网络编程学习

一、网络编程基础概念

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主要内容：
1.1什么是计算机网络
1.2网络通信的两个要素
1.3通信协议

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1.1什么是计算机网络

把分布在不同地理区域的计算机与专门的外部设备用通信线路互连成一个规模大、功能强的网络系统，从而使众多的计算机可以方便地互相传递信息、 共享硬件、软件、数据信息等资源。
网络编程的目的：传播交流信息、数据交换、通信。

1.2网络通信的两个要素：

IP、端口

1.2.1IP地址

IP地址：是网络中设备的唯一标识，相当于计算机的身份证。
类别：分为IPV4和IPV6
特殊IP地址：127.0.0.1是回送地址，代表本机地址，一般用来测试
域名：是用来方便记忆IP地址的
InetAdderss类表示Internet协议（IP）地址
常用方法：

方法名	说明
static InetAddress getByName(String host)	确定主机名称的IP地址 主机名称可以是机器名称 也可以是IP
String getHostName()	获取此IP地址的主机名
String getHostAddress()	返回文本显示中的IP地址字符串

package com.Study;

import java.net.InetAddress;
import java.net.UnknownHostException;


public class InetAddressDemo {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            //查询本机地址
            InetAddress InetByName1 = InetAddress.getByName("172.0.0.1");
            System.out.println(InetByName1);
            InetAddress InetByName2 = InetAddress.getByName("localhost");
            System.out.println(InetByName2);
            InetAddress InetByName3 = InetAddress.getLocalHost();
            System.out.println(InetByName3);

            //查询网站IP地址
            InetAddress InetByName4 = InetAddress.getByName("www.baidu.com");
            System.out.println(InetByName4);

            //常用方法
            System.out.println(InetByName4.getCanonicalHostName());//获取规范域名
            System.out.println(InetByName4.getAddress());//获取原始IP地址
            System.out.println(InetByName4.getHostAddress());//返回文本显示中的IP地址字符串
            System.out.println(InetByName4.getHostName());//获取此IP地址的主机名
        } catch (UnknownHostException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

1.2.2端口

端口表示计算机上的一个程序的进程：

（1）不同的进程有不同的端口号，用来区分软件
（2）规定端口号取值为0-65535
（3）单个协议下，端口号不能冲突
端口分类：
公有端口0-1023
HTTP：80
HTTPS：443
FTP：21
Telent：23
程序注册端口：1024-49151 分配给用户和程序
Tomcat：8080
MySQL：3306
Oracle：1521
动态私有端口：49152-65535

常用DOS命令：
netstat -ano ：查看所有端口
netstat -ano|findstr “5900” ：查看指定的端口
tasklist|findstr “8699” ：查看指定端口的进程
ipconfig ：查看本机IP地址
ping IP地址：检查网络是否连通

package com.Study;

import org.w3c.dom.ls.LSOutput;

import java.net.InetSocketAddress;


public class InetSocketAddressDemo {
    public static void main(String[] args) {
        InetSocketAddress inetSocketAddress1 = new InetSocketAddress("127.0.0.1",8080);
        InetSocketAddress inetSocketAddress2 = new InetSocketAddress("localhost",8080);
        System.out.println(inetSocketAddress1);
        System.out.println(inetSocketAddress2);

        System.out.println(inetSocketAddress1.getAddress());
        System.out.println(inetSocketAddress2.getHostName());
        System.out.println(inetSocketAddress1.getPort());

    }
}

1.3通信协议

通信协议：双方必须遵循的规则和约定。 确保网络中数据顺利地传送到确定的地方。

常见协议：
协议主要分为两种，一种是TCP协议一种是UDP协议，

TCP（传输控制协议）：定义了两台计算机之间进行可靠的传输而交换的数据和确认信息的格式，以及计算机为了确保数据的正确到达而采取的措施。协议规定了TCP软件怎样识别给定计算机上的多个目的进程如何对分组重复这类差错进行恢复。协议还规定了两台计算机如何初始化一个TCP数据流传输以及如何结束这一传输。TCP最大的特点就是提供的是面向连接、可靠的字节流服务。
UDP（用户数据报协议）：是一个简单的面向数据报的传输层协议。提供的是非面向连接的、不可靠的数据流传输。UDP不提供可靠性，也不提供报文到达确认、排序以及流量控制等功能。它只是把应用程序传给IP层的数据报发送出去，但是并不能保证它们能到达目的地。因此报文可能会丢失、重复以及乱序等。但由于UDP在传输数据报前不用在客户和服务器之间建立一个连接，且没有超时重发等机制，故而传输速度很快。

