Java网络编程

TCP协议(传输控制协议)：

使用TCP协议前必须建立TCP连接，形成传输数据通道传输前采用三次握手方式，是可靠的TCP协议进行通信的两个应用进程：客户端和服务端在连接中可进行大数据量的传输传输完毕后需要释放已建立的连接，导致效率低 UDP协议(用户数据协议)：

将数据、源、目的封装为数据包，不需要建立连接每个数据报的大小限制在64K内，不适合传输大量数据无需连接，所以不可靠发送数据结束时无需释放资源(不是面向连接)，速度快

相关方法：

// 获取本机 InetAddress对象
InetAddress localHost = InetAddress.getLocalHost();
System.out.println(localHost);  // LAPTOP-name/xxx.xxx.xxx.xxx
// 根据指定主机名/域名获取ip地址对象
InetAddress host2 = InetAddress.getByName("LAPTOP-name");
System.out.println(host2);  // LAPTOP-name/xxx.xxx.xxx.xxx
InetAddress host3 = InetAddress.getByName("www.baidu.com");
System.out.println(host3);  // www.baidu.com/182.61.200.6
// 获取InetAddress对象的主机名
String host3Name = host3.getHostName();
System.out.println(host3Name);  // www.baidu.com
// 获取 InetAddress 对象的地址
String host3Address = host3.getHostAddress();  
System.out.println(host3Address);  // 182.61.200.6

通信的两端都要有Socket，是两台机器间通信的端点网络通信其实就是Socket间的通信Socket允许程序把网络连接当成一个流，数据在两个Socket间通过IO传输主动发起通信的应用程序属于客户端，等待通信请求的为服务端基于Socket有两种编程方式：

TCP网络编程：可靠UDP网络编程：不可靠

服务器端代码：

public class SocketTCPServer {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 1.在本机的9999端口监听, 等待连接(当没有客户端连接该端口时程序会阻塞，等待连接)
        // 细节1: 要求在本机没有其它服务在监听9999，如果已经被监听则会报异常
        // 细节2：这个ServerSocket可以通过 accept()返回多个Socket[多个客户端连接服务器的并发]
        ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(9999);
        System.out.println("服务端，在9999端口监听，等待连接..");

        // 2.当没有客户端连接9999端口时，程序会阻塞, 等待连接;
        //   如果有一个/多个客户端连接，则会返回一个/多个Socket对象，程序继续
        Socket socket = serverSocket.accept();
        // 没有客户端连接9999端口时，不会打印下面内容
        System.out.println("服务端 socket =" + socket.getClass());

        // 3.通过socket.getInputStream()读取客户端写入到数据通道的数据
        //   如果客户端没有发送消息，服务器也会阻塞在此
        InputStream inputStream = socket.getInputStream();   // 发送字节流的话不需要额外处理

        // 4.IO 读取
        byte[] buf = new byte[1024];
        int readLen = 0;
        while ((readLen = inputStream.read(buf)) != -1) {
            System.out.println(new String(buf, 0, readLen));//根据读取到的实际长度，显示内容. }
        }

        // 5. 获取socket相关联的输出流
        OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();
        outputStream.write("hello, client".getBytes());
        // 设置结束标记(确定不再发送消息，要不然发送完会阻塞在此)
        socket.shutdownOutput();

        // 6.关闭流和socket
        outputStream.close();
        inputStream.close();
        socket.close();
        serverSocket.close();//关闭
    }
}

客户端代码：

public class SocketTCPClient {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //1. 连接服务端 (ip , 端口）
        //	 连接本机(充当服务器)的9999端口, 如果连接成功，返回Socket 对象
        Socket socket = new Socket(InetAddress.getLocalHost(), 9999);
        System.out.println("客户端socket 返回=" + socket.getClass());

        //2. 连接上后生成Socket, 通过socket.getOutputStream()得到和socket对象关联的输出流对象
        OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();  // 发送字节流的话不需要额外处理

        //3. 通过输出流写入数据到数据通道
        outputStream.write("hello, server".getBytes());
        // 设置结束标记(确定不再发送消息，要不然发送完会阻塞在此)
        socket.shutdownOutput();

        //4. 获取和socket关联的输入流. 读取数据(字节)并显示
        InputStream inputStream = socket.getInputStream();
        byte[] buf = new byte[1024];
        int readLen = 0;
        while ((readLen = inputStream.read(buf)) != -1) {
            System.out.println(new String(buf, 0, readLen));
        }

        //5. 关闭流对象和socket(必须关闭)
        inputStream.close();
        outputStream.close();
        socket.close();
        System.out.println("客户端退出.....");
    }
}

服务器端代码：

public class SocketTCPServer {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 1.在本机的9999端口监听, 等待连接(当没有客户端连接该端口时程序会阻塞，等待连接)
        // 细节1: 要求在本机没有其它服务在监听9999，如果已经被监听则会报异常
        // 细节2：这个ServerSocket可以通过 accept()返回多个Socket[多个客户端连接服务器的并发]
        ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(9999);
        System.out.println("服务端，在9999端口监听，等待连接..");

        // 2.当没有客户端连接9999端口时，程序会阻塞, 等待连接;
        //   如果有一个/多个客户端连接，则会返回一个/多个Socket对象，程序继续
        Socket socket = serverSocket.accept();
        // 没有客户端连接9999端口时，不会打印下面内容
        System.out.println("服务端 socket =" + socket.getClass());

        // 3.通过socket.getInputStream()读取客户端写入到数据通道的数据
        //   如果客户端没有发送消息，服务器也会阻塞在此
        InputStream inputStream = socket.getInputStream();

