深入理解Java网络编程：从基础到高级应用

一、网络编程概述

1.什么是网络编程？

网络编程是指利用计算机网络实现程序之间通信的一种编程方式。在网络编程中，程序需要通过网络协议（如 TCP/IP）来进行通信，以实现不同计算机之间的数据传输和共享。

2.在网络编程中，通常有三个基本要素

IP 地址：定位网络中某台计算机

端口号port：定位计算机上的某个进程（某个应用）

通信协议：通过IP地址和端口号定位后，如何保证数据可靠高效的传输，这就需要依靠通信协议了。

二、网络编程三要素

1.IP地址

①IP 地址用于唯一标识网络中的每一台计算机。在 Internet 上，使用 IPv4 或 IPv6 地址来表示 IP 地址。通常 IPv4 地址格式为 xxx.xxx.xxx.xxx，其中每个 xxx 都表示一个 8 位的二进制数（每一个xxx的取值范围是0-255），组合起来可以表示 2^32 个不同的 IP 地址。

②IPv4 地址的总数量是4294967296 个，但并不是所有的 IPv4 地址都可以使用。IPv4 地址被分为网络地址和主机地址两部分，前3个字节用于表示网络（省市区），最后1个字节用于表示主机（家门牌）。而一些 IP 地址被保留或者被私有机构使用，不能用于公网的地址分配。另外，一些 IP 地址被用作多播地址，仅用于特定的应用场景。因此实际上可供使用的 IPv4 地址数量要少于总数量，而且随着 IPv4 地址的逐渐枯竭，IPv6 地址已经开始逐渐普及，IPv6 地址数量更是相当巨大。

③IPv6使用16个字节表示IP地址(128位)，这样就解决了网络地址资源数量不够的问题。IPv6 地址由 8 组 16 位十六进制数表示，每组之间用冒号分隔，如：3ffe:3201:1401:1280:c8ff:fe4d:db39:1984

④本机地址：127.0.0.1，主机名：localhost。

⑤192.168.0.0-192.168.255.255为私有地址，属于非注册地址，专门为组织机构内部使用。

2.IP地址相关的：域名与DNS

域名

IP地址毕竟是数字标识，使用时不好记忆和书写，因此在IP地址的基础上又发展出一种符号化的地址方案，来代替数字型的IP地址。每一个符号化的地址都与特定的IP地址对应。这个与网络上的数字型IP地址相对应的字符型地址，就被称为域名。目前域名已经成为互联网品牌、网上商标保护必备的要素之一，除了识别功能外，还有引导、宣传等作用。如：www.baidu.com

DNS

在Internet上域名与IP地址之间是一对一（或者多对一）的，域名虽然便于人们记忆，但机器之间只能互相认识IP地址，它们之间的转换工作称为域名解析，域名解析需要由专门的域名解析服务器来完成，DNS（Domain Name System域名系统）就是进行域名解析的服务器，域名的最终指向是IP。

3.端口号（port）

在计算机中，不同的应用程序是通过端口号区分的。

端口号是用两个字节（无符号）表示的，它的取值范围是0~65535，而这些计算机端口可分为3大类：

公认端口：0~1023。被预先定义的服务通信占用（如：HTTP占用端口80，FTP占用端口21，Telnet占用端口23等）

注册端口： 1024~49151。分配给用户进程或应用程序。（如：Tomcat占用端口8080，MySQL占用端口3306，Oracle占用端口1521等）。

**动态/私有端口：**49152~65535。

通常情况下，服务器程序使用固定的端口号来监听客户端的请求，而客户端则使用随机端口连接服务器。

IP地址好比每个人的地址（门牌号），端口好比是房间号。必须同时指定IP地址和端口号才能够正确的发送数据。接下来通过一个图例来描述IP地址和端口号的作用，如图所示:

4.通信协议

①通过计算机网络可以使多台计算机实现连接，位于同一个网络中的计算机在进行连接和通信时需要遵守一定的规则。就像两个人想要顺利沟通就必须使用同一种语言一样，如果一个人只懂英语而另外一个人只懂中文，这样就会造成没有共同语言而无法沟通。

②在计算机网络中，这些连接和通信的规则被称为网络通信协议，它对数据的传输格式、传输速率、传输步骤等做了统一规定，通信双方必须同时遵守才能完成数据交换。

③在计算机网络中，常用的协议有 TCP、UDP、HTTP、FTP 等。这些协议规定了数据传输的格式、传输方式和传输顺序等细节。其中，TCP（传输控制协议）是一种可靠的面向连接的协议，它提供数据传输的完整性保证；而 UDP（用户数据报协议）则是一种无连接的协议，传输效率高。在网络编程中，需要选取合适的协议类型来实现数据传输。

