网络编程一 —— Java.net包

Java.net包

Java.net包下常用的功能大致分为如下几个部分:

分类

地址

地址(IP)是指主机地址或者用作主机的标识符或者用作套接字端点标识符。
例如:主机的IP地址为123.123.123.123,主机的Host为“COM12345”。

地址最常用的类是InetAddress,它表示Internet协议下IP地址。它的用法如下:

// 获取本机的IP地址和主机名
try {
    InetAddress address = InetAddress.getLocalHost();
    System.out.println("IP地址: " + address.getHostAddress());
    System.out.println("主机名 : " + address.getHostName());
} catch (UnknownHostException e) {
    e.printStackTrace();
}

根据IP地址或者主机名获得InetAddress:

try {
    InetAddress address = InetAddress.getByName("123.123.123.123");
    System.out.println("IP地址: " + address.getHostAddress());
    System.out.println("主机名 : " + address.getHostName());
} catch (UnknownHostException e) {
    e.printStackTrace();
}

套接字

在客户机/服务器工作模式中,在Server端,要准备接受多个Client端计算机的通信。为此,除用IP地址标识Internet上的计算机之外,另还引入端口号,用端口号标识正在Server端后台服务的线程。端口号与IP地址的组合称为网络套接字(socket)。

java.net 包提供 4 种套接字:

  • Socket: 是 TCP 客户端 API,通常用于连接远程主机。
  • ServerSocket: 是 TCP 服务器 API,通常接受源于客户端套接字的连接。
  • DatagramSocket: 是 UDP 端点 API,用于发送和接收数据包
  • MulticastSocket :是 DatagramSocket 的子类,在处理多播组时使用。

使用 TCP 套接字的发送和接收操作需要借助 InputStream 和 OutputStream 来完成,这两者是通过Socket.getInputStream()Socket.getOutputStream() 方法获取的。

实例会在后面介绍TCP和UDP的时候介绍。

网络接口

网络接口在java.net包中特指NetworkInterface类,它提供 API 以浏览和查询本地机器的所有网络接口(例如,以太网连接或 PPP 端点)。只有通过该类才可以检查是否将所有本地接口都配置为支持 IPv6。

一般用它来获取某一个网卡的信息,或者本机所有网卡的信息,用法如下:

try {
    // 通过真实的网卡名获取接口
    NetworkInterface ni = NetworkInterface.getByName("eth4");

    // 通过InetAddress获取接口
    InetAddress address = InetAddress.getLocalHost();
    NetworkInterface ni1 = NetworkInterface.getByInetAddress(address);

    // 获取本机所有网络接口
    Enumeration<NetworkInterface> nis = NetworkInterface.getNetworkInterfaces();
    while (nis.hasMoreElements()) {
        // ...
    }

} catch (SocketException e) {
    e.printStackTrace();
} catch (UnknownHostException e) {
    e.printStackTrace();
}

资源标识符/定位符

URI: 全称统一资源标识符,它是一种采用特定的语法标识一个资源的字符串表示,简记为它是标识一个资源的字符串。
它的格式为:

//模式:模式特定部分
scheme:scheme specific part 

模式一般格式有:

  • data:: 链接中直接包含经过BASE64编码的数据
  • file::本地磁盘上的文件
  • ftp::FTP服务器
  • http::使用超文本传输协议
  • mailto::电子邮件的地址

模式特定部分没有特别的要求,但一般都遵守同一种结构形式:

//授权机构/路径?查询参数

//authority/path?query

例如:

模式://授权机构/路径?查询参数

http://www.baidu.com/s?ie=utf-8

URI获取各个模式部分:

URI uri = URI.create("http://www.baidu.com/s?ie=UTF-8");
System.out.println(uri.getScheme()); // http
System.out.println(uri.getAuthority()); // www.baidu.com
System.out.println(uri.getHost()); // www.baidu.com
System.out.println(uri.getPath()); // /s
System.out.println(uri.getPort()); // -1
System.out.println(uri.getRawQuery()); // ie=UTF-8

解析URI:

URI uri1 = URI.create("http://www.baidu.com:8080/abc.html");
URI uri2 = URI.create("/replace.html");

// 替换URL路径
URI uri = uri1.resolve(uri2);
System.out.println(uri); // http://www.baidu.com:8080/replace.html

URI uri3 = URI.create("http://www.baidu.com:8080/");
// 解析出相对路径
URI uriNew = uri3.relativize(uri1);
System.out.println(uriNew); // abc.html

URL:也就是统一资源位置。实际上,URL就是一种特殊的URI,它除了标识一个资源,还会为资源提供一个特定的网络位置,客户端可以通过它来获取URL对应的资源。
它的格式为:

protocol://userInfo@host:port/path?query#fragment

协议://用户信息@主机名:端口/路径?查询#片段

创建URL的几种方式:

URL url = new URL("http", "192.168.123.123", 8080, "/index");
System.out.println(url.toString()); // http://192.168.123.123:8080/index

URL url1 = new URL("http://192.168.123.123:8080/index"); 
System.out.println(url1.toString()); // http://192.168.123.123:8080/index

URL url2 = new URL("http", "192.168.123.123", "/index");
System.out.println(url2.toString()); // http://192.168.123.123/index

URL context = new URL("http", "192.168.123.123", "/index");
URL url3 = new URL(context, "/login");
System.out.println(url3.toString()); // http://192.168.123.123/login

URL中常用的方法:

// 输出网络地址的内容
URL url = new URL("https://www.baidu.com");
InputStream stream = url.openStream();
byte[] bytes = new byte[1024];
while (stream.read(bytes, 0, bytes.length) != -1) {
    String str = new String(bytes);
    System.out.println(str);
}
stream.close();


//获取模式(协议)
url.getProtocol()

//获取主机名
url.getHost()

//获取授权机构,一般是host:port的形式
url.getAuthority()

//获取端口号port
url.getPort()

//返回协议的默认端口,如http协议的默认端口号为80,如果没有指定协议的默认端口则返回-1
url.getDefaultPort()

//返回URL字符串中从主机名后的第一个斜杆/一直到片段标识符的#字符之前的所有字符
//https://localhost:8080/search?name=doge#anchor-1
url.getFile() //  /search?name=doge

//返回的值和getFile()相似,但是不包含查询字符串
//https://localhost:8080/search?name=doge#anchor-1
url.getPath() // /search

//返回URL的片段标识符部分
url.getRef()

//返回URL的查询字符串
url.getQuery()

//返回URL中的用户信息,不常用
url.getUserInfo()

URL的编码:URL出现的时候,Unicode没有普及,因此当时规定字符必须是ASCII中的子集。所以,其他字符要使用时,必须经过编码转换成ASCII码后才能识别。

String baseUrl = "http://localhost:9090";
String path = "/index?name=派大星doge";
String encode = URLEncoder.encode(path, "UTF-8");
System.out.println(baseUrl + encode); // http://localhost:9090%2Findex%3Fname%3D%E6%B4%BE%E5%A4%A7%E6%98%9Fdoge

String decode = URLDecoder.decode(encode, "UTF-8");
System.out.println(baseUrl + decode); // http://localhost:9090/index?name=派大星doge