05.JAVA的网络编程

网络编程

1. TCP/IP的参考模型：

Java的网络编程方面比其他的WINDOWS桌面程序要强大太多了，很多复杂的协议接口，都已经封装得很完美，功能代码只需要很少就完美实现。

OSI七层网络模型 TCP/IP四层概念模型 对应网络协议

应用层 Application 应用层 HTTP,TFTP, FTP,NFS,WAIS,SMTP

表示层 Presentation Telnet, Rlogin, SNMP, Gopher

会话层 Session SMTP, DNS

传输层 Transport 传输层 TCP, UDP

网络层 Network 网络层 IP,ICMP,ARP, RARP, AKP, UUCP

数据链路层：DataLink 数据链路层 FDDI, Ethernet, Arpanet, PDN,SLIP,PPP

物理层 Physical IEEE 802.1A, IEEE802.2到IEEE.802.11

小结：

1. 如何准确的定位到网络上的一台或多台主机。
2. 找到主机后如何通信。
3. 确定IP和端口号。 IP 类
4. 网络通信协议。 TCP和UDP类
5. 万物皆对象。 InetAddress 类

IP: 用来唯一定位一台网络上的计算机。

127.0.0.1 : 本机地址localhost，相当于this.

IP地址分类： ipv4/ ipv6. 4字节组成IP和6字节组成IP。 42亿4类地址，30亿在北美，4亿在亚洲。

6类地址，是未来的地址。 ifconfig可以用来查看地址。128位，无符号整数。

A类地址：00000001, 00000000, 00000000, 00000001
:
01111110, 11111111,11111111,11111110

  1.0.0.1\~ 126.255.255.254

B类地址: 10000000, 00000001, 00000000, 00000001
:
10111111, 11111110, 11111111,11111110

  128.1.0.1\~ 191.254.255.254

• C类地址：11000000, 00000000, 00000001, 00000001
  ~11011111, - 11111111, 11111110, 11111110
  192.0.1.1~223.255.254.254
• D类地址：224.0.0.1~239.255.255.254
• E类地址: 240.0.0.0~255.255.255.254
  //参数也可以用localhost或者127.0.0.1
  InetAddress inetAddress = InetAddress.getByName("www.Apple.com");
  使用方法：inetAddress.getHostAddress(); inetAddress.getHostName(); 得到对应IP和域名

2. TCP的java实现：

• 客户端：
  1. 连接服务器Socket(serverIP, port); //port可以是约定，
     serverIP 用InetAddress.getByName("127.0.0.1"); 获得。
  2. 发送消息. 用os=socket.getOutputStream();得到一个发送流对象。
     然后再调用对象os的write("这是一个消息哦",getbytes());方法。
• 服务器端：
  1. 建立服务器端口 ServerSocket ss= new ServerSock(port);
     再建立一个通信端口变量socket，这里不用实例化。
  2. 用通信端口指向服务器端口的accept: socket=ss.accept();
     等待用户的连接 accept
  3. 接收用户的消息 定义一个输入流对象 InputStream is=socket.getInputStream();
     用socket的对应方法得到输入流。
  4. 繁琐的流处理
     用ByteArrayOutputStream()获得流信息并输出。

3. UDP的java实现：

1. 发送端：

用DatagramSocket建立套接字; 用DatagramPacket 建立UDP数据包。

DatagramPacket pkt = new DatagramPacket(msg.getBytes(),0,msg.getBytes().length, 
inetAddress, port);
sck.send(pkt);  //send方法发送出去就可以了，不用管连接没连接。
sck.close();

2. 接收端:

同样用DatagramSocket建立套接字; 用DatagramPacket 建立UDP数据包。

sct = new DatagramSocket(port);
//繁琐的缓冲数据处理
byte[] buff=new byte[1024];
DatagramPacket pckt = new DatagramPacket(buff, 0, buff.length);
sct.receive(pckt); //对应send 方法，用receive 形成一个阻塞接收。
//以下是需要的信息： pckt.getAddress().getHostName()或getHostAddress();
new String(pckt.getData(), 0, pckt.getLength()); //这个可以得到数据内容。
sct.close();

