个对象,即可以发送，又可以接收.TCP传输：客户端，服务端.

`UDP`键盘输入

public class UDPSend {
        public static void main(String[] args) throws IOException {
            System.out.println("udp 发送端 run");
    //      1，建立udp的socket它具备者发送或者接收功能。
            DatagramSocket ds = new DatagramSocket(9999);
    //      2，将数据封装到数据包中。数据包对象是DatagramPacket。数据来自于键盘录入。
            BufferedReader bufr = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
            String line = null;
            while((line=bufr.readLine())!=null){
                if("over".equals(line)){
                    break;
                }
                byte[] buf = line.getBytes();//将数据转成字节数组。
    //          将字节数组封装到数据包中。
                DatagramPacket dp = new DatagramPacket(buf, buf.length, InetAddress.getByName("192.168.1.223"), 10001);
    //          3，使用socket对象的send方法将数据包发送出去。
                ds.send(dp);
            }
    //      4，关闭资源。
            ds.close();
        }
    }

public class UDPRece {
        public static void main(String[] args) throws IOException {
            System.out.println("udp2 接收端 run");
            DatagramSocket ds = new DatagramSocket(10001);
            while (true) {
                // 2，接收数据。
                // 3，先定义数据包。
                byte[] buf = new byte[1024];
                DatagramPacket dp = new DatagramPacket(buf, buf.length);
                ds.receive(dp);
                // 4，通过数据包对象获取数据包的内容，发送端的ip。发送端的端口，发送过来的数据。
                String ip = dp.getAddress().getHostAddress();
                int port = dp.getPort();
                String text = new String(dp.getData(), 0, dp.getLength());
    
                System.out.println(ip + ":" + port + ":" + text);
            }
            // 5，关闭资源。
    //      ds.close();
        }
    }

案例:

public class UDPChatTest {
        public static void main(String[] args) throws IOException {
            //发送端的socket 接收端的socket
            DatagramSocket sendSocket = new DatagramSocket();
            DatagramSocket receSocket = new DatagramSocket(10002);
            
            //创建任务对象。
            Send send = new Send(sendSocket);
            Rece rece = new Rece(receSocket);
            
            //创建线程并开启。
            Thread t1 = new Thread(send);
            Thread t2 = new Thread(rece);
            t1.start();
            t2.start();
        }
    
    }
    
    // 发送任务
    class Send implements Runnable {
    
        private DatagramSocket ds;
    
        public Send(DatagramSocket ds) {
            super();
            this.ds = ds;
        }
    
        @Override
        public void run() {
            try {
                BufferedReader bufr = new BufferedReader(new InputStreamReader(
                        System.in));
                String line = null;
                while ((line = bufr.readLine()) != null) {
                    byte[] buf = line.getBytes();// 将数据转成字节数组。
                    DatagramPacket dp = new DatagramPacket(buf, buf.length,
                            InetAddress.getByName("1928.1.223"), 10002);
                    ds.send(dp);
                    if ("886".equals(line)) {
                        break;
                    }
                }
    
                // 4，关闭资源。
                ds.close();
            } catch (IOException e) {
    
            }
        }
    }
    
    // 接收任务。
    class Rece implements Runnable {
    
        private DatagramSocket ds;
    
        public Rece(DatagramSocket ds) {
            super();
            this.ds = ds;
        }
    
        @Override
        public void run() {
            while (true) {
    
                try {
                    byte[] buf = new byte[1024];
                    DatagramPacket dp = new DatagramPacket(buf, buf.length);
                    ds.receive(dp);// 阻塞
                    
                    String ip = dp.getAddress().getHostAddress();
                    int port = dp.getPort();
                    String text = new String(dp.getData(), 0, dp.getLength());
                    System.out.println(ip + ":" + port + ":" + text);
                    if(text.equals("886")){
                        System.out.println(ip+"....离开聊天室");
                    }
                } catch (IOException e) {
    
                }
            }
    
        }
    
    }

`tcp`案例:

public class TCPClient {
        public static void main(String[] args) throws IOException {
            System.out.println("客户端运行.......");
    //      1，建立tcp的客户端socket。明确服务端的地址和端口。
            Socket s = new Socket("192.1.223",10003);
    //      2，如果通道建立成功就会出现socket io流。
    //          客户端需要做的就获取socket流的中输出流将数据发送目的地服务端。
            OutputStream out = s.getOutputStream();
    //      3，通过socket输出流将数据发送。
            out.write("hello tcp 来了！".getBytes());
    //      4，关闭资源。
            s.close();
        }
    }

public class TCPServer {
        public static void main(String[] args) throws IOException {
            System.out.println("服务端开启.....");
            ServerSocket ss = new ServerSocket(10003);
            while (true) {
                Socket s = ss.accept();
                String ip = s.getInetAddress().getHostAddress();
    
                InputStream in = s.getInputStream();
                byte[] buf = new byte[1024];
                int len = in.read(buf);
                String text = new String(buf, 0, len);
                System.out.println(text);
                s.close();
            }
        }
    }

案例:

public class TCPClient2 {
        public static void main(String[] args) throws UnknownHostException, IOException {
            System.out.println("客户端2 启动.......");
            Socket s = new Socket("192.1623", 10004);
            OutputStream out = s.getOutputStream();
            out.write("服务端，我来了".getBytes());
            InputStream in = s.getInputStream();
            byte[] buf = new byte[1024];
            int len = in.read(buf);
            String text = new String(buf,0,len);
            System.out.println(text);
    //      关闭资源。
            s.close();
        }
    }

public class TCPSever2 {
        public static void main(String[] args) throws IOException {
            System.out.println("服务端2启动.....");
            ServerSocket ss = new ServerSocket(10004);
            while (true) {
                // 获取客户端对象。
                Socket s = ss.accept();
                // 读取客户端的发送过来的数据
                InputStream in = s.getInputStream();
                byte[] buf = new byte[1024];
                int len = in.read(buf);
                String text = new String(buf, 0, len);
                System.out.println(text);
                // 给客户端回馈数据。
                OutputStream out = s.getOutputStream();
                out.write("客户端，我已到收到，哦耶！".getBytes());
                // 关闭客户端
                s.close();
            }
            // 关闭服务端。如果不断的获取客户端，不用关闭服务端。
    //      ss.close();
        }
    }

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> 简书博客： 达叔小生  
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## 结语 ##

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[format_png 7]: /images/20210724/301a00a95a804ba9b7e4917de269cef5.png
[format_png 8]: /images/20210724/9a3c20981b084bfabcd71a37f5baf447.png
[format_png 9]: /images/20210724/2fedad2f935e4c5994ba85c76dab1531.png