A.网络程序设计基础
局域网与互联网
局域网（LAN）中的 Java 应用程序：
- 通信： 在局域网中，Java 应用程序可以使用各种通信协议进行通信，如TCP/IP和UDP。Java 的 Socket API 提供了一种方便的方式来实现网络通信。
- RMI（远程方法调用）： Java 的 RMI 允许在不同的 Java 虚拟机之间进行方法调用，这对于在局域网环境中构建分布式系统非常有用。
网络协议
1.IP协议
ICMP（Internet Control Message Protocol）：
- ICMP 是 IP 协议的一个重要组成部分，用于在 IP 网络上发送错误消息和操作消息，例如 Ping 命令就是使用 ICMP 来检测目标设备是否可达。
2.TCP与UDP协议
TCP（传输控制协议）:
-
Socket编程：
- Java提供了
Socket和ServerSocket类，用于实现TCP套接字通信。 Socket类用于客户端，而ServerSocket类用于服务器端。
- Java提供了
-
可靠性：
- TCP是一种面向连接的协议，提供可靠的、有序的、双向的字节流传输。
- 通过使用三次握手建立连接和四次握手终止连接，确保数据的可靠传输。
-
阻塞式：
- TCP通信是阻塞式的，意味着当一个线程在读取或写入数据时，它会阻塞直到操作完成。
-
应用场景：
- 适用于对数据传输可靠性要求较高的场景，如文件传输、电子邮件等。
例子
客户端代码：
Socket socket = new Socket("localhost", 8080);
OutputStream out = socket.getOutputStream();
out.write("Hello, Server!".getBytes());
socket.close();服务器端代码：
ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8080);
Socket socket = serverSocket.accept();
InputStream in = socket.getInputStream();
// 读取数据并进行处理
serverSocket.close();UDP（用户数据报协议）:
-
DatagramSocket：
- Java中使用
DatagramSocket和DatagramPacket类来实现UDP套接字通信。
- Java中使用
-
无连接：
- UDP是一种无连接的协议，每个数据报都是独立的，没有像TCP那样的连接和终止的过程。
-
不可靠性：
- UDP不保证数据传输的可靠性，也不保证数据的有序性。因此，它更适用于实时应用，如音频和视频流。
-
非阻塞式：
- UDP通信是非阻塞式的，因为它不会像TCP那样等待连接的建立。
-
应用场景：
- 适用于对实时性要求高、能够容忍一定数据丢失的场景，如在线游戏、实时通信等。
-
例题
-
发送数据
DatagramSocket socket = new DatagramSocket();
byte[] data = "Hello, Server!".getBytes();
DatagramPacket packet = new DatagramPacket(data, data.length, InetAddress.getLocalHost(), 8080);
socket.send(packet);
socket.close();接收数据
DatagramSocket socket = new DatagramSocket(8080);
byte[] buffer = new byte[1024];
DatagramPacket packet = new DatagramPacket(buffer, buffer.length);
socket.receive(packet);
// 处理接收到的数据
socket.close();端口与套接字
端口：
- 定义： 端口是一个16位的数字，范围从0到65535。它用于标识网络中的应用程序。
- 作用： 在一个主机上，不同的端口用于不同的网络服务或应用程序，以便在同一时间可以通过同一IP地址进行多个不同的网络通信。
. 套接字（Socket）：
- 定义： 套接字是一种通信机制，允许计算机上的不同进程通过网络进行通信。在Java中，
Socket类和ServerSocket类用于实现套接字通信。 - 作用： 套接字提供了一个抽象层，使得程序可以通过网络发送和接收数据，实现进程之间的通信。
Socket类：
- 客户端套接字： 用于创建客户端套接字，与服务器进行通信
Socket socket = new Socket("服务器IP", 端口号);
ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(端口号);
Socket clientSocket = serverSocket.accept(); // 阻塞等待客户端连接服务端套接字： 用于创建服务器套接字，监听客户端的连接请求。
*
网络通信的生命周期：
- 建立连接： 通过
Socket或ServerSocket建立连接。 - 数据传输： 使用
InputStream和OutputStream进行数据传输。 - 关闭连接： 使用
close()方法关闭套接字连接。
B.TCP程序
InetAddress类
例题1
获取 InetAddress 实例：
1.1 根据主机名获取 InetAddress 实例：
String host = "www.example.com";
InetAddress address = InetAddress.getByName(host);
