9、网络

一、基本概念

  • 1、网络
    将不同区域的计算机连接到一起,按范围的从小到大顺序分成局域网、城域网、互联网。
  • 2、地址:IP地址,确定网络上一个绝对的地址
  • 3、端口号:区分计算机上各个软件,共2个字节,0-65535,共65536个端口号
    注意:
    • 3.1:在同一个协议下端口号不能重复,不同协议下可以重复
    • 3.2:1024一下的端口号是预留给一些知名厂商的,最好不要使用。
  • 4、资源定位:URL统一资源定位符,URI表示统一资源,属于URL的一部分。
  • 5、数据的传输
    • 5.1 协议:TCP协议和UDP协议
      TCP:必须先连接上再通信,“三次握手”。面向连接,安全可靠。但是效率相对低下。类似于打电话。
      UDP:非面向连接,安全性较低,但是效率较高。类似于发短信。
    • 5.2 传输
      需要先封装,接收到的数据需要拆分。

二、相关类的使用

2.1 InetAddress类和InetSocketAddress类

2.1.1 InetAddress类

InetAddress类封装计算机的ip地址和DNS,不包含端口。

  • 1、静态方法获取对象:
InetAddress.getLocalHost();
InetAddress.getByName("www.163.com");
InetAddress.getByName("192.168.2.23");

这单个方法都返回InetAddress实例对象。

  • 2、方法
getHostAddress()返回ip
getHostName()返回域名,本机为计算机名

相关例子:

package cn.itcast.day185.InetAddress_InetSocketAddress;
import java.net.InetAddress;
import java.net.UnknownHostException;
public class InetDemo01 {
    public static void main(String[] args) throws UnknownHostException {
        InetAddress addr = InetAddress.getLocalHost();
        System.out.println(addr.getHostAddress());//10.170.48.193
        System.out.println(addr.getHostName());//yj-PC
        
        addr = InetAddress.getByName("www.163.com");
        System.out.println(addr.getHostAddress());//219.145.184.60
        System.out.println(addr.getHostName());//www.163.com
        
        addr = InetAddress.getByName("219.145.184.60");
        System.out.println(addr.getHostAddress());//219.145.184.60
        System.out.println(addr.getHostName());//可能是219.145.184.60或者是www.163.com
    }
}

2.1.2 InetSocketAddress类

InetSocketAddress是在InetAddress基础上封装了端口号。

  • 1、静态方法
public static InetSocketAddress createUnresolved(String host, int port)
  • 2、构造器
public InetSocketAddress(InetAddress addr, int port)
public InetSocketAddress(String hostname, int port)//用的最多
public InetSocketAddress(int port)

相关例子:

package cn.itcast.day185.InetAddress_InetSocketAddress;
import java.net.InetAddress;
import java.net.InetSocketAddress;
import java.net.UnknownHostException;

public class InetSocketDemo01 {
    public static void main(String[] args) throws UnknownHostException {
        InetSocketAddress address = new InetSocketAddress("localhost", 9999);
        System.out.println(address.getHostName());//localhost
        System.out.println(address.getPort());//9999
        
        InetAddress addr = address.getAddress();
        System.out.println(addr.getHostAddress());//0:0:0:0:0:0:0:1
        System.out.println(addr.getHostName());//localhost  
    }
}

2.2 URL和URI

  • URI:统一资源标识符,用来唯一的标识一个资源
  • URL:统一资源定位器,是一种具体的URI,即包含URI
  • URL:由四部分组成
    协议(默认),存放资源的主机域名,端口号(默认是80),资源文件名URL类。创建用的比较多的是:
public URL(String spec)//绝对路径构建
public URL(URL context, String spec)//相对路径构建

例1:

package cn.itcast.day186.URL;
import java.net.MalformedURLException;
import java.net.URL;
public class URLDemo01 {
    public static void main(String[] args) throws MalformedURLException {
        
        //绝对路径构建
        URL url = new URL("http://www.baidu.com:80/index.html#aa?username=csdn");
        System.out.println("协议:" + url.getProtocol());//http
        System.out.println("域名: " + url.getHost());//www.baidu.com
        System.out.println("端口: " + url.getPort());//80
        System.out.println("资源: " + url.getFile());//  /index.html
        System.out.println("相对路径: " + url.getPath());// /index.html
        System.out.println("锚点: " + url.getRef());//aa?username=csdn
        System.out.println("参数: " + url.getQuery());//存在锚点则为空null,否在返回正确
        
        //相对路径构建
        url = new URL("http://www.baidu.com/a/");
        url = new URL(url, "b.txt");
        System.out.println(url.toString());//http://www.baidu.com/a/b.txt
    }
}

例2:获取网络资源

package cn.itcast.day186.URL;
import java.io.BufferedReader;
import java.io.BufferedWriter;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.OutputStreamWriter;
import java.net.MalformedURLException;
import java.net.URL;
//获取资源:源代码
public class URLDemo02 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        
        URL url = new URL("http://www.baidu.com");//访问主页,即默认资源
        
        //获取资源网络流
        /*InputStream in = url.openStream();
        byte[] buffer = new byte[1024];
        int len = 0;
        while((len = in.read(buffer)) != -1){
            System.out.println(new String(buffer, 0, len));
        }
        in.close();*/
        
        //使用转换流
        BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(url.openStream(), "UTF-8"));
        BufferedWriter bw = new BufferedWriter(
                new OutputStreamWriter(new FileOutputStream("C:\\Users\\yj\\Desktop\\test.html"), "UTF-8"));
        String message = null;
        while((message = br.readLine()) != null){
            //System.out.println(message);
            bw.append(message);
            bw.newLine();
        }
        bw.flush();
        bw.close();
        br.close();
    }
}

