一、网络基础了解
1、网络架构模型
网络架构模型主要有OSI参考模型和TCP/IP五层模型
- OSI定义了网络互连的七层框架（物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层）
- TCP/IP五层协议（物理层、数据链路层、网络层、传输层、应用层）
2、IP地址
IP，全称互联网协议地址，是指IP地址，意思是分配给用户上网使用的网际协议（英语：InternetProtocol,IP）的设备的数字标签。
通俗的：为实现网络中不同计算机之间的通信，每台机器都必须有一个唯一的标识—IP地址
IP地址格式：数字型，如：192.168.1.1
3、端口
- 用于区分不同应用程序
- 端口号范围为0 ~ 65535，其中0 ~ 1023为系统所保留
- IP地址和端口号组成了所谓的Socket，Socket是网络上运行的程序之间双向通信链路的终结点，是TCP和UDP的基础
- http：80 ftp：21 telnet：23
二、Java中的网络相关API
1、InetAddress类
InetAddress类用于标识网络上的硬件资源，表示互联网协议（IP）地址。
下面是JDK文档中InetAddress类的方法：
下面通过代码进一步了解方法的使用：
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| package com.socket;
import java.net.InetAddress;
import java.net.UnknownHostException;
import java.util.Arrays;
/**
* InetAddress类的应用
* @author 87366
*
*/
public class InetAddressDemo {
public static void main(String[] args) throws UnknownHostException {
InetAddress address = InetAddress.getLocalHost();
System.out.println("计算机名：" + address.getHostName());
System.out.println("IP地址：" + address.getHostAddress());
byte[] bytes = address.getAddress(); //获取字节数组的IP地址
System.out.println("字节数组的形式的IP：" + Arrays.toString(bytes));
System.out.println(address);//直接输出InetAddress对象
//根据机器名获取InetAddress实例
//InetAddress address2 = InetAddress.getByName("DESKTOP-KF6VQOG");
InetAddress address2 = InetAddress.getByName("111.114.38.225");
System.out.println("计算机名：" + address2.getHostName());
System.out.println("IP地址：" + address2.getHostAddress());
}
}
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2、URL
URL（Uniform Resource Locator）统一资源定位符，表示Internet上某一资源的地址
下面直接上代码理解URL的常用方法：
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| package com.socket;
import java.net.MalformedURLException;
import java.net.URL;
/**
* URL常用方法
* @author 87366
*
*/
public class URLDemo {
public static void main(String[] args) {
try {
//创建一个URL实例
URL imooc = new URL("https://www.imooc.com");
//?后面表示参数 #后面表示锚点
URL url = new URL(imooc,"/index.html?username=tom#test");
System.out.println("协议：" + url.getProtocol());
System.out.println("主机：" + url.getHost());
//如果未指定端口号，则使用默认的端口号，此时getPort()方法返回值为-1
System.out.println("端口：" + url.getPort());
System.out.println("文件路径：" + url.getPath());
System.out.println("文件名：" + url.getFile());
System.out.println("相对路径：" + url.getRef());
System.out.println("查询字符串：：" + url.getQuery());
} catch (MalformedURLException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
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3、使用URL读取网页内容
- 通过URL对象的openStream()方法可以得到指定资源的输入流
- 通过输入流可以读取、访问网络上的数据
通过下面代码实现：
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| package com.socket;
import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.InputStreamReader;
import java.net.MalformedURLException;
import java.net.URL;
/**
* 使用URL读取页面内容
* @author 87366
*
*/
public class URLDemo1 {
public static void main(String[] args) {
InputStream inpStr = null;
InputStreamReader inpStream = null;
BufferedReader bufffedReader = null;
try {
//创建一个URL实例
URL url = new URL("https://www.baidu.com");
//通过URL的openStream方法获取URL对象所表示的资源的字节输入流
inpStr = url.openStream();
//将字节输入流转换为字符输入流
inpStream = new InputStreamReader(inpStr , "utf-8");
//为字符输入流添加缓冲
bufffedReader = new BufferedReader(inpStream);
String dataString = bufffedReader.readLine();//读取数据
while (dataString != null) {
System.out.println(dataString);
dataString = bufffedReader.readLine();
}
} catch (MalformedURLException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}finally {
try {
bufffedReader.close();
inpStream.close();
inpStr.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
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三、通过Socket实现TCP编程
1、Socket通信
TCP协议是面向连接、可靠的、有序的，以字节流的方式发送数据
- 基于TCP协议实现网络通信的类
- 客户端的Socket类
- 服务器端的ServerSocket类
2、Socket通信实现步骤
- 创建ServerSocket和Socket
- 打开连接到Socket的输入/输出流
- 按照协议对Socket进行读/写操作
- 关闭输入输出流、关闭Socket
3、编程实现基于Socket通信的用户登录功能
- 服务器端
- 创建ServerSocket对象，绑定监听端口
- 通过accept()方法监听客户端请求
- 连接建立后，通过输入流读取客户端发送的请求信息
- 通过输出流向客户端发送相应信息