5.通信协议相关的：OSI参考模型

①世界上第一个网络体系结构由IBM公司提出（1974年，SNA），以后其他公司也相继提出自己的网络体系结构如：Digital公司的DNA，美国国防部的TCP/IP等，多种网络体系结构并存，其结果是若采用IBM的结构，只能选用IBM的产品，只能与同种结构的网络互联。

②为了促进计算机网络的发展，国际标准化组织ISO（International Organization for Standardization）于1977年成立了一个委员会，在现有网络的基础上，提出了不基于具体机型、操作系统或公司的网络体系结构，称为开放系统互连参考模型，即OSI/RM （Open System Interconnection Reference Model）。

OSI模型把网络通信的工作分为7层，分别是物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。OSI七层协议模型如图所示：

6.通信协议相关的：TCP/IP参考模型

①OSI参考模型的初衷是提供全世界范围的计算机网络都要遵循的统一标准，但是由于存在模型和协议自身的缺陷，迟迟没有成熟的产品推出。TCP/IP协议在实践中不断完善和发展取得成功，作为网络的基础，Internet的语言，可以说没有TCP/IP参考模型就没有互联网的今天。

②TCP/IP，即Transmission Control Protocol/Internet Protocol的简写，中译名为传输控制协议/因特网互联协议，是Internet最基本的协议、Internet国际互联网络的基础。

③TCP/IP协议是一个开放的网络协议簇，它的名字主要取自最重要的网络层IP协议和传输层TCP协议。TCP/IP协议定义了电子设备如何连入因特网，以及数据如何在它们之间传输的标准。TCP/IP参考模型采用4层的层级结构，每一层都呼叫它的下一层所提供的协议来完成自己的需求，这4个层次分别是：网络接口层、互联网层（IP层）、传输层（TCP层）、应用层。

④OSI模型与TCP/IP模型的对应关系如图所示：

7.OSI参考模型与 TCP/IP参考模型区别

①OSI 参考模型是理论上的，而 TCP/IP 参考模型是实践上的。TCP/IP 参考模型被许多实际的协议（如 IP、TCP、HTTP 等）所支持和实现，而 OSI 参考模型则主要是作为理论框架和标准进行研究和讨论。

②OSI 参考模型是由国际标准化组织提出的网络通信协议框架，其中分为 7 层，各层之间明确了功能的划分，从物理层到应用层，逐层向上升，每层只对自己下一层提供服务，并依次封装和解封数据。OSI 参考模型是一种理论上的协议框架，用于描述计算机系统间的通信原理和规范。

④TCP/IP 参考模型（也称互联网参考模型）是实际应用中最广泛的协议框架。它将网络协议划分为 4 层：网络接口层、网络层、传输层和应用层。TCP/IP 参考模型与 OSI 参考模型之间有着相对应的层次结构，但是其中的每一层都是实际存在的协议，而不是纯粹的框架。TCP/IP 参考模型被广泛应用于互联网上，是计算机系统间进行通信的重要基础。

三、网络编程基础类

1.InetAddress类

复制代码

*      java.net.IntAddress类用来封装计算机的IP地址和DNS（没有端口信息），
*      它包括一个主机名和一个IP地址，是java对IP地址的高层表示。大多数其它
*      网络类都要用到这个类，包括Socket、ServerSocket、URL、
*      DatagramSocket、DatagramPacket等

public class InetAddressTest {
    public static void main(String[] args) throws Exception{
        // 获取本机的IP地址和主机名的封装对象：InetAddress
        InetAddress ia = InetAddress.getLocalHost();

        // 获取本机的IP地址
        String hostAddress = ia.getHostAddress();
        System.out.println("本机IP地址：" + hostAddress); 

        // 获取本机的主机名
        String hostName = ia.getHostName();
        System.out.println("本机的主机名：" + hostName); // 本机的主机名：LAPTOP-UD22J965

        // 通过域名来获取InetAddress对象
        InetAddress ia2 = InetAddress.getByName("www.baidu.com");
        System.out.println(ia2.getHostName()); // www.baidu.com
        System.out.println(ia2.getHostAddress()); //183.2.172.17
    }
}

运行结果：

2.URL类

①URL是统一资源定位符，对可以从互联网上得到的资源的位置和访问方法的一种简洁的表示，是互联网上标准资源的地址。互联网上的每个文件都有一个唯一的URL，它包含的信息指出文件的位置以及浏览器应该怎么处理它。

②URL由4部分组成：协议、存放资源的主机域名、端口号、资源文件名。

如果未指定该端口号，则使用协议默认的端口。例如HTTP协议的默认端口为80。在浏览器中访问网页时，地址栏显示的地址就是URL。

③URL标准格式为：<协议>://<域名或IP>:<端口>/<路径>。

其中，<协议>://<域名或IP>是必需的，<端口>/<路径>有时可省略。如：https://www.baidu.com。

④为了方便程序员编程，JDK中提供了URL类，该类的全名是java.net.URL，该类封装了大量复杂的涉及从远程站点获取信息的细节，可以使用它的各种方法来对URL对象进行分割、合并等处理。