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二、TCP

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主要内容：
2.1TCP实现聊天
2.2TCP文件上传实现

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2.1TCP实现聊天

客户端：
要知道一个服务器的地址、端口号
创建一个socket连接
发送消息IO流
释放资源

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

//客户端
public class TcpClientDemo01 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //1.要知道一个服务器的地址、端口号
        InetAddress serverIP = InetAddress.getByName("localhost");
        int port = 9999;
        //2.创建一个socket连接
        Socket socket = new Socket(serverIP, port);
        //3.发送消息IO流
        OutputStream os = socket.getOutputStream();
        os.write("你好！".getBytes());

        os.close();
        socket.close();
    }

}

服务端：
需要一个地址
等待客户端连接
读取客户端的消息
关闭资源

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

//服务端
public class TcpServerDemo01 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //1.需要一个地址
        ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(9999);

        //2.等待客户端连接
        Socket socket = serverSocket.accept();

        //3.读取客户端的消息
        InputStream is = socket.getInputStream();
        //管道流
        //这里使用管道流读取信息，不会出现乱码的情况
        ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
        byte[] buffer=new byte[1024];
        int len;
        while ((len=is.read(buffer))!=-1){
            baos.write(buffer,0,len);
        }
        System.out.println(baos.toString());

        //关闭资源
        baos.close();
        is.close();
        socket.close();
        serverSocket.close();


    }
}

2.2TCP文件上传实现

服务端：
创建服务器
监听客户连接
接收文件
返回提示信息

package test02;

import java.io.FileOutputStream;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
import java.io.File;

public class TcpServerDemo {
    public static void main(String[] args) {
        try{
            //创建服务器
            ServerSocket serverSocket=new ServerSocket(9999);
            //监听客户端连接
            Socket socket=serverSocket.accept();
            //获取输入流
            InputStream is=socket.getInputStream();
            //文件输出
            File f=new File("E:/b.txt");
            FileOutputStream fos=new FileOutputStream(f);
            byte[] buffer=new byte[1024];
            int len;
            while((len=is.read(buffer))!=-1){
                fos.write(buffer,0,len);
            }
            //通知客户端接收完毕
            OutputStream os=socket.getOutputStream();
            os.write("文件上传完毕".getBytes());
            os.close();

            //关闭通道
            fos.close();
            is.close();
            socket.close();
            serverSocket.close();

        }catch (Exception e){

        }
    }
}

客户端：
获取服务器IP和端口号
创建socket连接
上传文件
通知服务器上传完毕
接收提示信息

package test02;

import java.io.*;
import java.net.InetAddress;
import java.net.Socket;

public class TcpClientDemo {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            //获取IP和端口号
            InetAddress serverIP = InetAddress.getByName("127.0.0.1");
            int port = 9999;
            //创建一个socket连接
            Socket socket=new Socket(serverIP,port);
            //创建输出流
            OutputStream os=socket.getOutputStream();
            //读取文件
            File f=new File("E:/a.txt");
            FileInputStream fis=new FileInputStream(f);
            //读出文件内容
            byte[] buffer=new byte[1024];
            int len;
            while((len=fis.read(buffer))!=-1){
                os.write(buffer,0,len);
            }
            //通知服务器端文件传输完毕
            socket.shutdownOutput();
            //接收服务端返回信息
            InputStream is=socket.getInputStream();
            ByteArrayOutputStream baos= new ByteArrayOutputStream();
            byte[] buffer2=new byte[1024];
            int len2;
            while((len2=is.read(buffer2))!=-1){
                baos.write(buffer2,0,len2);
            }
            System.out.println(baos.toString());
            //关闭通道
            fis.close();
            os.close();
            socket.close();
        } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
        }
    }
}