代码实现：
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| package com.socket;
import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.OutputStream;
import java.io.PrintWriter;
import java.net.InetAddress;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
/**
* 基于TCP协议的Socket通信，实现用户登录
* 服务器端
* @author 87366
*
*/
public class ServerDemo {
//加入多线程
public static void main(String[] args) {
ServerSocket serverSocket = null;
Socket socket = null;
try {
//1.创建一个服务器端Socket，即ServerSocket，指定绑定的端口，并监听此端口
serverSocket = new ServerSocket(8888);
//记录客户端的数量
int count = 0;
System.out.println("***服务器即将启动，等待客户端的连接***");
//循环监听等待客户端的连接
while(true) {
//调用accept()方法开始监听，等待客户端的连接
socket = serverSocket.accept();
//创建一个新的线程
ServerThreadDemo serverThreadDemo = new ServerThreadDemo(socket);
//启动线程
serverThreadDemo.start();
count++;//统计客户端的数量
System.out.println("客户端的数量：" + count);
InetAddress address = socket.getInetAddress();
System.out.println("客户端" + count + "的IP地址：" + address.getHostAddress());
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}finally {
try {
//5.关闭相关资源
socket.close();
serverSocket.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
//第一个版本
public static void main1(String[] args) {
ServerSocket serverSocket = null;
Socket socket = null;
InputStream inputStream = null;
InputStreamReader inputStreamReader = null;
BufferedReader bufferedReader = null;
OutputStream outputStream = null;
PrintWriter printWriter = null;
try {
//1.创建一个服务器端Socket，即ServerSocket，指定绑定的端口，并监听此端口
serverSocket = new ServerSocket(8888);
//2.调用accept()方法开始监听，等待客户端的连接
System.out.println("***服务器即将启动，等待客户端的连接***");
socket = serverSocket.accept();
//3.获取输入流用来读取客户端信息
inputStream = socket.getInputStream();
inputStreamReader = new InputStreamReader(inputStream);
bufferedReader = new BufferedReader(inputStreamReader);
String infor = null;
while ((infor = bufferedReader.readLine()) != null) {//循环读取客户端的信息
System.out.println("我是服务器，客户端说：" + infor);
}
socket.shutdownInput();
//4.获取输入流，响应客户端的请求
outputStream = socket.getOutputStream();
printWriter = new PrintWriter(outputStream);
printWriter.write("欢迎您！");
printWriter.flush();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}finally {
try {
//5.关闭相关资源
printWriter.close();
outputStream.close();
bufferedReader.close();
inputStreamReader.close();
inputStream.close();
socket.close();
serverSocket.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
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| package com.socket;
/**
* 服务器端线程处理类
* @author 87366
*
*/
import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.OutputStream;
import java.io.PrintWriter;
import java.net.Socket;
public class ServerThreadDemo extends Thread {
//和本线程相关的Socket
Socket socket = null;
public ServerThreadDemo(Socket socket) {
this.socket = socket;
}
//线程执行的操作，响应客户端的请求
@Override
public void run() {
InputStream inputStream = null;
InputStreamReader inputStreamReader = null;
BufferedReader bufferedReader = null;
OutputStream outputStream = null;
PrintWriter printWriter = null;
try {
//获取输入流用来读取客户端信息
inputStream = socket.getInputStream();
inputStreamReader = new InputStreamReader(inputStream);
bufferedReader = new BufferedReader(inputStreamReader);
String infor = null;
while ((infor = bufferedReader.readLine()) != null) {//循环读取客户端的信息
System.out.println("我是服务器，客户端说：" + infor);
}
socket.shutdownInput();
//获取输入流，响应客户端的请求
outputStream = socket.getOutputStream();
printWriter = new PrintWriter(outputStream);
printWriter.write("欢迎您！");
printWriter.flush();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}finally {
try {
//5.关闭相关资源
printWriter.close();
outputStream.close();
bufferedReader.close();
inputStreamReader.close();
inputStream.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
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上面的代码包含了两个版本，第一个版本是没有加入多线程的，第二个加入了多线程更加高效。
- 客户端：
- 创建Socket对象，指明需要连接的服务器的地址和端口号
- 连接建立后，通过输出流向服务器端发送请求信息
- 通过输入流获取服务器响应的信息
- 关闭相关资源
代码实现：
