java网络编程以及通信的项目研究

网络编程

• • 什么是网络编程
  • 网络编程的三大要素
  • Socket
  • TCP协议的数据传递细节
  • UDP协议数据传递细节
  • 对InetAddress类和InetSocketAddress类的实践
  • URL类
  • 实现基于TCp协议的Socket编程
  • • 单向通信实现
    • 双向通信实现

什么是网络编程

就是使用编程语言进行多态计算机之间的通信

网络编程的三大要素

• IP地址：网络内的每一台计算机的唯一标识，通过IP找到指定的计算机
• 端口：用于标识进程的逻辑地址，通过端口找到指定的进程
• 协议：定义通信规则，符合协议则可以通信，不符合不可以通信
  通俗点来说，就是，我要和小王说话，首先我要找到小王的地址（相当于通过IP找到指定的计算机）；之后我要和小王说话，小王用耳朵听我说（相当于使用端口接收）；而我们对化需要使用双方都可以听懂的普通话（这就是协议的作用）
  我们在命令提示符内，输入 cmd 进入，输入 ipconfig找到自己的ip地址
  IPv4地址对应的就是网络ID
  127.0.0.1 用于本机测试吗，是本机回环地址
  255.255.255.0 是当前子网，一般用于当前子网广播信息

Socket

套接字，是计算机之间通信的一种约定或者一种方式，通过Socket这种约定，一台计算机可以接收其他计算机的数据，也可以向其他计算机发送数据。
通俗来说，如果你想给远方的朋友写一封信，如何写信，将信打包，属于应用层。信怎么写，怎么打包完全由我们自己做主
当我们将信放入邮筒时，邮筒的投信口就是套接字

TCP协议的数据传递细节

TCP通信原理

服务器创建ServerSocket，在指定的端口监听并处理请求，客户端创建Socket，向服务器发送请求。

流程示意图：

Socket是客户端 ServerSocket是服务器端

UDP协议数据传递细节

• UDP协议不需要利用IO流实现数据的传输
• 每个数据发送单元被统一封装为数据包的方式，发送方将数据包发送到网络内，数据包在网络内去寻找他的目的地。
• DatagramSocket:用于发送或者接收数据包
• DatagramPacket:数据包
  

TCP的接收方和发送方是固定的，而我们从上面这个图可以看出，UDP接收方和发送方并不固定，所以UDP统一使用DatagramSocket去表示双方内的某一方

流程示意图：

对InetAddress类和InetSocketAddress类的实践

InetAddress类

这种类用于IP套接字地址（IP地址+ 端口号），用于socket通信

InetAddress类常用的方法

实例代码：

package net;

import java.net.InetAddress;

public class TestInetAddress {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //1. 获取InetAddress的方式
        InetAddress ia =   InetAddress.getLocalHost();
        System.out.println("获取主机的ip地址"+ia.getHostAddress());
        System.out.println("获取主机名称："+ia.getHostName());

        //2.根据域名去获取InetAddress对象
        InetAddress ia2 = InetAddress.getByName("www.baidu.com");
        System.out.println("百度服务器的IP地址："+ia2.getHostAddress());
        System.out.println("主机名称："+ia2.getHostName());

        //3.根据IP地址获取一个InetAddress对象
        //这里返回主机名称时，返回的是主机的IP而不是主机的域名
        //这是因为IP地址不存在或者主机服务器不允许进行一个主机IP地址的映射，这就会返回一个IP地址
        InetAddress ia3 = InetAddress.getByName("61.135.253.15");
        System.out.println("服务器主机IP："+ia3.getHostAddress());
        System.out.println("主机名称："+ia3.getHostName());
    }
}

package net;

import java.net.InetAddress;
import java.net.InetSocketAddress;

public class TestInetSocketAddress {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //创建对象
        InetSocketAddress tsa = new InetSocketAddress("localhost",9999);
        InetSocketAddress tsa2 = new InetSocketAddress("127.0.0.1",9999);
        InetSocketAddress tsa3 = new InetSocketAddress("192.168.86.100",9999);