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三、初识Tomcat

Tomcat是一个HTTP服务器，使用它可以部署和发布网站，让除了本机用户外，其他用户直接访问。

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四、UDP

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主要内容：
4.1UDP消息发送
4.2UDP聊天实现
4.3UDP多线程在线咨询
4.4URL下载网络资源

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4.1UDP消息发送

发送端：

package inet;



import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetAddress;

//不需要连接服务器
public class UDPDemo1 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //建立一个socket
        DatagramSocket dgs=new DatagramSocket();

        //建立一个包
        String msg="hello,server!";

        //发送给谁
        InetAddress ad = InetAddress.getByName("localhost");
        int port=9090;
        //数据，数据的长度起始，连接对象地址，端口
        DatagramPacket datagramPacket = new DatagramPacket(msg.getBytes(),0,msg.getBytes().length,ad,port);
        //发送包
        dgs.send(datagramPacket);

        //关闭流
        dgs.close();

    }

}

接收端：

package inet;

import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;


public class UDPDemo2 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {

        //开放端口
        DatagramSocket socket=new DatagramSocket(9090);
        //接收数据包
        byte[] buffer = new byte[1024];
        DatagramPacket packet = new DatagramPacket(buffer, 0, buffer.length);
        socket.receive(packet);//阻塞接收，一直在监听等待

        System.out.println(packet.getAddress().getHostAddress());

        System.out.println(new String(packet.getData(),0,packet.getLength()));


        //关闭连接
        socket.close();


    }
}

4.2UDP聊天实现

发送端：

public class Sender implements Runnable {
    DatagramSocket socket;
    String ip;
    int port;
    BufferedReader reader;
    DatagramPacket packet;

    //初始化IP地址，端口发，确定发送的对象
    public Sender(String ip, int port) {
        this.ip = ip;
        this.port = port;
        try {
            //创建发送所需的socket
            socket = new DatagramSocket();
            //创建一个读取字符串的流
            reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        } catch (SocketException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    @Override
    public void run() {
        try {
            //循环发送
            while (true) {
                //读取控制台需要发送的信息
                String msg = reader.readLine();
                //创建发送的包
                packet = new DatagramPacket(msg.getBytes(), 0, msg.getBytes().length, InetAddress.getByName(ip), port);
                //发送
                socket.send(packet);
                //判断何时关闭
                if ("再见".equals(msg)) {
                    break;
                }
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            //关闭资源
            if (reader != null) {
                try {
                    reader.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            if (socket != null) {
                socket.close();
            }
        }

    }
}

接收端：

public class Receive implements Runnable {
    DatagramSocket socket;
    int port;
    DatagramPacket packet;

    public Receive(int port) {
        try {
            //初始化端口号
            this.port = port;
            //创建接收所需的socket
            socket = new DatagramSocket(port);
            //一次读取1024个字节
            packet = new DatagramPacket(new byte[1024], 0, 1024);
        } catch (SocketException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

  
    public void run() {
        try {
            //循环接收
            while (true) {
                //接收发送端发送的消息
                socket.receive(packet);
                //将消息转化为字符串
                String msg = new String(packet.getData(), 0, packet.getLength());
                //打印在控制台
                System.out.println(msg);
                //判断何时结束循环
                if ("再见".equals(msg)) {
                    break;
                }
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            //关闭资源
            if (socket == null) {
                socket.close();
            }
        }
    }
}

功能实现

public class Student {
    public static void main(String[] args) {
        //学生对象
        //向老师发送消息，老师ip为127.0.0.1，端口为9999
        new Thread(new Sender("127.0.0.1",9999)).start();
        //接收老师发送的消息，接收端口号为8888
        new Thread(new Receive(8888)).start();

