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java网络编程入门以及项目实战

2024-08-28 31
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本文涉及的产品
.cn 域名，1个 12个月
简介： 这篇文章是Java网络编程的入门教程，涵盖了网络编程的基础知识、IP地址、端口、通讯协议（TCP和UDP）的概念与区别，并提供了基于TCP和UDP的网络编程实例，包括远程聊天和文件传输程序的代码实现。

java网络编程

1.1概述

地球村：你在西安，你一个美国的朋友！你们之间是怎么交流的？

1.11举个送信件的栗子

信件对方的地址，对方的信息定位到特定个体。自己的地址自己的信息
在这里插入图片描述
有了以上这些要素后不考虑外部环境，这封信理论上就能发送到对方的手里了。
如果考虑外部环境呢？

1.12 计算机网络的定义

将地理位置不同的具有独立功能的多台计算机及其外部设备，通过通信线路连接起来，在网络操作系统，网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下，实现资源共享和信息传递的计算机网络系统。

1.13网络编程的目的

传播交流信息，数据交换，通信（都是同一个意思）

1.14 想要达到这个效果需要什么？

1.如何准确的定位网络上的一台主机
地址：端口号 栗子如下
192.168.16.124：8080
定位到这个计算机上的某个程序

2.找到了这个主机上的某一程序，如何传输数据呢？
网络编程： TCP/IP协议 C/S架构

1.2网络通信的要素

如何实现网络的通信？

通信双方地址：
iP
端口号
192.168.16.124:5900
规则：网络通信的协议
TCP/IP
在这里插入图片描述

小结：

1.网络编程中有两个主要的问题
如何准确的定位到网络上的一台或多台主机
找到主机之后如何进行通信

2.网络编程中的要素
IP和端口号
网络通信协议 UDP,TCP

3.万物皆对象

1.3、IP地址

1.31 java中的关于ip地址的类

InetAddress
!](https://ucc.alicdn.com/images/user-upload-01/082748da3e8f4987abcd495be5a0b55c.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s,shadow_50,text_Q1NETiBA6aOO5ZC56JC95Y-26Iqx6aOY6I2h,size_20,color_FFFFFF,t_70,g_se,x_16)

1.32一个关键的地址：

本机地址：127.0.0.1和localhost

查询ip地址实践代码

package com.kuang.lession01;

import java.net.InetAddress;
import java.net.UnknownHostException;

//记得类名一致，不然会报错的
public class TestInetAddress {
public static void main(String[] args) {
    try {
        //查询本机地址
        InetAddress inetAddress1=InetAddress.getByName("127.0.0.1");
        System.out.println(inetAddress1);

        InetAddress inetAddress3=InetAddress.getByName("localhost");
        System.out.println(inetAddress3);    

        InetAddress inetAddress4=InetAddress.getLocalHost();
        System.out.println(inetAddress4);

        //查询网络ip地址
        InetAddress inetAddress2=InetAddress.getByName("www.baidu.com");//输入的是一个域名他会返回该域名对应的ip地址
        System.out.println(inetAddress2);

        //常用方法
        System.out.println(inetAddress2.getAddress());//大一地址
        System.out.println(inetAddress2.getCanonicalHostName());//规范的名字
        System.out.println(inetAddress2.getHostAddress());//ip
        System.out.println(inetAddress2.getHostName());//域名或者自己电脑的名字

    } catch (UnknownHostException e) {
        // TODO Auto-generated catch block
        e.printStackTrace();
    }
}
}

1.33 ip地址分类

Ipv4/ipv6
IPV4 127.0.0.1,4字节组成。0~255,42亿，30亿在北美，亚洲4亿
IPV6:128位8个无符号整数！比如2001：obb2:aaaa:0015:0000:0000:1aaa:1312
公网（互联网）–私网（局域网）
ABCD类地址
192.168.xx.xx专门给组织内部使用的

小知识：域名是为了方便记忆，每个域名都对应一个IP地址，计算机识别域名映射的IP地址后在去执行操作的。

1.4端口

1.41 端口表示计算机上的一个程序的进程

不同的进程有不同的端口号！用来区分软件！
规定端口号区间：0~65535
其中TCP/UDP不同协议端口号可以相同：TCP/UDP:65535*2 tcp:80 udp:80这是可以的
可是单个协议下，端口号不能冲突

1.42 端口分类

公有端口 0~1024
 HTTP:80
 HTTPS:443
 FTP:21
 Telent:23
程序注册端口：1024 -49151，分配给用户或程序的
Tomcat:8080
MySQL:3306
Oracle:1521
动态、私有：49152~65535