⑤URL类的构造方法：URL url = new URL("http://127.0.0.1:8080/oa/index.html?name=zhangsan#tip");

⑥URL类的常用方法：

复制代码

*      URL包括四部分：协议，IP地址，端口号，资源名称
*      URL是网络中某个资源的地址。某个资源的唯一标识。
*      通过URL是可以真实的定位到资源的。
*      在Java中，java类库提供了一个URL类，来提供对URL的支持。
*
*      URL类的构造方法
*          URL url = new URL("url");
*
*      URL类的常用方法
*          url.getXxx();

/**
 * ClassName: URLTest01
 * Description:
 *      URL包括四部分：协议，IP地址，端口号，资源名称
 *      URL是网络中某个资源的地址。某个资源的唯一标识。
 *      通过URL是可以真实的定位到资源的。
 *      在Java中，java类库提供了一个URL类，来提供对URL的支持。
 *
 *      URL类的构造方法
 *          URL url = new URL("url");
 *
 *      URL类的常用方法
 *          url.getXxx();
 */
import java.net.URL;

public class URLTest01 {
    public static void main(String[] args) throws Exception{
        // 创建URL类型的对象
        URL url = new URL("http://www.baidu.com:8888/oa/index.html?name=zhangsan&password=123#tip");

        // 获取URL中的信息
        String protocol = url.getProtocol();
        System.out.println("协议：" + protocol);

        // 获取资源路径
        String path = url.getPath();
        System.out.println("资源路径：" + path);

        // 获取默认端口（HTTP协议的默认端口是80）
        int defaultPort = url.getDefaultPort();
        System.out.println("默认端口：" + defaultPort);

        // 获取当前的端口
        int port = url.getPort();
        System.out.println("当前端口号：" + port);

        // 获取URL中的IP地址
        String host = url.getHost();
        System.out.println("主机地址：" + host);

        // 获取URL准备传送的数据
        String query = url.getQuery();
        System.out.println("需要提交给服务器的数据：" + query);

        // 获取锚点
        String ref = url.getRef();
        System.out.println("获取锚点：" + ref);

        // 获取 资源路径 + 数据
        String file = url.getFile();
        System.out.println("资源路径+数据：" + file);
    }
}

运行结果：

⑦使用URL类的openStream()方法可以打开到此URL的连接并返回一个用于从该连接读入的InputStream，实现最简单的网络爬虫

import java.io.BufferedReader;
import java.io.InputStream;
import java.io.InputStreamReader;
import java.net.URL;


public class URLTest02 {
    public static void main(String[] args) throws Exception{
        URL url = new URL("https://tianqi.qq.com/");
        InputStream inputStream = url.openStream();
        BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(inputStream));

        String s = null;
        while((s = br.readLine()) != null){
            System.out.println(s);
        }

        br.close();
    }
}

运行结果：

四、TCP与UDP协议

1.Socket套接字概述

我们开发的网络应用程序位于应用层，TCP和UDP属于传输层协议，在应用层如何使用传输层的服务呢？

在应用层和传输层之间，则是使用套接Socket来进行分离。

套接字就像是传输层为应用层开的一个小口，应用程序通过这个小口向远程发送数据，或者接收远程发来的数据。而这个小口以内，也就是数据进入这个口之后，或者数据从这个口出来之前，是不知道也不需要知道的，也不会关心它如何传输，这属于网络其它层次工作。

**Socket实际是传输层供给应用层的编程接口。**Socket就是应用层与传输层之间的桥梁。使用Socket编程可以开发客户机和服务器应用程序，可以在本地网络上进行通信，也可通过Internet在全球范围内通信。

TCP协议和UDP协议是传输层的两种协议。Socket是传输层供给应用层的编程接口，所以Socket编程就分为TCP编程和UDP编程两类。

2.TCP协议

3.UDP协议

4.TCP协议的三次握手（通道建立）

TCP（传输控制协议）是一种面向连接的、可靠的传输层协议。它使用三次握手来建立连接，以确保数据在两个设备之间可靠地传输。

三次握手的过程如下：

客户端发送 SYN（同步）数据包。这个数据包包含客户端的初始序列号（ISN）。

服务器收到 SYN 数据包后，发送 SYN-ACK（同步确认）数据包。这个数据包包含服务器的初始序列号（ISN）和对客户端 ISN 的确认号（ACK）。

客户端收到 SYN-ACK 数据包后，发送 ACK（确认）数据包。这个数据包包含对服务器 ISN 的确认号（ACK）。三次握手完成后，客户端和服务器就可以开始交换数据了。

