【JavaEE初阶】 网络编程基础与Socket套接字

简介: 【JavaEE初阶】 网络编程基础与Socket套接字


🎋网络编程基础

🚩为什么需要网络编程?

用户在浏览器中,打开在线视频网站,如腾讯看视频,实质是通过网络,获取到网络上的一个视频资源。

与本地打开视频文件类似,只是视频文件这个资源的来源是网络

相比本地资源来说,网络提供了更为丰富的网络资源:

所谓的网络资源,其实就是在网络中可以获取的各种数据资源。

而所有的网络资源,都是通过网络编程来进行数据传输的。

🚩什么是网络编程?

网络编程,指网络上的主机,通过不同的进程,以编程的方式实现网络通信(或称为网络数据传输)

当然,我们只要满足进程不同就行;所以即便是同一个主机,只要是不同进程,基于网络来传输数据,也属于网络编程

特殊的情况,对于开发来说,在条件有限的情况下,一般也都是在一个主机中运行多个进程来完成网络编程。

但是,我们一定要明确,我们的目的是提供网络上不同主机,基于网络来传输数据资源:

  • 进程A:编程来获取网络资源
  • 进程B:编程来提供网络资源

🚩网络编程中的基本概念

关于网络编程中涉及到的一些基本概念我们有必要了解一下

📌发送端和接收端

在一次网络数据传输时:

发送端:数据的发送方进程,称为发送端。发送端主机即网络通信中的源主机。

接收端:数据的接收方进程,称为接收端。接收端主机即网络通信中的目的主机。

收发端:发送端和接收端两端,也简称为收发端。

注意:发送端和接收端只是相对的,只是一次网络数据传输产生数据流向后的概念

📌请求和响应

一般来说,获取一个网络资源,涉及到两次网络数据传输:

  • 第一次:请求数据的发送
  • 第二次:响应数据的发送。

好比在快餐店点一份炒饭:

  • 先要发起请求:点一份炒饭
  • 再有快餐店提供的对应响应:提供一份炒饭

📌客户端和服务端

服务端:在常见的网络数据传输场景下,把提供服务的一方进程,称为服务端,可以提供对外服务。

客户端获取服务的一方进程,称为客户端。

对于服务内容来说,一般是提供以下几种:

  • 客户端获取服务资源

  • 客户端保存资源在服务端

好比在银行办事:

  • 银行提供取款服务:用户(客户端)获取服务端资源(银行替用户保管的现金)
  • 银行提供存款服务:用户(客户端)保存资源(现金)在银行(服务端)

📌常见的客户端服务端模型

最常见的场景,客户端是指给用户使用的程序,服务端是提供用户服务的程序:

  1. 客户端先发送请求到服务端
  2. 服务端根据请求数据,执行相应的业务处理
  3. 服务端返回响应:发送业务处理结果
  4. 客户端根据响应数据,展示处理结果(展示获取的资源,或提示保存资源的处理结果)

🌴Socket套接字

🚩概念

Socket套接字,是由系统提供用于网络通信的技术,是基于TCP/IP协议的网络通信的基本操作单元。基于Socket套接字的网络程序开发就是网络编程

🚩分类

Socket套接字主要针对传输层协议划分为如下三类:

  1. 流套接字:使用传输层TCP协议

TCP,即Transmission Control Protocol(传输控制协议),传输层协议。

以下为TCP的特点(细节请关注博主后续创作):

  • 有连接
  • 可靠传输
  • 面向字节流
  • 有接收缓冲区,也有发送缓冲区
  • 大小不限

对于字节流来说,可以简单的理解为,传输数据是基于IO流,流式数据的特征就是在IO流没有关闭的情

况下,是无边界的数据,可以多次发送,也可以分开多次接收

  1. 数据报套接字:使用传输层UDP协议

UDP,即User Datagram Protocol(用户数据报协议),传输层协议。

以下为UDP的特点(细节请关注博主后续创作):

  • 无连接
  • 不可靠传输
  • 面向数据报
  • 有接收缓冲区,无发送缓冲区
  • 大小受限:一次最多传输64k

对于数据报来说,可以简单的理解为,传输数据是一块一块的,发送一块数据假如100个字节,必须一次发送,接收也必须一次接收100个字节,而不能分100次,每次接收1个字节。

  1. 原始套接字

原始套接字用于自定义传输层协议,用于读写内核没有处理的IP协议数据

关于原始套接字博主不会详细介绍,有兴趣的小伙伴可以自己区了解一下。

🚩Java数据报套接字通信模型

java中使用UDP协议通信,主要基于 DatagramSocket 类来创建数据报套接字,并使用

DatagramPacket 作为发送或接收的UDP数据报。对于一次发送及接收UDP数据报的流程如下:

以上只是一次发送端的UDP数据报发送,及接收端的数据报接收,并没有返回的数据。也就是只有请求,没有响应。对于一个服务端来说,重要的是提供多个客户端的请求处理及响应,流程如下:

🚩Java流套接字通信模型

🚩Socket编程注意事项

  1. 客户端和服务端:开发时,经常是基于一个主机开启两个进程作为客户端和服务端,但真实的场景,一般都是不同主机。
  2. 注意目的IP和目的端口号,标识了一次数据传输时要发送数据的终点主机和进程
  3. Socket编程我们是使用流套接字和数据报套接字,基于传输层的TCP或UDP协议,但应用层协议,也需要考虑,这块我们在后续来说明如何设计应用层协议。
  4. 关于端口被占用的问题
    如果一个进程A已经绑定了一个端口,再启动一个进程B绑定该端口,就会报错,这种情况也叫端口被占用。对于java进程来说,端口被占用的常见报错信息如下:

  • 此时需要检查进程B绑定的是哪个端口,再查看该端口被哪个进程占用。以下为通过端口号查进程
    的方式:
    在cmd输入 netstat -ano | findstr 端口号 ,则可以显示对应进程的pid。如以下命令显示了8888进程的pid
  • 在任务管理器中,通过pid查找进程

解决端口被占用的问题

  • 如果占用端口的进程A不需要运行,就可以关闭A后,再启动需要绑定该端口的进程B
  • 如果需要运行A进程,则可以修改进程B的绑定端口,换为其他没有使用的端口。

⭕总结

关于《【JavaEE初阶】 网络编程基础与Socket套接字简介》就讲解到这儿,感谢大家的支持,欢迎各位留言交流以及批评指正,如果文章对您有帮助或者觉得作者写的还不错可以点一下关注,点赞,收藏支持一下!

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