UDP的特点就是没有谁做服务器的概念，只要定义好相同的端口，谁都可以发送，谁都可以接收。

4. URL的类使用：

统一资源定位符： 可以定位网上的的某一个资源。

协议：//ip地址: 端口号/项目名/资源位置。

new URL(地址String);

getProtocol()得到协议名。getHost();得到主机。getPort()得到端口。getPath()得到地址。

getFile()得到文件。getQuery()得到查询名。

利用URL下载文件：

HttpURLConnection urlCon = (HttpURLConnection) url.openConnection(); //返回URL的连接
InputStream strm =urlCon.getInputStream();                  //从连接里得到流资源
FileOutputStream fos =new FileOutputStream(str文件流的文件名); 
//繁琐的读缓冲区
byte[] buff =new byte[1024];
int len
while((len=inputStream.read(buff))!=1){
        fos.write(buffer, 0, len);  //往信件的文件流中写入连接流。
}
fos.close();
strm.close();
urlCon.disconnect();

几行代码就可以搞定网络资源的文件了。

Apache Tomcat的启动:

cd /Users/用户名/tomcat/bin，进入到tomcat的bin目录下

输入：./startup.sh + 回车，

如出现错误："Permission denied"（操作失败，缺少权限）

输入命令，赋予超级管理员权限sudo chmod 755 *.sh + 回车

再次执行命令：./startup.sh + 回车

打开浏览器，输入网址 http://localhost:8080/ ，如果出现一只三角猫，表示tomcat安装成功

关闭的话：./shutdown.sh + 回车

核心配置文件：./conf/server.xml

5. 示例

实现一个标准的TCP/IP通信

下面是服务端，需要先启动，形成一个通信阻塞。核心方法: ServerSocket; Socket; ByteArrayOutputStream; InputStream; buffer的应用以及各种异常处理。

package UseInternet;

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

public class TcpServerDemo01 {
 public static void main(String[] args) {
     ByteArrayOutputStream baos = null;
     ServerSocket serverSocket =null;
     Socket socket =null;
     InputStream is =null;
     try {
         serverSocket = new ServerSocket(9999);
         socket = serverSocket.accept(); //这里形成一个阻塞,等待接收客户端信息.
         is = socket.getInputStream();
         baos= new ByteArrayOutputStream();
         byte[] buffer2 = new byte[1024];
         int len2 = 0;
         while ((len2=is.read(buffer2))!=-1){
             baos.write(buffer2,0,len2);
         }
         System.out.println(baos.toString());
         System.out.println("Got msg");
     } catch (IOException e) {
         e.printStackTrace();
     } finally {
         if (baos!=null){
             try {
                 baos.close();
             }catch (IOException e){
                 e.printStackTrace();
             }
         }
         if (is!=null){
             try{
                 is.close();
             } catch (IOException e) {
                 e.printStackTrace();
             }
         }
         if (socket!=null){
             try {
                 socket.close();
             } catch (IOException e) {
                 e.printStackTrace();
             }
         };
         if (serverSocket!=null){
             try {
                 serverSocket.close();
             } catch (IOException e) {
                 e.printStackTrace();
             }
         }
     }
 }
}

下面是客户端代码。

package UseInternet;

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

public class TcpClientDemo1 {
 public static void main(String[] args) {
     Socket socket =null;
     OutputStream os =null;
     try {
         //获得服务器的IP和端口号
         InetAddress serverIP= InetAddress.getByName("127.0.0.1");
         int port = 9999;
         //创建一个socket连接
         socket = new Socket(serverIP, port);
         os = socket.getOutputStream();
         os.write("你好，这是一个网络外发的消息OS".getBytes());
         // 关键修复：1.刷新输出流，确保数据全部发送 2.关闭输出流，发送流结束标记
         os.flush();
         socket.shutdownOutput();