1.43 查询端口实践

netstat -ano //查看所有的端口
在这里插入图片描述

netstat -ano|findstr “5353”查看指定端口端口
注：要确定所有端口里面有5353，不然可能检索了个寂寞
在这里插入图片描述

tasklist|findstr "20568"查看指定端口的进程
在这里插入图片描述

注：要确定该端口有对应进程才行
确认方法如下
Ctrl+shift+ESC 打开任务管理器
在这里插入图片描述

小知识：通过修改hosts C:\Windows\System32\drivers\etc\hosts，可以直接修改127.0.0.1hostsname,的映射名字

网络地址小实践
稍微熟悉java中 InetSocketAddress类的用法

package com.kuang.lession01;

import java.net.InetSocketAddress;

public class TestInetSockeAddress {

    public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub
        InetSocketAddress socketAddress=new InetSocketAddress("127.0.0.1",8080);
        InetSocketAddress socketAddress1=new InetSocketAddress("localhost",8080);
        System.out.println(socketAddress);
        System.out.println(socketAddress1);


        System.out.println(socketAddress.getAddress());
        System.out.println(socketAddress.getPort());//端口
        System.out.println(socketAddress.getHostName());//地址
    }

}

1.5 通讯协议

协议：约定就好比我们现在说普通话写汉字，你能看懂，如果我划拉的是西班牙语，可能你就看不懂了，更不用说进行通讯了

网络通讯协议：速率，传输码率，代码结构，传输控制…

两个重要协议：
TCP:用户传输协议
UDP:用户数据报协议
在这里插入图片描述

TCP UDP对比

TCP

  • 目的连接，且稳定
  • 连接的三次握手
  • 断开的四次挥手

连接最少需要三次，才能保证稳定连接！断开最少四次才能稳定断开！
连接的三次握手：A:请求连接、B同意连接、AB连接
断开的四次挥手：A:请求断开 B:同意断开 B：断开，A：断开

UDP

  • 不建立连接，也不稳定
  • 客户端，服务端：没有明确的界限
  • 不管有没有准备好，都可以发给你
  • DDOS 饱和攻击

TCP程序实践

以下是一次根据java的网络编程原理实现的远程聊天程序。

远程聊天程序

在这里插入图片描述

客户端
  1. 连接服务器Socket
  2. 发送消息
 package lesson02;
//客户端
import java.io.IOException;
import java.io.OutputStream;
import java.net.InetAddress;
import java.net.Socket;
import java.net.UnknownHostException;
import java.util.Scanner;

//客户端
public class TcpClientDemo01 {

    public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub
        Scanner sc =new Scanner(System.in);
        System.out.println("请输入你要发送给服务端的文字：");
        while(true)
        {

            Socket socket=null; //扩大Socket和OutpytStream 的作用域方便最后解决异常抛出情况
            OutputStream os=null;

            String str =sc.next();

            try {//核心
                //1. 要知道服务器的地址,端口号
                InetAddress serverIP=InetAddress.getByName("127.0.0.1");
                int port = 9921;

                //2.创建一个socket连接
                socket=new Socket(serverIP, port);

                //3.发送消息IO流
                os=socket.getOutputStream();

                os.write(str.getBytes());

            } catch (Exception e) {
                // TODO Auto-generated catch block
                e.printStackTrace();
            }finally {
                /*
                 * 关闭异常以下是大公司解决异常的基本模板
                 */
                if(os!=null) {
                    try {
                        os.close();
                    } catch (IOException e2) {
                        // TODO: handle exception
                    }
                }
                if(socket!=null)
                {
                    try {
                        socket.close();
                    } catch (IOException e2) {
                        // TODO: handle exception
                    }
                }
            }

        }
    }

}
服务器
  1. 建立服务的端口ServerSocket
  2. 等待用户的链接 accept
  3. 接受用户的消息
package lesson02;

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

//服务端
public class TcpServerDemo01 {
public static void main(String[] args) {

    ServerSocket serverSocket=null;
    Socket socket=null;
    InputStream is =null;
    ByteArrayOutputStream baos=null;
    try {
        //1.新建一个地址
        serverSocket=new ServerSocket(9921);
        while(true)
        {
        //2.等待客户端连接过来
        socket=serverSocket.accept();
        //3.读取客户端的消息
        is =socket.getInputStream();



