Java进阶之网络编程

Java进阶之网络编程

java基础之网络编程

什么是网络编程

• 计算机网络
• 计算机网络是通过传输介质、通信设施和网络通信协议，把分散在不同地点的计算机设备互连起来，实现资源共享和数据传输的系统。网络编程就就是编写程序使联网的两个(或多个)设备(例如计算机)之间进行数据传输。
• 网络数据的交互程序，Java的网络编程主要涉及到的是Socket编程

程序架构

• C(Client)/S(Service)
• B(前端)/S()

协议

• 如同人与人之间相互交流需要遵循一定的规矩一样，计算机之间能够进行相互通信是因为他们都共同准守一定的规则，约定，即网络协议
• 网络体系结构--OSI参考模型，TCP/IP参考模型
• 常见网络协议
• TCP协议 --传输控制协议--安全可靠协议
• TCP是面向连接的传输层协议，TCP层位于IP层之上，应用层之下的中间层
• 不同机器之间经常需要可靠的连接，但是IP层不提供这样的机制，知识提供不可靠的数据包交换
• TCP协议采用字节流传输协议
• 三次握手与四次挥手
• TCP是面向连接的协议，因此每个TCP链接都有三个阶段：连接建立、数据传送、连接释放
• 第一次握手，客户机发送请求报文到服务器，等待服务器确认
• 第二次握手，服务器接收到连接请求报文，如果同意客户机连接，便向客户机发送回执确认报文
• 第三次握手，客户机收到服务器的确认报文回执后，想服务器给出确认报文，客户端和服务器进入连接状态，完成三次握手

• 由于TCP连接是全双工的，因此每个方向都必须单独进行关闭。这原则是当一方完成它的数据发送任务后就能发送一个FIN来终止这个方向的连接。收到一个FIN只意味着这一方向上没有数据流动，一个TCP连接在收到一个FIN后仍能发送数据。首先进行关闭的一方将执行主动关闭，而另一方执行被动关闭。
• 第一次挥手，TCP客户端发送一个FIN，用来关闭客户到服务器的数据传送
• UDP协议 --非安全可靠协议
• HTTP协议 --超文本传输协议
• TCP协议是传输控制协议，UDP协议是用户数据报协议，两者都是传输层的协议，主要区别在于前者是可靠的，面向连接的协议，后者是不可靠的，无连接的协议。其它的区别还有，TCP协议传输速度慢，UDP常用于一次性传输比较少量数据的网络应用。

IP和端口

• IP是在网络上定义一台机器的标识，常见的IP为IPV4,IPV6
• 端口：数据连通的出入口
• IP和端口就相当于港口和码头

Java网络编程

• Socket编程主要涉及到客户端和服务器端两个方面，首先是在服务器端创建一个服务器套接字(ServerSocket)，并把它附加到一个端口上，服务器从这个端口监听连接。端口号的范围是0到65536，但是0到1024是为特权服务保留的端口号，我们可以选择任意一个当前没有被其他进程使用的端口。
• 客户端请求与服务器进行连接的时候，根据服务器的域名或者IP地址，加上端口号，打开一个套接字。当服务器接受连接后，服务器和客户端之间的通信就像输入输出流一样进行操作。
• 栗子：服务器端代码-TCP连接

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

public class NetworkServer {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        ServerSocket server = new ServerSocket(9999);
        System.out.println("等待客户端连接");
        Socket sSocket = server.accept();//孔
        System.out.println("连接完毕");
        //服务器向客户端发送消息 写 输出 SocketOutputStream Fi
        while(true){
            OutputStream os = sSocket.getOutputStream();
            PrintWriter writer = new PrintWriter(os);
            Scanner sc = new Scanner(System.in);
            System.out.println("你要说啥?");
            String message = sc.nextLine();
            System.out.println("你说："+message);
            writer.println(message);
            writer.flush();

            InputStream is = sSocket.getInputStream();
            InputStreamReader isr = new InputStreamReader(is);
            BufferedReader br = new BufferedReader(isr);
            String message1 = br.readLine();
            System.out.println("客户端说:"+message1);
            if(message.equals("拜拜") || message1.equals("拜拜")){
                break;
            }
        }
    }
}

• 栗子：客户端代码-TCP连接

import java.io.*;
import java.net.Socket;
import java.util.Scanner;

public class NetworkClient {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        Socket cSocket = new Socket("127.0.0.1",9999);
        //流
        while(true){
            InputStream is = cSocket.getInputStream();
            InputStreamReader isr = new InputStreamReader(is);
            BufferedReader br = new BufferedReader(isr);
            String message = br.readLine();
            System.out.println("服务器说:"+message);
            OutputStream os = cSocket.getOutputStream();
            PrintWriter writer = new PrintWriter(os);
            Scanner sc = new Scanner(System.in);
            System.out.println("你要说啥?");
            String message1 = sc.nextLine();
            System.out.println("你说："+message1);
            writer.println(message1);
            writer.flush();
            if(message1.equals("拜拜") || message.equals("拜拜")){
                break;
            }
        }
    }
}

• 相对于TCP，UDP在传输多次，大量数据的时候，会有丢包的现象
• 发送方

import java.io.IOException;
import java.net.*;

public class NetworkReceiveUDP{
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        DatagramSocket datagramSocket = new DatagramSocket();
        String s = "你好";
        byte[] bs = s.getBytes();
        DatagramPacket packet = new DatagramPacket(bs,bs.length, InetAddress.getByName("127.0.0.1"),9999);
        for (int i = 0;i<1000000;i++){
            datagramSocket.send(packet);
        }
    }
}

• • 接收方

import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;

public class TestSend {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        DatagramSocket datagramSocket = new DatagramSocket(9999);
        byte[] b = new byte[24];
        DatagramPacket datagramPacket = new DatagramPacket(b,0,b.length);
        int count = 0;
        while (true){
            datagramSocket.receive(datagramPacket);
            String s = new String(b,0,datagramPacket.getLength());
            System.out.println(s);
            count++;
            System.out.println(count);
        }
    }
}