三次握手的意义：

三次握手可以确保数据在两个设备之间可靠地传输。它可以防止以下情况的发生：

**不会丢失：**如果没有三次握手，客户端和服务器可能会同时发送数据，导致数据丢失。

不会重复：如果没有三次握手，客户端和服务器可能会重复发送数据，导致数据重复。

不会乱序：如果没有三次握手，客户端和服务器可能会乱序发送数据，导致数据乱序。

5.TCP协议的四次挥手（通道关闭）

使用四次挥手来关闭连接，以确保数据在两个设备之间可靠地传输。

四次挥手的过程如下：

客户端发送 FIN（结束）数据包。这个数据包表示客户端已经完成数据传输，并希望关闭连接。 2. 服务器收到 FIN 数据包后，发送 ACK（确认）数据包。这个数据包表示服务器已经收到客户端的 FIN 数据包，并同意关闭连接。

服务器发送 FIN 数据包。这个数据包表示服务器已经完成数据传输，并希望关闭连接。

客户端收到 FIN 数据包后，发送 ACK（确认）数据包。这个数据包表示客户端已经收到服务器的 FIN 数据包，并同意关闭连接。

四次挥手完成后，客户端和服务器之间的连接就关闭了。

四次挥手的意义

四次挥手可以确保数据在两个设备之间可靠地传输。它可以防止以下情况的发生：

如果没有四次挥手，客户端和服务器可能会同时关闭连接，导致数据丢失。

如果没有四次挥手，客户端和服务器可能会重复发送数据，导致数据重复。

如果没有四次挥手，客户端和服务器可能会乱序发送数据，导致数据乱序。

五、基于TCP协议的编程

1.TCP协议编程概述

①套接字是**一种进程间的数据交换机制，**利用套接字(Socket)开发网络应用程序早已被广泛的采用，以至于成为事实上的标准。

②在网络通讯中，第一次主动发起通讯的程序被称作客户端(Client)，而在第一次通讯中等待连接的程序被称作服务端(Server)。

一旦通讯建立，则客户端和服务器端完全一样，没有本质的区别。

③套接字与主机地址和端口号相关联，主机地址就是客户端或服务器程序所在的主机的IP地址，端口地址是指客户端或服务器程序使用的主机的通信端口。

在客户端和服务器中，分别创建独立的Socket，并通过Socket的属性，将两个Socket进行连接，这样客户端和服务器通过套接字所建立连接并使用IO流进行通信。

2.Socket类概述

⑴.Socket 构造方法 public Socket(InetAddress a, int p)

功能概述

此构造方法用于创建一个 Socket 对象，并将其连接到指定 InetAddress 表示的 IP 地址以及指定的端口号。

在网络编程中，Socket 就像是一个端点，通过它可以与远程主机进行通信，这个构造方法就是为这个端点指定目标位置。

import java.net.InetAddress;
import java.net.Socket;
import java.io.IOException;

public class SocketCreationExample {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            // 获取本地主机的 InetAddress 对象
            InetAddress address = InetAddress.getLocalHost();
            // 创建一个 Socket 对象，并连接到本地主机的 8888 端口
            Socket socket = new Socket(address, 8888);
            System.out.println("成功连接到 " + address + " 的 8888 端口");
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

InetAddress.getLocalHost()：获取本地主机的 InetAddress 对象，代表本地主机的 IP 地址。

new Socket(address, 8888)：创建一个 Socket 对象，并尝试连接到本地主机的 8888 端口。如果该端口没有服务器监听，会抛出 IOException。

⑵.public InetAddress getInetAddress()

功能概述：

该方法**返回此 Socket 连接到的远程 IP 地址。**当你创建一个 Socket 并连接到远程主机后，使用这个方法可以获取远程主机的 IP 地址信息。

  import java.net.InetAddress;
import java.net.Socket;
import java.io.IOException;

public class GetInetAddressExample {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            InetAddress address = InetAddress.getLocalHost();
            Socket socket = new Socket(address, 8888);
            // 获取连接到的远程 IP 地址
            InetAddress remoteAddress = socket.getInetAddress();
            System.out.println("连接到的远程 IP 地址是：" + remoteAddress);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

socket.getInetAddress()：返回 Socket 连接到的远程主机的 InetAddress 对象。

⑶. public InputStream getInputStream()

功能概述：

该方法返回此 Socket 的输入流，通过这个输入流可以接收从远程主机发送过来的网络消息。在网络通信中，输入流就像是一个 "接收管道"，用于接收对方发送的数据。

import java.net.InetAddress;
import java.net.Socket;
import java.io.InputStream;
import java.io.IOException;

public class GetInputStreamExample {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            InetAddress address = InetAddress.getLocalHost();
            Socket socket = new Socket(address, 8888);
            // 获取输入流
            InputStream inputStream = socket.getInputStream();
            int data;
            while ((data = inputStream.read()) != -1) {
                System.out.print((char) data);
            }
            inputStream.close();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

socket.getInputStream()：返回 Socket 的输入流。

inputStream.read()：从输入流中读取数据，返回读取到的字节数据，当返回 -1 时表示已经读取到流的末尾。

⑷. public OutputStream getOutputStream()