        InetAddress ia = InetAddress.getByName("localhost");
        InetSocketAddress tsa4 = new InetSocketAddress(ia,9999);
        System.out.println("主机名称："+tsa4.getHostName());
        System.out.println("主机IP地址："+tsa4.getAddress());
    }
}

URL类

URL是统一资源定位符，由四部分组成：协议，存放资源的主机域名，端口号，资源文件名
如：http://www.baidu.com:80/index.html#aa？name=bb
#aa是一个锚点
URL 内 ?后的是传递的参数
URL类实践：

package net;

import java.net.MalformedURLException;
import java.net.URL;

public class TestURL {
    public static void main(String[] args) throws MalformedURLException {
        URL url = new URL("http://www.baidu.com:80/index.html#aa?username=bjsxt&pwd=bjsxt");
        System.out.println("协议名称："+url.getProtocol());
        System.out.println("主进程："+url.getHost());
        System.out.println("端口号："+url.getPort());
        System.out.println("获取资源路径："+url.getFile());
        System.out.println("获取默认端口号："+url.getDefaultPort());
        System.out.println("获中国URL的路径部分："+url.getPath());
    }
}

package net;

import java.io.*;
import java.net.URL;

public class TestURL2 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        /**
         * 网络爬虫
         * 1. 从网络内获取资源
         * 2. 存储到本地
         */
        //1.创建URL对象
        URL url = new URL("http://www.baidu.com");
        //2.获取字节输入流
        InputStream is = url.openStream();
        //3.缓冲流
        BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(is,"utf-8"));
        //4. 存储到本地
        BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(new FileOutputStream("index.html")));
        //5.边读边写
        String line = null;
        while ((line=br.readLine())!=null){
            bw.write(line);
            bw.newLine();
            bw.flush();
        }
        //6. 关闭流
        bw.close();
        br.close();

    }
}

在运行之后，会增加一个从百度网址爬取到的内容，存放在了这个index.html页面内。

实现基于TCp协议的Socket编程

单向通信实现

字节流

客户端向服务器端发送的是字节，第二步发送的是字符串
需要知道，服务器端和客户端分别在两个项目的不同包下，以模拟两个电脑之间进行数据传递
先编写服务器端

package net.server;

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

/**
 * 这是服务器端端的应用程序代码
 */
public class Test {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        System.out.println("---------服务器端启动----------");
        //1.创建ServerSocket对象
        ServerSocket server = new ServerSocket(9999);
        //2.监听是否有客户端来请求
        Socket client = server.accept();
        //3.获取输入流
        InputStream is = client.getInputStream();
        System.out.println((char)is.read());
        //4.获取输出流
        //我们想向客户端发送“收到了” 需要获取输出流
        OutputStream os =  client.getOutputStream();
        os.write("服务器端收到了".getBytes());
        //5.一次通信结束，关闭流 关闭Socket
        if (os!=null){
            os.close();
        }
        if (is!=null){
            is.close();
        }
        if (client!=null){
            client.close();
        }
    }
}

再编写客户端

package client;

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

/**
 * 客户端
 */
public class Test {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        System.out.println("------客户端启动---------");
        //1.创建我们的Socket对象
        Socket client  =new Socket("192.168.86.100",9999);
        //2.获取输出流
        OutputStream os = client.getOutputStream();
        //服务器端是接收一个字节，那我们在客户端就应该去发送一个字节
        os.write('a');
        //3.获取输入流
        InputStream is = client.getInputStream();
        byte[] buf = new byte[1024];//中转站
        int len = 0;    //读到的字节的个数
        while ((len=is.read(buf))!=-1){
            System.out.println(new String(buf,0,len));
        }
        //4.关闭流
        if (is!=null){
            is.close();
        }
        if (os!=null){
            os.close();
        }
        if (client!=null){
            client.close();
        }
    }
}

