网络编程

1、概述（自行百度）

计算机网络：
网络协议：就比如说我们规定普通话为通用交流语言，这就是一种协议
网络编程的目的：数据交换，通信

2、网络通信的要素

IP：定位到网络中的某台计算机
端口号：定位到计算机中的某个应用
TCP/IP参考模型：(百度上都有）

总结：

1、网络编程中有两个主要问题

a.如何准确的定位到网络上的一台或者多台主机

b.找到主机后如何进行通信

2、网络编程中的要素：IP、端口号、网络通信协议（tcp、udp）

3、万物皆对象

3、IP地址

3.1 分类

ipv4 / ipv6：

ipv4：由4个字节组成，0-255, 总共42亿个，如下：

192.168.1.56

ipv6：128位，由8个无符号整数组成，如下：

2408:8207:7895:8e10:bab1:b5ed:7ec6:c2a7
公网(互联网)-私网(局域网)：

ABCD类地址：

192.168.xx.xx：专门给组织内部使用
域名：

3.2 InetAddress对象

获取本机IP

//获取本机地址
InetAddress localHost = InetAddress.getLocalHost();
System.out.println(localHost);
InetAddress byName = InetAddress.getByName("localhost");
System.out.println(byName);
System.out.println(InetAddress.getByName("127.0.0.1"));

获取远程IP

//获取百度IP
InetAddress baiduIP = InetAddress.getByName("www.baidu.com");

4、端口

端口号的范围：0-65535，TCP和UDP都是这个范围
常见端口号：HTTP 80、HTTPS 443、FTP 21、Telent 23、Tomcat 8080、Mysql 3306、Oracle 1521
端口分类：
- 公有端口：0-1023
- 程序注册端口：1024-49151，分配用户或者程序使用
- 动态、私有：49152-65535`
  
  netstat -ano #查看所有的端口
  
  netstat -ano | grep "1234" #查看指定端口

5、通信协议

协议：一种约定，比如普通话就是一种交流的协议
TCP与UDP：

1、TCP：面相链接、可靠传输、三次握手、四次挥手、点到点传输、数据传输按序到达且不会重复和丢包、效率较低、面相字符传输、首部开销20-60字节

2、UDP：无连接、不可靠、传输数据无序且可能会丢包，、支持一对一，一对多，多对一，多对多等、面向报文传输、首部开销8个字节
三次握手：
1. 客户端向服务器发送带有SYN标志的数据包（服务器确认客户端的发送和自己接收正常）
2. 服务器向客户端发送带有ACK/SYN标志的数据包（客户端确认自己的发送和接收正常，确认服务器的发送和接收正常）
3. 客户端向服务器发送带有ACK标志的数据包（服务器确认自己的发送正常和客户端的接收正常）
四次挥手：
1. 客户端向服务器发送带一个FIN，用来关闭客户端到服务器的数据传送
2. 服务器接收到FIN并发回一个ack，确认序号为收到的序号加1,和SYN一样，一个FIN将占用一个序号
3. 服务器关闭与客户端的链接，发送一个FIN给客户端
4. 客户端发回ack报文确认，并将确认序号设置为接受序号加1

6、TCP

客户端：

获取服务器的IP和端口号
创建Socket链接
通过IO流向服务器发送数据

//获取服务器的IP和端口号
InetAddress address = InetAddress.getByName("127.0.0.1");
int port = 9090;
//创建Socket链接
socket = new Socket(address, port);
//发送消息通过IO流
outputStream = socket.getOutputStream();
outputStream.write("Hello world!".getBytes());

服务器

设置服务器端口号
监听客户端链接(accept)
获取客户端信息
处理信息

//设置服务端端口号为9090
serverSocket = new ServerSocket(9090);
while (true){
 ? ?//监听客户端链接
 ? ?socket = serverSocket.accept();
 ? ?//获取客户端的消息
 ? ?inputStream = socket.getInputStream();
/*
//处理inputstream
byte[] buffer = new byte[1024];
int len;
while((len = inputStream.read(buffer)) != -1){
 ? ?String msg = new String(buffer, 0, len);
 ? ?System.out.println(msg);
}*/
 ? ?//通过管道流处理inputstream
 ? ?byteArrayOutputStream = new ByteArrayOutputStream();
 ? ?byte[] bytes = new byte[1024];
 ? ?int len;
 ? ?while((len = inputStream.read(bytes)) != -1){
 ? ? ? ?byteArrayOutputStream.write(bytes, 0, len);
 ?  }
 ? ?System.out.println(byteArrayOutputStream.toString());
}