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| package com.socket;
import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.OutputStream;
import java.io.PrintWriter;
import java.net.Socket;
/**
* 客户端
* @author 87366
*
*/
public class ClientDemo {
public static void main(String[] args) {
Socket socket = null;
OutputStream outputStream = null;
PrintWriter printWriter = null;
BufferedReader bufferedReader = null;
InputStream inputStream = null;
try {
//1.创建客户端Socket，指定服务器端口和地址
socket = new Socket("localhost",8888);
//2.获取输出流，向服务器发送消息
outputStream = socket.getOutputStream();
printWriter = new PrintWriter(outputStream);
printWriter.write("用户名：tom;密码：456");
printWriter.flush();
socket.shutdownOutput();
//3.获取输入流，用来读取服务器端的响应信息
inputStream = socket.getInputStream();
bufferedReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(inputStream));
String infor = null;
while ((infor = bufferedReader.readLine()) != null) {//循环读取客户端的信息
System.out.println("我是客户端，服务端说：" + infor);
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}finally {
try {
//4.关闭相关资源
bufferedReader.close();
inputStream.close();
printWriter.close();
outputStream.close();
socket.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
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运行时，先运行服务器端代码，再运行客户端代码
四、通过Socket实现UDP编程
1、DatagramPacket
UDP编程
- UDP协议（用户数据报协议）是无连接的、不可靠的、无序的
- UDP协议以数据报作为数据传输的载体
- 进行数据传输时，首先需要将要传输的数据定义成数据报（Datagram），在数据报中指明数据所要达到的Socket（主机地址和端口号），然后再将数据报发送出去
2、相关操作类
- DatagramPacket：表示数据包报
- DatagramSocket：进行端到端通信的类
3、编程实现基于Socket通信的用户登录功能
- 服务器端
- 创建DatagramSocket，指定端口号
- 创建DatagramPacket
- 接收客户端发送的数据信息
- 读取数据
代码实现：
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| package com.socket;
import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetAddress;
import java.net.SocketException;
/**
* 服务器端，实现基于UDP的用户登录
* @author 87366
*
*/
public class UDPServerDemo {
public static void main(String[] args) throws IOException {
/*
* 接收客户端发送的数据
*/
//1.创建服务器端DatagramSocket，指定端口
DatagramSocket socket = new DatagramSocket(8889);
//2.创建数据报，用于接收客户端发送的数据
byte[] data = new byte[1024];//创建字节数组，指定接收的数据包的大小
DatagramPacket packet = new DatagramPacket(data, data.length);
//3.接收客户端发送的数据
System.out.println("****服务器端已经启动，等待客户端发送数据****");
socket.receive(packet);//此方法在接收到数据报之前会一直阻塞
//4.读取数据
String infor = new String(data, 0, packet.getLength());
System.out.println("我是服务器，客户端说：" + infor);
/*
* 向客户端响应数据
*/
//1.定义客户端的地址、端口号、数据
InetAddress address = packet.getAddress();
int port = packet.getPort();
byte[] data2 = "欢迎您！".getBytes();
//2.创建数据报，包含响应的数据信息
DatagramPacket packet2 = new DatagramPacket(data2, data2.length, address, port);
//3.响应客户端
socket.send(packet2);
socket.close();
}
}
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- 客户端实现步骤
- 定义发送信息
- 创建DatagramPacket，包含将要发送的信息
- 创建DatagramSocket
- 发送数据
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| package com.socket;
import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetAddress;
import java.net.SocketException;
import java.net.UnknownHostException;
/**
* 客户端
* @author 87366
*
*/
public class UDPClient {
public static void main(String[] args) throws IOException {
/*
* 向服务器端发送数据
*/
//1.定义服务器的地址、端口号、数据
InetAddress address = InetAddress.getByName("localhost");
int port = 8889;
byte[] data = "用户名：admin;密码：123".getBytes();
//2.创建数据报，包含发送的数据信息
DatagramPacket packet = new DatagramPacket(data, data.length, address, port);
//3.创建DatagramSocket对象
DatagramSocket socket = new DatagramSocket();
//4.向服务器端发送数据报
socket.send(packet);
/*
* 接收服务器端响应的数据
*/
//1.创建数据报，用于接收服务器端响应的数据
byte[] data2 = new byte[1024];
DatagramPacket packet2 = new DatagramPacket(data2, data2.length);
//2.接收服务器响应的数据
socket.receive(packet2);
//3.读取数据
String reply = new String(data2, 0, packet2.getLength());
System.out.println("我是客户端，服务器说：" + reply);
//4.关闭资源
socket.close();
}
}
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Author:
Allen Xue
License:
Copyright (c) 2019 CC-BY-NC-4.0 LICENSE
Slogan:
To be or not to be,that is a question.