Java网络编程详解(一)

简介: Java网络编程详解(一)

一、计算机网络基础


利用通信线路和通信设备,将地理位置不同的、功能独立的多台计算机互连起来,以功能完善的网络软件来实现资源共享和信息传递,就构成了计算机网络系统。


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比如我们家里的路由器,通过将我们的设备(手机、平板、电脑、电视剧)连接到路由器,来实现对互联网的访问。实际上,我们的路由器连接在互联网上,而我们的设备又连接了路由器,这样我们的设备就可以通过路由器访问到互联网了。通过网络,我们可以直接访问互联网上的另一台主机,比如我们要把QQ的消息发送给我们的朋友,或是通过远程桌面管理来操作另一台电脑,也可以是连接本地网络上的打印机。


既然我们可以通过网络访问其他计算机,那么如何区别不同的计算机呢?通过IP地址,我们就可以区分不同的计算机了:


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每一台电脑在同一个网络上都有一个自己的IP地址,用于区别于其他的电脑,我们可以通过对方主机的IP地址对其进行访问。那么我手机连接的移动流量,能访问到连接家里路由器的电脑吗?(不能,因为他们不属于同一个网络)


而我们的电脑上可能运行着大量的程序,每一个程序可能都需要通过网络来访问其他计算机,那这时该如何区分呢?我们可以通过端口号来区分:


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因此,我们一般看到的是这样的:192.168.0.11:8080,通过IP:端口的形式来访问目标主机上的一个应用程序服务。注意端口号只能是0-65535之间的值!


IP地址分为IPv4和IPv6,IPv4类似于192.168.0.11,我们上面提到的例子都是使用的IPv4,它一共有四组数字,每组数字占8个bit位,IPv4地址0.0.0.0表示为2进制就是:00000000.00000000.00000000.00000000,共32个bit,最大为255.255.255.255,实际上,IPv4能够表示的所有地址,早就已经被用完了。IPv6能够保存128个bit位,因此它也可以表示更多的IP地址,一个IPv6地址看起来像这样:1030::C9B4:FF12:48AA:1A2B,目前也正在向IPv6的阶段过度。


TCP和UDP是两种不同的传输层协议:


TCP:当一台计算机想要与另一台计算机通讯时,两台计算机之间的通信需要畅通且可靠(会进行三次握手,断开也会进行四次挥手),这样才能保证正确收发数据,因此TCP更适合一些可靠的数据传输场景。

UDP:它是一种无连接协议,数据想发就发,而且不会建立可靠传输,也就是说传输过程中有可能会导致部分数据丢失,但是它比TCP传输更加简单高效,适合视频直播之类的。


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二、了解Socket技术


通过Socket技术(它是计算机之间进行通信的一种约定或一种方式),我们就可以实现两台计算机之间的通信,Socket也被翻译为套接字,是操作系统底层提供的一项通信技术,它支持TCP和UDP。而Java就对socket底层支持进行了一套完整的封装,我们可以通过Java来实现Socket通信。


要实现Socket通信,我们必须创建一个数据发送者和一个数据接收者,也就是客户端和服务端,我们需要提前启动服务端,来等待客户端的连接,而客户端只需要随时启动去连接服务端即可!


//服务端
public static void main(String[] args) {
    try(ServerSocket server = new ServerSocket(8080)){    //将服务端创建在端口8080上
        System.out.println("正在等待客户端连接...");
        Socket socket = server.accept();  //当没有客户端连接时,线程会阻塞,直到有客户端连接为止
        System.out.println("客户端已连接,IP地址为:"+socket.getInetAddress().getHostAddress());
    }catch (IOException e){
        e.printStackTrace();
    }
}


//客户端
public static void main(String[] args) {
    try (Socket socket = new Socket("localhost", 8080)){
        System.out.println("已连接到服务端!");
    }catch (IOException e){
        System.out.println("服务端连接失败!");
        e.printStackTrace();
    }
}


实际上它就是一个TCP连接的建立过程:



一旦TCP连接建立,服务端和客户端之间就可以相互发送数据,直到客户端主动关闭连接。当然,服务端不仅仅只可以让一个客户端进行连接,我们可以尝试让服务端一直运行来不断接受客户端的连接:


public static void main(String[] args) {
    try(ServerSocket server = new ServerSocket(8080)){    //将服务端创建在端口8080上
        System.out.println("正在等待客户端连接...");
        while (true){   //无限循环等待客户端连接
            Socket socket = server.accept();
            System.out.println("客户端已连接,IP地址为:"+socket.getInetAddress().getHostAddress());
        }
    }catch (IOException e){
        e.printStackTrace();
    }
}


现在我们就可以多次去连接此服务端了。

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