功能概述：

该方法返回此 Socket 的输出流，通过这个输出流可以向远程主机发送网络消息。在网络通信中，输出流就像是一个 "发送管道"，用于将本地的数据发送给对方。

import java.net.InetAddress;
import java.net.Socket;
import java.io.OutputStream;
import java.io.IOException;

public class GetOutputStreamExample {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            InetAddress address = InetAddress.getLocalHost();
            Socket socket = new Socket(address, 8888);
            // 获取输出流
            OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();
            String message = "Hello, Server!";
            outputStream.write(message.getBytes());
            outputStream.flush();
            outputStream.close();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

**socket.getOutputStream()：**返回 Socket 的输出流。

**outputStream.write(message.getBytes())：**将字符串 message 转换为字节数组并写入输出流。

**outputStream.flush()：**刷新输出流，确保数据被发送出去。

⑸.public void shutdownInput()

功能概述：

该方法**用于禁用此 Socket 的输入流。调用该方法后，将无法再从输入流中读取数据，即使远程主机继续发送数据也不会被接收。**这在某些情况下可以用于控制数据的接收，例如当你已经完成了数据的接收任务，不需要再接收更多数据时，可以调用该方法。

import java.net.InetAddress;
import java.net.Socket;
import java.io.InputStream;
import java.io.IOException;

public class ShutdownInputExample {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            InetAddress address = InetAddress.getLocalHost();
            Socket socket = new Socket(address, 8888);
            InputStream inputStream = socket.getInputStream();
            // 禁用输入流
            socket.shutdownInput();
            try {
                inputStream.read(); // 尝试读取数据，会抛出异常
            } catch (IOException e) {
                System.out.println("输入流已关闭，无法读取数据：" + e.getMessage());
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

socket.shutdownInput()：禁用 Socket 的输入流。

调用 inputStream.read() 会抛出 IOException，因为输入流已经被关闭。

⑹.public void shutdownOutput()

功能概述：

该方法**用于禁用此 Socket 的输出流。调用该方法后，将无法再向输出流中写入数据，即无法再向远程主机发送数据。**这在某些情况下可以用于控制数据的发送，例如当你已经完成了数据的发送任务，不需要再发送更多数据时，可以调用该方法。

import java.net.InetAddress;
import java.net.Socket;
import java.io.OutputStream;
import java.io.IOException;

public class ShutdownOutputExample {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            InetAddress address = InetAddress.getLocalHost();
            Socket socket = new Socket(address, 8888);
            OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();
            // 禁用输出流
            socket.shutdownOutput();
            try {
                outputStream.write("Test".getBytes()); // 尝试写入数据，会抛出异常
            } catch (IOException e) {
                System.out.println("输出流已关闭，无法写入数据：" + e.getMessage());
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

socket.shutdownOutput()：禁用 Socket 的输出流。

调用 outputStream.write() 会抛出 IOException，因为输出流已经被关闭。

3.ServerSocket类概述

⑴.ServerSocket 构造方法 public ServerSocket(int port)

功能概述

该构造方法用于创建一个 ServerSocket 对象，并将其绑定到指定的端口上。在网络编程中，ServerSocket 是服务器端的核心类，它负责监听客户端的连接请求。通过指定端口号，服务器可以在该端口上等待客户端的连接。

import java.io.IOException;
import java.net.ServerSocket;

public class ServerSocketCreationExample {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            // 创建一个 ServerSocket 对象，并绑定到 8888 端口
            ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8888);
            System.out.println("服务器已启动，监听端口 8888");
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

new ServerSocket(8888)：创建一个 ServerSocket 对象，并将其绑定到本地的 8888 端口。如果该端口已被其他程序占用，会抛出 IOException。

⑵.public Socket accept()

功能概述：

该方法用于侦听要连接到此 ServerSocket 的客户端连接请求，并接受该连接。当有客户端尝试连接到服务器时，accept() 方法会阻塞程序的执行，直到有客户端连接成功，然后返回一个 Socket 对象，通过这个 Socket 对象可以与客户端进行通信。

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

public class ServerSocketAcceptExample {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8888);
            System.out.println("服务器已启动，等待客户端连接...");
            // 等待客户端连接
            Socket socket = serverSocket.accept();
            System.out.println("客户端已连接：" + socket.getInetAddress());
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

serverSocket.accept()：阻塞程序，直到有客户端连接到服务器的 8888 端口。当有客户端连接成功后，返回一个 Socket 对象，代表与客户端的连接。

⑶. public InetAddress getInetAddress()