        //把输入流通过一个管道接一下
        //管道流
        baos=new ByteArrayOutputStream();//输出到控制台
        byte[]buffer=new byte[1024];
        int len;
        while((len=is.read(buffer))!=-1) {//当没有结束时候将内容都写入baos
            baos.write(buffer,0,len);
        }
        System.out.println(baos.toString());    //输出        
        }
    } catch (IOException e) {
        // TODO Auto-generated catch block
        //关闭
        e.printStackTrace();
    }finally {
        //关闭资源
        if(baos!=null) {
            try {
                baos.close();
            } catch (IOException e2) {
                // TODO: handle exception
            }
        }
        if(is!=null)
        {
            try {
                is.close();
            } catch (IOException e2) {
                // TODO: handle exception
            }
        }
        if(socket!=null)
        {
            try {
                socket.close();
            } catch (IOException e2) {
                // TODO: handle exception
            }
        }
        if(serverSocket!=null)
        {
            try {
                serverSocket.close();
            } catch (IOException e2) {
                // TODO: handle exception
            }
        }
    }
}
}

注：1.eclipse如何开多个控制台运行？
可以看这个博客：
2.遇到bind：address already in use
怎么办？在这里插入图片描述
解决方法：可以看这个博客

实现远程文件传输

客户端

package lesson03;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.Socket;

public class TcpClientDemo02 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //1.客户端使用本地的字节输入流，读取要上传的文件
        FileInputStream fis = new FileInputStream("D:\\socket\\input\\2.txt");
        //2.客户端使用网络字节输出流，把读取到的文件上传到服务器
        Socket socket = new Socket("127.0.0.1",8687);
        OutputStream os = socket.getOutputStream();
        int len = 0;
        byte[] bytes = new byte[1024];
        while ((len = fis.read(bytes))!=-1) {
            os.write(bytes, 0, len);
        }
        //解决：上传完文件，给服务器写一个结束标记 void shutdownOutput（） 禁止此套接字的输出流
        //对于TCP套接字，任何以前写入的数据都将被法师，并且后面的TCP的正常连接终止序列
        socket.shutdownOutput(); //结束输出流
        //6.客户端使用网络字节输入流，读取服务器回写的数据
        InputStream is = socket.getInputStream();
        while ((len = is.read(bytes))!=-1) {
            System.out.println(new String(bytes,0,len));
        }
        fis.close();
        socket.close();
    }
}

服务端

package lesson03;
import java.io.File;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;

public class TcpServerDemo02 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //3.服务器使用网络字节输入流，读取客户端上传的文件
        ServerSocket ss = new ServerSocket(8687);
        Socket socket = ss.accept();
        InputStream is = socket.getInputStream();
        //判断服务器文件夹中是否已经上传过
        File file = new File("D:\\socket\\output");
        if (!file.exists()) {
            file.mkdir();
        }
        //4.服务器使用本地字节输出流，把读取到的文件，保存到服务器的硬盘上
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream(file+"\\2.txt");
        int len = 0;
        byte[] bytes = new byte[1024];
        while ((len = is.read(bytes))!= -1) {
            fos.write(bytes,0,len);

        }
        //5.服务器使用网络字节输出流，给客户端回写一个“上传成功”
        OutputStream os = socket.getOutputStream();
        os.write("上传成功".getBytes());
        fos.close();
        socket.close();
        ss.close();
    }
}

UDP编程实例：

利用UDP实现远程聊天

UdpReceiveDemo.java

package UdpChat;

import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;

public class UdpReceiveDemo {
public static void main(String[] args) throws Exception {
    DatagramSocket socket=new DatagramSocket(6668);
    while(true) {
    //2、准备接受包裹
    byte[] datas=new byte[1024];
    DatagramPacket packet=new DatagramPacket(datas,0,datas.length);
    socket.receive(packet);//阻塞式接受

    //3、输出包裹并准备断开连接 bye
    byte[] data=packet.getData();
    String receiveData=new String(data,0,data.length);
    System.out.println(receiveData);

    if(receiveData.trim().equals("bye")) {//不加trim会由于发出来的包里面含有大量空格导致无法比较，需要删掉空格
        break;
    }        
    }
    socket.close();
}
}

UdpSenderDem.java

package UdpChat;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.InputStreamReader;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetAddress;
import java.net.InetSocketAddress;
import java.net.SocketException;

public class UdpSenderDemo {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        DatagramSocket socket=new DatagramSocket(8888);

        while(true) {
        //2、准备数据
        BufferedReader  reader=new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));

        String data=reader.readLine();
        byte[] datas=data.getBytes();
        DatagramPacket packet=new DatagramPacket(datas, 0,datas.length,new InetSocketAddress("localhost",6668));

        //3、发送数据
        socket.send(packet);
        if(data.equals("bye")) {
            break;
        }
        }

        socket.close();
    }
}
文章标签：
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网络协议
Java
关系型数据库
编解码
Oracle
关键词：
Java入门
网络入门
Java网络
Java网络编程
网络编程入门
风吹落叶花飘荡
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