我们先启动服务器端

再启动客户端

这样，我们就实现了客户端向服务器端发送一个字节

数据流（可以发送多个字节）

服务器端：

package net.server;

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

/**
 * 这是服务器端的应用程序代码
 */
public class Test2 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        System.out.println("---------数据流版的服务器端启动----------");
        //1.创建ServerSocket对象
        ServerSocket server = new ServerSocket(9999);
        //2.监听是否有客户端来请求
        Socket client = server.accept();
        //3.获取输入流
        DataInputStream dis = new DataInputStream(client.getInputStream());
        System.out.println(dis.readUTF());
        //4.获取输出流
        //我们想向客户端发送“收到了” 需要获取输出流
        DataOutputStream dos = new DataOutputStream(client.getOutputStream());
        dos.writeUTF("服务器端收到了");
        //5.一次通信结束，关闭流 关闭Socket
        if (dos!=null){
            dos.close();
        }
        if (dis!=null){
            dis.close();
        }
        if (client!=null){
            client.close();
        }
    }
}

客户端：

package client;

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

/**
 * 客户端
 */
public class Test2 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        System.out.println("------数据流版的客户端启动---------");
        //1.创建我们的Socket对象
        Socket client  =new Socket("127.0.0.1",9999);
        //2.获取输出流
        DataOutputStream dos = new DataOutputStream(client.getOutputStream());
        dos.writeUTF("helloWorld");
        //3.获取输入流
        DataInputStream dis = new DataInputStream(client.getInputStream());
        System.out.println(dis.readUTF());
        //4.关闭流
        if (dis!=null){
            dis.close();
        }
        if (dos!=null){
            dos.close();
        }
        if (client!=null){
            client.close();
        }
    }
}

我们先启动服务器端，然后启动客户端，结果如下：

双向通信实现

服务器端和客户端不可以在同一个项目下，且，双向通信的实现前提，两个类所在的包结构和包名必须一致
服务器端：

package net.entity;

import net.thread.ServerThread;

import java.io.DataOutputStream;
import java.io.ObjectInputStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
import java.util.Scanner;

public class Server {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        System.out.println("服务器端启动");
        //1. 创建ServerSocket对象
        ServerSocket server = new ServerSocket(9999);
        while (true){
            Socket socket = server.accept();
            //创建线程类的对象，并启动线程
            ServerThread st = new ServerThread(socket);
            //启动线程
            new Thread(st).start();
        }

    }
}

客户端：

package net.entity;

import java.io.DataInputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.ObjectOutputStream;
import java.net.Socket;
import java.util.Scanner;

public class Client {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        System.out.println("客户端启动");
        //1. 创建Socket对象，用于连接服务器
        Socket client = new Socket("127.0.0.1",9999);
        //2. 创建输出流（也就是对象流）
        ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(client.getOutputStream());
        //3. 创建User对象
            //调用获取用户信息的getUser()
        User u =  getUser();//new User("aaa","aaa");
        //4. User对象发送到服务器
        oos.writeObject(u);
        //5. 获取输入流（使用数据流激进行获取）
        DataInputStream dis = new DataInputStream(client.getInputStream());
        System.out.println(dis.readUTF());
        //6. 关闭流
        if (oos!=null){
            oos.close();
        }
        if (dis!=null){
            dis.close();
        }
        if (client!=null){
            client.close();
        }
    }
    //获取用户对象的方法
    public static User getUser(){
        Scanner input = new Scanner(System.in);
        System.out.println("请输入用户名：");
        String userName = input.next();
        System.out.println("请输入密码：");
        String passWord = input.next();
        //封装为User对象
        return new User(userName,passWord);
    }
}

运行结果：

以上，为双向通信的实验
在实现过程内，有什么疑问，原理上的难点，请留言，我会尽快回复

本文地址：https://blog.csdn.net/qq_43545801/article/details/109552092