功能概述：

该方法**返回此 ServerSocket 绑定的本地地址。**在服务器端，通过这个方法可以获取服务器所在主机的 IP 地址信息。

import java.io.IOException;
import java.net.InetAddress;
import java.net.ServerSocket;

public class ServerSocketGetInetAddressExample {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8888);
            // 获取服务器套接字的本地地址
            InetAddress localAddress = serverSocket.getInetAddress();
            System.out.println("服务器本地地址：" + localAddress);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

serverSocket.getInetAddress()：返回 ServerSocket 绑定的本地 InetAddress 对象，包含服务器所在主机的 IP 地址信息。

⑷. public void close()

功能概述：

该方法用于关闭此 ServerSocket。当服务器不再需要监听客户端连接时，调用该方法可以释放相关的系统资源，关闭与该端口的绑定。

import java.io.IOException;
import java.net.ServerSocket;

public class ServerSocketCloseExample {
    public static void main(String[] args) {
        ServerSocket serverSocket = null;
        try {
            serverSocket = new ServerSocket(8888);
            System.out.println("服务器已启动，监听端口 8888");
            // 模拟服务器运行一段时间
            Thread.sleep(5000);
            // 关闭服务器套接字
            serverSocket.close();
            System.out.println("服务器已关闭");
        } catch (IOException | InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

serverSocket.close()：关闭 ServerSocket，释放相关资源，停止监听客户端连接。在关闭 ServerSocket 后，如果再次尝试使用该 ServerSocket 进行操作，会抛出异常。

4.TCP单向通讯的实现

Java语言的基于套接字编程分为服务端编程和客户端编程，其通信模型如图所示

服务器端实现步骤：

创建ServerSocket对象，绑定并监听端口；

通过accept监听客户端的请求；

建立连接后，通过输出输入流进行读写操作；

调用close()方法关闭资源。

客户端实现步骤：

创建Socket对象，指定服务端的地址和端口号；

建立连接后，通过输入输出流进行读写操作；

通过输出输入流获取服务器返回信息；

调用close()方法关闭资源。

注意：一定是先启动服务器程序，然后再启动客户端程序，先后顺序千万别弄混了！

服务器端：Server

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;

/**
 * ClassName: Server
 * Description:
 *      现在使用Java中的Socket实现单向通信。基于TCP协议。属于TCP编程。
 *      这个类充当的是服务器端。
 */
public class Server {
    public static void main(String[] args) {
        ServerSocket serverSocket = null;
        Socket clientSocket = null;
        BufferedReader br = null;
        try {
            // 先启动服务器端，启动服务器端后，这个应用肯定要对应一个端口。
            // 创建服务器端套接字对象
            int port = 8888;
            serverSocket = new ServerSocket(port);

            System.out.println("服务器正在启动，请稍后....");
            System.out.println("服务器启动成功，端口号" + port + "，等待客户端的请求！");
            
            // 开始接收客户端的请求
            clientSocket = serverSocket.accept();

            // 后续代码怎么写一会再说！
            // 服务器端接收消息，所以服务器端应该获取输入流。
            br = new BufferedReader(new InputStreamReader(clientSocket.getInputStream()));

            // 开始读
            String s = null;
            while((s = br.readLine()) != null){
                System.out.println(s);
            }


        } catch (IOException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        } finally {
            if (br != null) {
                try {
                    br.close();
                } catch (IOException e) {
                    throw new RuntimeException(e);
                }
            }
            if (clientSocket != null) {
                try {
                    clientSocket.close();
                } catch (IOException e) {
                    throw new RuntimeException(e);
                }
            }
            // 关闭服务器端套接字
            if (serverSocket != null) {
                try {
                    serverSocket.close();
                } catch (IOException e) {
                    throw new RuntimeException(e);
                }
            }
        }
    }
}

客户端：Client

import java.io.BufferedWriter;
import java.io.IOException;
import java.io.OutputStreamWriter;
import java.net.InetAddress;
import java.net.Socket;
import java.util.Scanner;

/**
 * ClassName: Client
 * Description:
 *      现在使用Java中的Socket实现单向通信。基于TCP协议。属于TCP编程。
 *      这个类充当的是客户端。
 */
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        Socket clientSocket = null;
        BufferedWriter bw = null;
        try {
            // 创建客户端套接字对象
            // 需要指定服务器的IP地址，和端口号
            InetAddress ia = InetAddress.getLocalHost();
            int port = 8888;
            clientSocket = new Socket(ia, port);

            // 客户端给服务器端发送消息
            // 客户端你是输出流
            bw = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(clientSocket.getOutputStream()));

            // 发送消息
     /*       while(true){
                bw.write("你好，最近身体怎么样啊！");
                bw.write("\n");
                bw.write("你收到消息了吗？");
                // 刷新
                bw.flush();
                // 延迟效果
                //Thread.sleep(1000);
            }*/

            Scanner scanner = new Scanner(System.in);
            while(true){
                System.out.print("请输入您要发送的消息：");
                // 从键盘上接收的消息
                String msg = scanner.next();
                // 把消息发送给服务器
                bw.write(msg);
                bw.write("\n");