2 根据 IP 地址获取 InetAddress 实例：
byte[] ipAddress = new byte[]{127, 0, 0, 1};
InetAddress address = InetAddress.getByAddress(ipAddress);
获取本机 InetAddress 实例：
InetAddress localhost = InetAddress.getLocalHost();
ServerSocket类
ServerSocket 类是 Java 中用于实现服务器套接字的类，它位于 java.net 包中。ServerSocket 用于监听客户端的连接请求，并在成功连接时创建一个对应的 Socket 实例，使得服务器能够与客户端进行通信。
创建 ServerSocket 实例：
import java.io.IOException;
import java.net.ServerSocket;
public class MyServer {
public static void main(String[] args) {
try {
// 创建 ServerSocket 实例并指定端口号
int port = 8080;
ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(port);
System.out.println("Server is listening on port " + port);
// 服务器代码，接受客户端连接
// Socket clientSocket = serverSocket.accept();
// 这里通常需要在循环中调用 accept()，以接受多个客户端的连接
// 处理连接后，可以在新线程中继续处理客户端的请求
// 关闭 ServerSocket
serverSocket.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}accept() 方法：
accept() 方法是 ServerSocket 类的一个阻塞方法，用于监听客户端的连接请求。当有客户端连接时，accept() 方法返回一个新的 Socket 实例，该实例用于与客户端进行通信
Socket clientSocket = serverSocket.accept();
ServerSocket类的常用方法
设置服务器的绑定地址
serverSocket = new ServerSocket(port, backlog, bindAddr);
获取本地端口：int localPort = serverSocket.getLocalPort();
例子
import java.io.IOException;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
public class MyServer {
public static void main(String[] args) {
try {
// 创建 ServerSocket 实例并指定端口号
int port = 8080;
ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(port);
System.out.println("Server is listening on port " + port);
// 循环接受客户端连接
while (true) {
// 阻塞等待客户端连接
Socket clientSocket = serverSocket.accept();
// 在新线程中处理客户端连接
Thread clientThread = new Thread(() -> {
try {
// 处理客户端连接的业务逻辑
// ...
// 关闭客户端套接字
clientSocket.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
});
// 启动新线程处理客户端连接
clientThread.start();
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}TCP网络程序设计
设计TCP（Transmission Control Protocol）网络程序通常涉及到客户端和服务器之间的通信。在Java中，可以使用Socket和ServerSocket类来实现TCP网络通信。
服务器端设计：
创建ServerSocket：
客户端设计：
C.UDP程序
DatagramPacket类
DatagramPacket 类是 Java 中用于实现 UDP（User Datagram Protocol）通信的类，它封装了数据报文（Datagram）以进行数据的发送和接收。DatagramPacket 类提供了构造方法和方法，用于在网络上发送和接收数据。
DatagramSocket类
DatagramSocket 类是 Java 中用于实现 UDP（User Datagram Protocol）通信的类，它提供了创建 UDP 套接字（socket）的功能，用于在网络上传输数据报文。DatagramSocket 类的实例可以用于发送和接收 UDP 数据报文。
UDP网络程序设计
设计UDP（User Datagram Protocol）网络程序通常涉及到客户端和服务器之间的无连接通信。在Java中，可以使用DatagramSocket和DatagramPacket类来实现UDP网络通信。以下是一个简单的UDP网络程序设计的基本步骤：