    }
}

public class Teacher {
    public static void main(String[] args) {
        //老师对象
        //接收学生发送的消息，接收端口号为9999
        new Thread(new Receive(9999)).start();
        //向学生发送消息，学生ip为127.0.0.1，端口为8888
        new Thread(new Sender("127.0.0.1",8888)).start();
    }
}

4.3UDP多线程在线咨询

package chat;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.InputStreamReader;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetSocketAddress;

public class TalkSender implements Runnable{
    DatagramSocket socket = null;
    BufferedReader reader = null;

    private int fromPort;
    private String toIP;
    private int toPort;

    public TalkSender(int fromPort, String toIP, int toPort) {
        this.fromPort = fromPort;
        this.toIP = toIP;
        this.toPort = toPort;

        try {
            socket = new DatagramSocket(fromPort);
            reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        }catch(Exception e){
            e.printStackTrace();
        }
    }


    public void run() {
        while (true) {
            try {
                String data = reader.readLine();
                byte[] datas = data.getBytes();

                DatagramPacket packet = new DatagramPacket(datas, 0, datas.length, new InetSocketAddress(this.toIP, this.toPort));
                socket.send(packet);
                if (data.equals("bye")) {
                    break;
                }
            }catch (Exception e){
                e.printStackTrace();
            }
        }
        socket.close();
    }
}

package chat;

import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.SocketException;

public class TalkReceive implements Runnable{

    DatagramSocket socket = null;
    private int port;
    private String msgFrom;

    public TalkReceive(int port,String msgFrom) {
        this.port = port;
        this.msgFrom = msgFrom;
        try{
            socket = new DatagramSocket(port);
        }catch (SocketException e){
            e.printStackTrace();
        }
    }


    public void run() {

        while(true) {
            //准备接收包裹
            try {
                byte[] container = new byte[1024];
                DatagramPacket packet = new DatagramPacket(container, 0, container.length);
                socket.receive(packet);//阻塞式接收包裹
                //断开连接  bye
                byte[] data = packet.getData();
                String receiveData = new String(data, 0, packet.getLength());
                System.out.println(msgFrom+":"+receiveData);
                if (receiveData.equals("bye")) {
                    break;
                }
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }


        }
        socket.close();
    }
}

package chat;

public class TalkStudent {
    public static void main(String[] args) {
        //开启两个线程
        new Thread(new TalkSender(7777,"localhost",9999)).start();
        new Thread(new TalkReceive(8888,"老师")).start();
    }
}

package chat;

public class TalkTeacher {
    public static void main(String[] args) {
        new Thread(new TalkSender(5555,"localhost",8888)).start();
        new Thread(new TalkReceive(9999,"学生")).start();
    }
}

4.4URL下载网络资源

package xyz.justgzx.test;

import java.io.File;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.net.URL;
import javax.net.ssl.HttpsURLConnection;

import org.junit.Test;


public class URLtest {

	public void download() {
		HttpsURLConnection connection = null;
		InputStream is = null;
		FileOutputStream fos = null;
//		String src="https://tenfei01.cfp.cn/creative/vcg/800/new/VCG21gic13655912.jpg";
		String src1="https://t7.baidu.com/it/u=3034799576,2420598506&fm=193&f=GIF";
		try {
			URL url=new URL(src1);
			connection = (HttpsURLConnection) url.openConnection();
			connection.connect();
			is = connection.getInputStream();
			fos = new FileOutputStream(new File("star2.jpg"));
			byte[] buf=new byte[1024*10];
			int len;
			while ((len=is.read(buf))!=-1) {
				fos.write(buf, 0, len);//下载图片
				System.out.println("downloading.......");
			}
			System.out.println("下载完成");
		}  catch (IOException e) {
			e.printStackTrace();
		}finally {
			if (fos!=null) {
				try {
					fos.close();
				} catch (IOException e) {
					e.printStackTrace();
				}
			}
			if (is!=null) {
				try {
					is.close();
				} catch (IOException e) {
					e.printStackTrace();
				}
			}
			if (connection!=null) {
				connection.disconnect();
			}
		}
	}
}

暑期编程PK赛 得CSDN机械键盘等精美礼品！