                // 刷新
                bw.flush();
            }

        } catch (IOException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        } finally {
            if (bw != null) {
                try {
                    bw.close();
                } catch (IOException e) {
                    throw new RuntimeException(e);
                }
            }
            if (clientSocket != null) {
                try {
                    clientSocket.close();
                } catch (IOException e) {
                    throw new RuntimeException(e);
                }
            }
        }
    }
}

运行结果：

5.TCP双向通讯的实现

在双向通讯的案例中，客户端需要向服务端发送一张图片，服务端收到客户端发送的图片后，则需要向客户端回复收到图片的反馈。在客户端给服务端发送图片的时候，图片发送完毕必须调用shutdownOutput()方法来关闭socket输出流，否则服务端读取数据就会一直阻塞。

服务器端实现步骤：

创建ServerSocket对象，绑定监听端口；

通过accept()方法监听客户端请求；

使用输入流接收客户端发送的图片，然后通过输出流保存图片

通过输出流返回客户端图片收到。

调用close()方法关闭资源

客户端实现步骤：

创建socket对象，指明需要连接的服务器地址和端口号；

建立连接后，通过输出流向服务器端发送图片；

通过输入流获取服务器的响应信息； 4. 调用close()方法关闭资源

服务器端Server

import java.io.*;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;

/**
 * ClassName: TwoWayServer
 * Description:
 *          接收客户端发送过来的图片。
 *          回复消息给客户端。
 */
public class TwoWayServer {
    public static void main(String[] args) {
        ServerSocket serverSocket = null;
        Socket clientSocket = null;
        BufferedInputStream bis = null;
        BufferedOutputStream bos = null;
        BufferedWriter bw = null;

        try {
            // 创建服务器套接字对象
            serverSocket = new ServerSocket(8888);
            System.out.println("服务器启动成功，正在接收客户端的请求！");

            // 开始接收客户端的请求
            clientSocket = serverSocket.accept();

            // 获取输入流
            bis = new BufferedInputStream(clientSocket.getInputStream());

            // 新建输出流
            bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("./dog.jpg"));

            // 开始读
            byte[] bytes = new byte[1024];
            int readCount = 0;
            while((readCount = bis.read(bytes)) != -1){
                // 把客户端发送过来的图片，保存到本地服务器中。
                bos.write(bytes, 0, readCount);
            }

            // 刷新
            bos.flush();

            // 服务器接收完图片之后给客户端回个话
            bw = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(clientSocket.getOutputStream()));

            bw.write("你发的图片我已经收到了，真可爱！\n");

            bw.flush();

        } catch (IOException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        } finally {
            if (bw != null) {
                try {
                    bw.close();
                } catch (IOException e) {
                    throw new RuntimeException(e);
                }
            }
            if (bos != null) {
                try {
                    bos.close();
                } catch (IOException e) {
                    throw new RuntimeException(e);
                }
            }
            if (bis != null) {
                try {
                    bis.close();
                } catch (IOException e) {
                    throw new RuntimeException(e);
                }
            }
            if (clientSocket != null) {
                try {
                    clientSocket.close();
                } catch (IOException e) {
                    throw new RuntimeException(e);
                }
            }
            if (serverSocket != null) {
                try {
                    serverSocket.close();
                } catch (IOException e) {
                    throw new RuntimeException(e);
                }
            }
        }
    }
}

客户端Client：

import java.io.*;
import java.net.InetAddress;
import java.net.Socket;

/**
 * ClassName: TwoWayClient
 * Description:
 *          发送一个图片给服务器。
 *          接收服务器返回的消息。
 */
public class TwoWayClient {
    public static void main(String[] args) {
        Socket clientSocket = null;
        BufferedOutputStream bos = null;
        BufferedInputStream bis = null;
        BufferedReader br = null;
        try {
            // 创建客户端套接字对象
            clientSocket = new Socket(InetAddress.getLocalHost(), 8888);

            // 发送一张图片给服务器
            bos = new BufferedOutputStream(clientSocket.getOutputStream());

            // 开始写图片到服务器
            // 一边读一边写（读客户端本地硬盘上的图片）
            bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream("C:\\Users\\86178\\Pictures\\fa04aef33d61d50482d82e77df868a19.jpeg"));

            byte[] bytes = new byte[1024];
            int readCount = 0;
            while((readCount = bis.read(bytes)) != -1){
                bos.write(bytes, 0, readCount);
            }

            // 刷新
            bos.flush();

            // 关闭输出（输出结束）
            clientSocket.shutdownOutput();

            // 接收服务器响应回来的消息
            br = new BufferedReader(new InputStreamReader(clientSocket.getInputStream()));
            String s = null;
            while((s = br.readLine()) != null){
                System.out.println(s);
            }