文件上传

服务器端

public class TCPDownload {
?
 ? ?private static ServerSocket serverSocket = null;
 ? ?private static Socket socket = null;
 ? ?private static InputStream inputStream = null;
 ? ?private static FileOutputStream fileOutputStream = null;
?
 ? ?private static OutputStream outputStream = null;
?
 ? ?public static void main(String[] args) {
 ? ? ? ?try {
 ? ? ? ? ? ?serverSocket = new ServerSocket(8888);
 ? ? ? ? ? ?socket = serverSocket.accept();
 ? ? ? ? ? ?inputStream = socket.getInputStream();
 ? ? ? ? ? ?fileOutputStream = new FileOutputStream(new File("receive.jpg"));
?
 ? ? ? ? ? ?byte[] buffer = new byte[1024];
 ? ? ? ? ? ?int len;
 ? ? ? ? ? ?while((len = inputStream.read(buffer)) != -1){
 ? ? ? ? ? ? ? ?fileOutputStream.write(buffer, 0, len);
 ? ? ? ? ?  }
?
 ? ? ? ? ? ?//当服务器接受完毕后，告知客户端接受完毕
 ? ? ? ? ? ?outputStream = socket.getOutputStream();
 ? ? ? ? ? ?outputStream.write("upload success!".getBytes());
?
 ? ? ?  } catch (IOException e) {
 ? ? ? ? ? ?e.printStackTrace();
 ? ? ?  } finally {
 ? ? ? ? ? ?//关闭资源(自己封装的关闭资源的工具类)
 ? ? ? ? ? ?CloseResource.closeResource(fileOutputStream);
 ? ? ? ? ? ?CloseResource.closeResource(inputStream);
 ? ? ? ? ? ?CloseResource.closeResource(socket);
 ? ? ? ? ? ?CloseResource.closeResource(serverSocket);
 ? ? ?  }
?
 ?  }
}

客户端

public class TCPUpload {
?
 ? ?private static Socket socket = null;
?
 ? ?private static OutputStream outputStream = null;
?
 ? ?private static FileInputStream fileInputStream = null;
?
 ? ?private static InputStream inputStream = null;
?
 ? ?private static ByteArrayOutputStream byteArrayOutputStream = null;
?
 ? ?public static void main(String[] args) {
 ? ? ? ?try {
 ? ? ? ? ? ?//获取服务器IP和端口号，这里我们使用本机作为服务器
 ? ? ? ? ? ?InetAddress localhost = InetAddress.getByName("localhost");
 ? ? ? ? ? ?int port = 8888;
 ? ? ? ? ? ?socket = new Socket(localhost, port);
 ? ? ? ? ? ?outputStream = socket.getOutputStream();
?
 ? ? ? ? ? ?//读取文件
 ? ? ? ? ? ?fileInputStream = new FileInputStream("/home/lpf/图片/man_paint_sky_129261_1920x1080.jpg");
 ? ? ? ? ? ?//写文件
 ? ? ? ? ? ?byte[] buffer = new byte[1024];
 ? ? ? ? ? ?int len;
 ? ? ? ? ? ?while((len = fileInputStream.read(buffer)) != -1){
 ? ? ? ? ? ? ? ?outputStream.write(buffer, 0, len);
 ? ? ? ? ?  }
?
 ? ? ? ? ? ?//通知服务器我已经传送完毕了
 ? ? ? ? ? ?socket.shutdownOutput(); ? ? //如果不写这句代码，客户端和服务器都会处在一个无限等待的状态
?
 ? ? ? ? ? ?//获取服务端的通知
 ? ? ? ? ? ?inputStream = socket.getInputStream();
 ? ? ? ? ? ?byteArrayOutputStream = new ByteArrayOutputStream();
 ? ? ? ? ? ?byte[] bytes = new byte[1024];
 ? ? ? ? ? ?int length;
 ? ? ? ? ? ?while((length = inputStream.read(bytes)) != -1){
 ? ? ? ? ? ? ? ?byteArrayOutputStream.write(bytes, 0, length);
 ? ? ? ? ?  }
 ? ? ? ? ? ?System.out.println(byteArrayOutputStream.toString());
 ? ? ?  } catch (IOException e) {
 ? ? ? ? ? ?e.printStackTrace();
 ? ? ?  } finally {
 ? ? ? ? ? ?//关闭资源的工具类
 ? ? ? ? ? ?CloseResource.closeResource(byteArrayOutputStream);
 ? ? ? ? ? ?CloseResource.closeResource(inputStream);
 ? ? ? ? ? ?CloseResource.closeResource(fileInputStream);
 ? ? ? ? ? ?CloseResource.closeResource(outputStream);
 ? ? ? ? ? ?CloseResource.closeResource(socket);
 ? ? ?  }
 ?  }
}