        //4. IO 读取, 使用字符流（将字节流转换为字符流）
        BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(inputStream));
        String s = bufferedReader.readLine();  // 如果需要使用while循环读取多个行，则还是采用shutdownOutput
        System.out.println(s);//输出

        // 5. 获取socket相关联的输出流（将字节流转换为字符流）
        OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();
        BufferedWriter bufferedWriter = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(outputStream));
        bufferedWriter.write("hello client 字符流");
        // 插入一个换行符，表示回复内容的结束，注意，要求对方使用readLine()
        // 这样就不需要使用socket.shutdownOutput()设置结束标记(也可以使用)
        bufferedWriter.newline();  
        bufferedWriter.flush();  // 如果使用的字符流，需要手动刷新，否则数据不会写入数据通道

        // 6.关闭流和socket
        bufferedWriter.close();
        bufferedReader.close();
        socket.close();
        serverSocket.close();//关闭
    }
}

客户端代码：

public class SocketTCPClient {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //1. 连接服务端 (ip , 端口）
        //   连接本机(充当服务器)的9999端口, 如果连接成功，返回Socket 对象
        Socket socket = new Socket(InetAddress.getLocalHost(), 9999);
        System.out.println("客户端socket 返回=" + socket.getClass());

        //2. 连接上后生成Socket, 通过socket.getOutputStream()得到和socket对象关联的输出流对象
        OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();  // 使用字节流

        //3. 通过输出流写入数据到数据通道（将字节流转换为字符流）
        BufferedWriter bufferedWriter = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(outputStream));
        bufferedWriter.write("hello, server 字符流");
        // 插入一个换行符，表示写入的内容结束, 注意，要求对方使用readLine()
        // 这样就不需要使用socket.shutdownOutput()设置结束标记(也可以使用)
        bufferedWriter.newline();  
        bufferedWriter.flush();  // 如果使用的字符流，需要手动刷新，否则数据不会写入数据通道

        //4. 获取和socket关联的输入流. 读取数据(字符)并显示（将字节流转换为字符流）
        InputStream inputStream = socket.getInputStream();
        BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(inputStream));
        String s = bufferedReader.readLine();  // 如果需要使用while循环读取多个行，则还是采用shutdownOutput
        System.out.println(s);

        //5. 关闭流对象和socket(必须关闭)
        bufferedReader.close();//关闭外层流
        bufferedWriter.close();
        socket.close();
        System.out.println("客户端退出.....");
    }
}

tips:

当客户端连接到服务端后，实际上客户端也是通过一个端口和服务端进行通讯，该端口是TCP/IP随机分配的

UDP数据报(数据包)通过数据报套接字DatagramSocket发送和接收，系统不保证UDP数据报一定能安全到目的地，也不确定什么时候可以到达DatagramPacket对象封装了UDP数据报，在数据报中包含了发送端的IP地址和端口号以及接收端的IP地址和端口号UDP协议中每个数据报都给出了完整的地址信息，所以无需建立发送方和接收方的连接UDP编程没有明确的服务端和客户端，只有发送端和接收端

// 发送/接收端A
public class UDPReceiverA {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //1. 创建一个 DatagramSocket 对象，准备在 9999 接收数据
        DatagramSocket socket = new DatagramSocket(9999);
        //2. 构建一个 DatagramPacket 对象，准备接收数据
        byte[] buf = new byte[1024];
        DatagramPacket packet = new DatagramPacket(buf, buf.length);  // 用于接收数据时调用的构造器
        //3. 调用接收方法, 将通过网络传输的 DatagramPacket 对象填充到 packet 对象
        // 当有数据包发送到本机的9999 端口时，就会接收到数据;如果没有就会阻塞等待
        socket.receive(packet);
        //4. 可以把 packet进行拆包，取出数据并显示.
        int length = packet.getLength();//实际接收到的数据字节长度
        byte[] data = packet.getData();//接收到数据
        String s = new String(data, 0, length);
        System.out.println(s);
        // 回复信息给 B 端,将需要发送的数据，封装到 DatagramPacket 对象
        data = "好的, 明天见".getBytes();
        packet = new DatagramPacket(data, data.length, InetAddress.getLocalHost(), 9998);  // 用于发送数据时调用的构造器
        socket.send(packet);//发送
        //5. 关闭资源
        socket.close();
        System.out.println("A 端退出...");
    }
}
// 发送/接收端B
public class UDPSenderB {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //1.创建 DatagramSocket 对象，准备在 9998 端口 接收数据
        DatagramSocket socket = new DatagramSocket(9998);
        //2.将需要发送的数据，封装到 DatagramPacket 对象
        byte[] data = "hello 明天吃火锅~".getBytes(); //
        DatagramPacket packet = new DatagramPacket(data, data.length, InetAddress.getLocalHost(), 9999);
        socket.send(packet);
        // 接收从 A 端回复的信息
        byte[] buf = new byte[1024];
        packet = new DatagramPacket(buf, buf.length);
        //3. 调用接收方法, 将通过网络传输的 DatagramPacket 对象填充到 packet 对象
        // 当有数据包发送到本机的9998 端口时，就会接收到数据;如果没有就会阻塞等待
        socket.receive(packet);
        int length = packet.getLength();  // 实际接收到的数据字节长度
        data = packet.getData();//接收到数据
        String s = new String(data, 0, length);
        System.out.println(s);
        //4.关闭资源
        socket.close();
        System.out.println("B 端退出");

    }
}

tips:

建立UDP连接的双方地位等价，既可以作为发送端也可以作为接收端。但是在TCP编程中需要指定一个是客户端一个是服务端

UDP协议数据包最大64k