说明:这里获取网络资源比较简单,主要注意url.openStream()的使用。

三、UDP

UDP以数据为中心,不安全,非面向连接,数据可能丢失,但是效率较高。

3.1 类DatagramSocket和DatagramPacket

使用步骤:

  • 1、客户端
    (1)创建客户端DatagramSocket类 + 指定端口
    (2)准备数据 必须使用字节数组
    (3)打包DatagramPacket+服务器的地址和端口
    (4)发送
    (5)释放资源

  • 2、服务器端
    (1)创建服务端DatagramSocket类+ 指定端口
    (2)准备接收的容器(字节数组),封装DatagramPacket
    (3)使用包接收数据
    (4)分析数据
    (5)释放资源

  • 3、注意
    发送的数据一定要转换成字节数组,同时udp不是面向连接的,就算服务端没有开启,客户端这边运行也不会报错。

下面通过一个例子进行说明,
客户端:

package cn.itcast.day187.UDP;
import java.io.ByteArrayOutputStream;
import java.io.DataOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetSocketAddress;
//客户端
//注意:要先开启服务端,但是先开启客户端也不会报错,但是数据会丢失。因为不是面向连接的
public class MyClient {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //1、创建客户端+端口
        DatagramSocket client = new DatagramSocket(6666);//注意和服务端的端口不要冲突
        //2、准备数据,数据必须是字节数组
        String message = "udp编程";
        
        //double 类型,需要将double类型转换为字节数组
        double num = 89.12;
        
        //byte[] data = message.getBytes();
        byte[] data = convert(num);
        
        //3、将数据打包, 需要发送地址和端口
        DatagramPacket packet = new DatagramPacket(data, data.length, new InetSocketAddress("localhost", 8888));
        //4、发送数据
        client.send(packet);
        //5、释放资源
        client.close();
    }
    //double-->字节数组
    public static byte[] convert(double num) throws IOException{
        byte[] data = null;
        ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();
        DataOutputStream dos = new DataOutputStream(bos);
        dos.writeDouble(num);
        dos.flush();
        
        //获得数据
        data = bos.toByteArray();
        dos.close();
        
        return data;
    }
}

服务端:

package cn.itcast.day187.UDP;
import java.io.ByteArrayInputStream;
import java.io.DataInputStream;
import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
//服务端
public class MyServer {
    
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //1、创建服务器+ 端口
        DatagramSocket server = new DatagramSocket(8888);//有可能端口被占用
        //2、准备接收容器
        byte[] container = new byte[1024];
        //3、封装成包,下面这个构造函数是用来接收的
        DatagramPacket packet = new DatagramPacket(container, container.length);
        //4、接收数据
        server.receive(packet);
        //5、分析数据
        //byte[] data = packet.getData();
        
        double data = convert(packet.getData());
        int len = packet.getLength();
        
        //System.out.println(new String(data, 0, len));
        System.out.println(data);
        
        //6、释放资源
        server.close();
    }
    
    //字节数组-->Data 输入流
    public static double convert(byte[] data) throws IOException{
        DataInputStream dis = new DataInputStream(new ByteArrayInputStream(data));
        double num = dis.readDouble();
        dis.close();
        return num;
    }
}

说明:主要的使用步骤在程序中已经标明,要注意基本数据类型转换成字节数组的方法。

四、TCP

socket通信:我们可以将socket理解为服务端和客户端之间的一条通道

  • (1)基于tcp协议,建立稳定连接的点对点的通信
    实时、快速、安全性高、占用系统资源多、效率低
  • (2)请求-响应 模式
    • 客户端(Socket
      在网络通信中,第一次主动发起通讯的程序被称作客户端程序,客户端的端口是自动分配的
    • 服务端(ServerSocket
      第一次通讯中等待连接的程序被称作服务端程序,服务端的端口需要我们自己指定

相关例子
客户端:

package cn.itcast.day189.socket_;
import java.io.DataInputStream;
import java.io.IOException;
import java.net.Socket;
import java.net.UnknownHostException;
//必须先启动服务器后连接
public class MyClient {
    public static void main(String[] args) throws UnknownHostException, IOException {
        //1、创建客户端,必须指定服务器+端口,此时就在连接,如果不启动服务器则会报异常
        Socket socket = new Socket("localhost", 8888);
        //2.接收数据
        /*BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
        String message = br.readLine();//阻塞式方法,在读取数据时必须要有行结束符*/
        DataInputStream dis = new DataInputStream(socket.getInputStream());
        String message = dis.readUTF();
        System.out.println(message);
    }
}

服务端:

package cn.itcast.day189.socket_;
import java.io.DataOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;

public class MyServer {
    
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //1、创建服务端,指定端口,这里可以指定端口为8888,即使客户端也是用8888,因为不同协议端口可以重复
        ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8888);
        //2、接收客户端的连接,阻塞式的
        Socket socket = serverSocket.accept();
        System.out.println("一个客户端建立连接");//当运行程序,然后在浏览器访问此端口,则会打印
        
        //3.发送数据和接收数据
        String message = "欢迎使用";
        /*
        //输出流
        BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(socket.getOutputStream()));
        bw.write(message);
        bw.newLine();//向流中添加一个行结束符
        bw.flush();
        //不要关闭
        */
        DataOutputStream dos = new DataOutputStream(socket.getOutputStream());
        dos.writeUTF(message);
        dos.flush();    
    }
}

说明:这里我们只是给出了最基本的使用方法,更深层次的内容还需要再研究。

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