Tomcat用来做服务端（了解即可）

7、UDP

比如发短信的时候，我不需要与对方进行链接，只需要知道对方的地址即可

发送端

public class UDPClient {
?
 ? ?private static DatagramSocket datagramSocket = null;
?
 ? ?private static DatagramPacket datagramPacket = null;
?
 ? ?public static void ?main(String[] args) {
 ? ? ? ?try {
 ? ? ? ? ? ?//创建一个Socket
 ? ? ? ? ? ?datagramSocket = new DatagramSocket();
?
 ? ? ? ? ? ?//获取服务端的IP和端口号
 ? ? ? ? ? ?InetAddress address = InetAddress.getByName("127.0.0.1");
 ? ? ? ? ? ?int port = 9090;
 ? ? ? ? ? ?//设置发送的消息
 ? ? ? ? ? ?String msg = "Hello world!";
 ? ? ? ? ? ?//创建数据包
 ? ? ? ? ? ?datagramPacket = new DatagramPacket(msg.getBytes(), 0, msg.getBytes().length, address, port);
 ? ? ? ? ? ?//发送包
 ? ? ? ? ? ?datagramSocket.send(datagramPacket);
?
 ? ? ?  } catch (IOException e) {
 ? ? ? ? ? ?e.printStackTrace();
 ? ? ?  } finally {
 ? ? ? ? ? ?CloseResource.closeResource(datagramPacket);
 ? ? ? ? ? ?CloseResource.closeResource(datagramSocket);
 ? ? ?  }
 ?  }
}

接收端

public class UDPServer {
?
 ? ?private static DatagramSocket datagramSocket = null;
?
 ? ?private static DatagramPacket datagramPacket = null;
?
 ? ?public static void main(String[] args) {
 ? ? ? ?try {
 ? ? ? ? ? ?datagramSocket = new DatagramSocket(9090);
 ? ? ? ? ? ?byte[] buffer = new byte[1024];
 ? ? ? ? ? ?datagramPacket = new DatagramPacket(buffer, 0, buffer.length);
 ? ? ? ? ? ?datagramSocket.receive(datagramPacket);
 ? ? ? ? ? ?//输出包中的信息
 ? ? ? ? ? ?System.out.println(datagramPacket.getAddress());
 ? ? ? ? ? ?System.out.println(new String(datagramPacket.getData(), 0, datagramPacket.getLength()));
 ? ? ?  } catch (IOException e) {
 ? ? ? ? ? ?e.printStackTrace();
 ? ? ?  } finally {
 ? ? ? ? ? ?CloseResource.closeResource(datagramPacket);
 ? ? ? ? ? ?CloseResource.closeResource(datagramSocket);
 ? ? ?  }
 ?  }
}

使用UDP实现端到端的聊天Demo（使用多线程，参照上面代码）

发送方：

public class UDPSend implements Runnable {

    private DatagramSocket socket = null;

    private BufferedReader reader = null;

    private int fromPort;
    private int toPort;
    private String toIP;

    public UDPSend(int fromPort, int toPort, String toIP) {
        this.fromPort = fromPort;
        this.toPort = toPort;
        this.toIP = toIP;

        try {
            socket = new DatagramSocket(this.fromPort);
            reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }

    }

    @Override
    public void run() {
        while (true){
            try {
                byte[] data = reader.readLine().getBytes();
                DatagramPacket packet = new DatagramPacket(data, 0, data.length, new InetSocketAddress(toIP, toPort));
                socket.send(packet);
                if ("bye".equals(new String(data, 0, data.length))) {
                    break;
                }
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        socket.close();
    }
}

接受方：

public class UDPRevice implements Runnable {

    private DatagramSocket socket = null;

    private int fromPort;
    private String myName;

    public UDPRevice(int fromPort, String myName) {
        this.fromPort = fromPort;
        this.myName = myName;

        try {
            socket = new DatagramSocket(fromPort);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    @Override
    public void run() {
        while (true){
            try{
                byte[] data = new byte[1024];
                DatagramPacket packet = new DatagramPacket(data, 0, data.length);
                socket.receive(packet);
                byte[] msg = packet.getData();
                String receiveData = new String(msg, 0, msg.length);
                System.out.println(myName + ":" + receiveData);

                if ("bye".equals(receiveData)) {
                    break;
                }
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        socket.close();
    }
}

最后通代理模式创建这两个线程从而实现聊天功能：

public class TalkStudent {

    public static void main(String[] args) {
        new Thread(new UDPSend(7777, 9999, "127.0.0.1")).start();

        new Thread(new UDPRevice(8888, "Teacher")).start();
    }
}

8、URL

统一资源定位符
组成：

协议://IP地址:端口/项目名/资源

下载网络资源

public class DownloadURL {

    private static HttpURLConnection connection = null;
    private static InputStream inputStream = null;
    private static FileOutputStream stream = null;

    public static void main(String[] args) {
        try {
            URL url = new URL("https://m701.music.126.net/20211019180445/4bd82af769d78f834d6c47666191b513/jdyyaac/obj/w5rDlsOJwrLDjj7CmsOj/11255785312/2660/3c23/c8a7/9d1782c01855c2d620a6afcbdfab6bd9.m4a");
            //链接资源
            connection = (HttpURLConnection)url.openConnection();
            //获取流并下载
            inputStream = connection.getInputStream();
            stream = new FileOutputStream("f.m4a");
            byte[] data = new byte[1024];
            int len;
            while((len = inputStream.read(data)) != -1){
                stream.write(data, 0, len);
            }

        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            connection.disconnect();
            CloseResource.closeResource(inputStream);
            CloseResource.closeResource(stream);
        }

    }
}