     } catch (UnknownHostException e) {
         e.printStackTrace();
         //throw new RuntimeException(e);
     } catch (IOException e) {
         e.printStackTrace(); // 建议不要直接throw RuntimeException，方便排查问题
     }finally {
         if (os!=null){
             try {
                 os.close();
             } catch (IOException e) {
                 e.printStackTrace();
             }
         }
         if(socket!=null){
             try {
                 socket.close();
             } catch (IOException e) {
                 e.printStackTrace();
             }
         }
     }
 }
}

解析各种网址的IP信息

了解InetAddress.getByName; InetAddress.getLocalHost; getAddress; getCanonicalHostName; getHostAddress; getHostName等常用方法。

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

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 inetAddress2 = InetAddress.getByName("localhost");
         System.out.println(inetAddress2);
         InetAddress inetAddress3 = InetAddress.getLocalHost();
         System.out.println(inetAddress3);

         InetAddress inetAddress4= InetAddress.getByName("www.baidu.com");
         System.out.println(inetAddress4);
         InetAddress inetAddress5= InetAddress.getByName("www.Apple.com");
         System.out.println(inetAddress5);
         System.out.println("====================================");
         System.out.println(inetAddress5.getAddress());      //拿IP地址的字节数据(底层二进制,很少用)
         System.out.println(inetAddress5.getCanonicalHostName());  //拿规范主机名,强制反向DNS解析
         System.out.println(inetAddress5.getHostAddress()); //只拿IP地址字符串(最常用)  
         System.out.println(inetAddress5.getHostName());    //拿主机名(优先用已知的,不强制反向解析

     }catch (UnknownHostException e){
         System.out.println(e);
         e.printStackTrace();
     }
 }
}

UDP发送与接收

服务端：需要了解类和方法：DatagramSocket; DatagramPacket; datagramSocket.receive; datagramSocket.send.

package UseInternet;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
public class TestUDPserver {
 public static void main(String[] args) throws Exception {
     DatagramSocket sct;
     sct = new DatagramSocket(8888);
     byte[] buff=new byte[1024];
     DatagramPacket dgp= new DatagramPacket(buff,0,buff.length);
     sct.receive(dgp);  //阻塞接收
     System.out.println(dgp.getAddress().getHostName()+"|||"+dgp.getAddress().getHostAddress());
     System.out.println(new String(dgp.getData(),0,dgp.getLength()));
     sct.close();
 }
}

客户端：严格说，没有服务端和客户端的区别，都是使用同样的DatagramSocket类。都可以发送和接收。

package UseInternet;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetAddress;
public class TestUDP {
 public static void main(String[] args) throws Exception {
     DatagramSocket skt = new DatagramSocket();
     String msg="这是一个UDP的发送测试";
     InetAddress idr =InetAddress.getByName("localhost");
     int port =8888;
     DatagramPacket dgp = new DatagramPacket(msg.getBytes(),0,msg.getBytes().length,idr,port);
     skt.send(dgp);  //这里不需要建立连接
     skt.close();
 }
}

网络资源下载

核心类：HttpURLConnection； FileOutputStream;

package UseInternet;

import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.net.HttpURLConnection;
import java.net.MalformedURLException;
import java.net.URL;

public class UseURLDownLoad {
 public static void main(String[] args) throws IOException {
     URL url = new URL("https://himg.bdimg.com/sys/portrait/item/pp.1.f0337f07.qLRrh6j5cr5u6SFhRwgS1A?_t=1764409787836");
     HttpURLConnection urlCon =(HttpURLConnection) url.openConnection();
     InputStream strm= urlCon.getInputStream();
     FileOutputStream fos = new FileOutputStream("阳光和青草.jpg");
     byte[] buff = new byte[1024];
     int len;
     while ((len=strm.read(buff))!=-1){
         fos.write(buff,0,len);
     }
     fos.close();
     strm.close();
     urlCon.disconnect();
 }
}

对，就上面这么短一点的代码，只需要把URL换成网页中的各种元素资源，就可以随意的在网页上荡取视频，音乐，图片，堪比歪瓜！