网络编程的应用

1.单机程序和网络程序

2.客户端与服务端

3.网络编程三要素

[3.1 IP地址](#3.1 IP地址)

[3.2 port端口](#3.2 port端口)

4.TCP编程

5.UDP编程

1.单机程序和网络程序

之前编写的程序都是单机程序，所有的业务功能实现及数据存储都在一个主机上完成，我们称为单机程序
我们在生活中使用的绝大多数的程序（应用，软件，app），都可以基于网络，与其他主机的程序进行数据交互，又不同的主机程序完成不同的业务功能。

2.客户端与服务端

在编写网络程序时，一般都会至少涉及两部分内容
客户端：主动发起连接的那个程序，就称为客户端程序。
服务端：接收连接信号的程序，就称为服务端程序。

3.网络编程三要素

3.1 IP地址

在网络环境中，每一个主机都会有一个唯一的网络标识，我们称为ip（地址）
在网络中可以通过ip，找到唯一的一个主机
ip标识的格式规范
- IPV4 ： 32bit，平均分成4分，来表示ip ，每一份8bit ， 0~255
- IPV6 ： 128bit，平均分成6分，每一份使用16进制的数字来表示
使用本机ip地址
- 在cmd中，使用ipconfig命令，查看当前主机在局域网中的ip地址
- 如果连接本机，可以使用 localhost 或 127.0.0.1

3.2 port端口

计算机上运行的每一个程序，都会拥有一个（物理）端口
端口的作用就是实现程序内部与外部的数据通讯的。
随着程序启动，系统会自动的为程序的物理端口，分配一个数字标识，称为逻辑端口
- 在编写网络程序时，我们也可以手动为程序指定逻辑端口号
逻辑端口的数字范围 0~65535 ，其中0~1023 多作为系统程序的端口
如果一个程序的逻辑端口号，与另一个程序的逻辑端口号相同，我们称为端口号冲突
只能启动一个程序。

3.3 通讯协议

使用的通讯协议有两种

TCP ：一种安全型协议，能够包装数据传输的安全性，也就是能够保证双方一定能收到数据

通过3次握手，确保双方的网络是联通

通过4次挥手，确保双发的连接是断开的。
UDP ：一种不专注于数据安全传输的协议。适合广播，音频信息的传播。

4.TCP编程

Java中提供了**ServerSocket**对象，可以充当服务端

public static void main(String[] args) throws IOException {
    //启动了一个可以充当服务端的Java程序
    ServerSocket server = new ServerSocket(6666);
}

Java中提供了**Socket**对象，可以充当客户端

 public static void main(String[] args) throws IOException {
     //启动了一个可以充当客户端的Java程序
     Socket client = new Socket("192.168.28.173" , 6666);
 }

服务端程序启动后，需要等待客户端的连接

//等待客户端的连接，在等待过程中，当前线程会处于阻塞状态
//一旦客户端连接了，该方法会返回一个Socket对象
Socket client = server.accept();




public static void main(String[] args) throws IOException {
        //启动了一个可以充当服务端的Java程序
        ServerSocket server = new ServerSocket(6666);

        System.out.println("======启动服务器========");
        //等待客户端的连接
        Socket link = server.accept();

        System.out.println("收到了【"+link.getInetAddress()+"】客户端的连接");
    }

一旦客户端和服务端产生了连接，接下来双方的交互都是基于Socket对象的。
两端的数据交互，最终是基于网络IO
Socket可以提供用于网络读写数据的IO流

InputStream is = socket.getInputStream();
OutputStream os = socket.getOutputStream();

注意：与文件io读取操作不同，网络数据没有一个明确的结束。

当使用**is.read()**无法读取到数据时，默认不会获得-1，而是会阻塞等待

所以在使用网络io读写数据时，要提供一个结束标识，可以有两种方式

方式一：在a端使用**socket.shutdownOutput()**，在b端通过-1结束

方式二：在a端额外传递一个结束字符串**os.write("[over]".getBytes())**

在b端读取到结束字符串时就可以结束了。

5.UDP编程

编程语法上没有区分客户端对象和服务端对象（逻辑上依然存储分别）

只要是UDP网络编程中的一个主机端，就需要创建**DatagramSocket**

//如果当前的主机端作为逻辑服务端，需要指定端口
//如果当前的主机端作为逻辑客户都安，是否指定端口都可以。
DatagramSocket socket = new DatagramSocket(6666);
DatagramSocket socket = new DatagramSocket();

UDP的数据传输，需要额外的一个对象**DatagramPacket**
读写数据都需要依赖这个对象

java 复制代码

//发数据时的packet构建，此时数组中要装有发送的内容
String str = "buka is good" ;
byte[] bs = str.getBytes();
DatagramPacket p = new DatagramPacket(
    bs , 0 , bs.length,
    InetAddress.getByName("localhost"),8888
);

//收数据时的packet构建，此时数组是一个空数组
byte[] bs = new byte[1024];
DatagramPacket p = new DatagramPacket(
    bs , 0 , bs.length
);

实现数据包的发送和接收

java 复制代码

//发送方发送数据
socket.send(p);

//接收接收数据，并获得发送方的一些信息（ip + port）
socket.receive(p);
String str = new String(p.getData(), 0, p.getLength());
System.out.println("收到来自【"+p.getSocketAddress()+":"+p.getPort()+"】的消息：" + str);