        } catch (IOException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        } finally {
            if (br != null) {
                try {
                    br.close();
                } catch (IOException e) {
                    throw new RuntimeException(e);
                }
            }
            if (bis != null) {
                try {
                    bis.close();
                } catch (IOException e) {
                    throw new RuntimeException(e);
                }
            }
            if (bos != null) {
                try {
                    bos.close();
                } catch (IOException e) {
                    throw new RuntimeException(e);
                }
            }
            if (clientSocket != null) {
                try {
                    clientSocket.close();
                } catch (IOException e) {
                    throw new RuntimeException(e);
                }
            }
        }
    }
}

运行结果：

六、基于UDP协议的编程

1.UDP协议编程概述

在UDP通信协议下，两台计算机之间进行数据交互，并不需要先建立连接，发送端直接往指定的IP和端口号上发送数据即可，但是它并不能保证数据一定能让对方收到，也不能确定什么时候可以送达。

java.net.DatagramSocket类和java.net.DatagramPacket类是使用UDP编程中需要使用的两个类，并且发送端和接收端都需要使用这个俩类，并且发送端与接收端是两个独立的运行程序。

DatagramSocket：负责接收和发送数据，创建接收端时需要指定端口号。

DatagramPacket：负责把数据打包，创建发送端时需指定接收端的IP地址和端口。

2.DatagramSocket类的概述

3.DatagramPacket类的概述

4.基于UDP编程的实现

接收端实现步骤

创建DatagramSocket对象（接收端），并指定端口号；

创建DatagramPacket对象（数据报）；

调用receive()方法，用于接收数据报；

调用close()方法关闭资源

发送端实现步骤

创建DatagramSocket对象（发送端）；

创建DatagramPacket对象（数据报），并指定接收端IP地址和端口；

调用send()方法，用于发送数据报；

调用close()方法关闭资源。

复制代码

* ClassName: Receive
* Description:
*          演示UDP编程，这个接收方。

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

/**
 * ClassName: Receive
 * Description:
 *          演示UDP编程，这个接收方。
 */
public class Receive {
    public static void main(String[] args) throws Exception{

        DatagramSocket ds = new DatagramSocket(8888);

        byte[] bytes = new byte[64 * 1024];
        // 准备一个包，这个包接收发送方的信息。
        DatagramPacket dp = new DatagramPacket(bytes, bytes.length);
        // 程序执行到这里，停下来，等待发送方的发送。
        ds.receive(dp);

        // 程序执行到这里说明，已经完全将发送方发送的数据接收到了。
        // 从包中取出来数据。
        String msg = new String(bytes, 0, dp.getLength());
        System.out.println("接收到的发送方发过来的消息：" + msg);

        ds.close();
    }
}

复制代码

* ClassName: Send
* Description:
*      演示UDP编程，这个是发送方。

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

/**
 * ClassName: Send
 * Description:
 *      演示UDP编程，这个是发送方。
 */
public class Send {
    public static void main(String[] args) throws Exception{
        DatagramSocket ds = new DatagramSocket();

        // 创建包
        byte[] bytes = "动力节点".getBytes();
        DatagramPacket dp = new DatagramPacket(bytes, 0, bytes.length, InetAddress.getLocalHost(), 8888);

        // 发送消息
        ds.send(dp);

        ds.close();
    }
}

深入理解Java网络编程：从基础到高级应用

一、网络编程概述

1.什么是网络编程？

2.在网络编程中，通常有三个基本要素

二、网络编程三要素

1.IP地址

2.IP地址相关的：域名与DNS

3.端口号（port）

4.通信协议

5.通信协议相关的：OSI参考模型

6.通信协议相关的：TCP/IP参考模型

7.OSI参考模型 与 TCP/IP参考模型 区别

三、网络编程基础类

1.InetAddress类

2.URL类

四、TCP与UDP协议

1.Socket套接字概述

2.TCP协议

3.UDP协议

4.TCP协议的三次握手（通道建立）

5.TCP协议的四次挥手（通道关闭）

五、基于TCP协议的编程

1.TCP协议编程概述

2.Socket类概述

⑴.Socket 构造方法 public Socket(InetAddress a, int p)

⑵.public InetAddress getInetAddress()

⑶. public InputStream getInputStream()

⑷. public OutputStream getOutputStream()

⑸.public void shutdownInput()

⑹.public void shutdownOutput()

3.ServerSocket类概述

⑴.ServerSocket 构造方法 public ServerSocket(int port)

⑵.public Socket accept()

⑶. public InetAddress getInetAddress()

⑷. public void close()

4.TCP单向通讯的实现

5.TCP双向通讯的实现

六、基于UDP协议的编程

1.UDP协议编程概述

2.DatagramSocket类的概述

3.DatagramPacket类的概述

4.基于UDP编程的实现

7.OSI参考模型与 TCP/IP参考模型区别