第二十一章、网络编程
1、网络的相关概念
1.1、网络通信
1、概念:两台设备之间通过网络实现数据传输
2、网络概念:将数据通过网络从一台设备传输到另一台设备。
3、java.net包下提供了一系列的列或接口,供程序员使用,完成网络通信
1.2、网络
1、概念:两台或多台设备通过一定物理设备链接起来构成了网络
2、根据网络的覆盖范围不同,对网络机芯分类
(1)局域网:覆盖范围最小,仅仅覆盖一个教室或一个机房
(2)城域网:覆盖范围较大,可以覆盖一个城市
(3)广域网:福嘎范围最大,可以覆盖全国,甚至全球,万维网是广域网的代表
1.3、ip地址
1、概念:用于唯一标识网络中的每台计算机/主机
2、查看ip地址:ipconfig
3、ip地址的标识形式:点分十进制 xx.xx.xx.xx
4、每一个十进制数的范围:0~255
5、ip地址的组成=网络地址+主机地址,例如192.168.16.69
6、IPv6 是IPv4的补充
7、ip地址的
1.4、IP地址分类

1.5、域名
1、www.baidu.con
2、概念:将ip地址映射成域名
3、好处:为了方便记忆,解决记ip困难的问题
1.6、端口号
1、概念:用于表示计算机上某个特定的
2、表示:整数形式,0—65535
3、0~1024已经被占用,例如ssh 22等
4、常见端口
(1)mysql:3306
(2)tomcat:8080
1.7、网络通信协议
1、协议(tcp/ip):中文名为传输控制协议,因特网互联协议,网络通信协议。

2、网络通信协议
3、TCP和UDP协议
2、InetAddress类
2.1、相关方法
1、eg
import java.net.InetAddress;
import java.net.UnknownHostException;
/**
* 演示INetAddress方法
*/
public class API {
public static void main(String[] args) throws UnknownHostException {
// 1、获取本机的IntAddress对象
InetAddress localHost = InetAddress.getLocalHost();
System.out.println(localHost);//LAPTOP-AUKJ3KMV/192.168.1.4
// 2、根据指定主机名 获取InetAddress对象
InetAddress host1 = InetAddress.getByName("LAPTOP-AUKJ3KMV");
System.out.println("host1="+host1);
// 3、通过InetAddress对象获取对应的ip
String hostAddress = host1.getHostAddress();
System.out.println("host1对应的ip为:"+hostAddress);
// 通过InetA对象获取域名
String hostname = host1.getHostName();
System.out.println("host1对应的ip为:"+hostname);
}
}
3、Socket
3.1、基本介绍
1、介绍
(1)套接字(Socket)开发网络应用程序被广泛采用,以至于成为事实上的标准;
(2)通讯的两端都要有Socket,是两台机器之间的通讯端点;
(3)网络通信其实就是Socket间的通信;
(4)Socket允许程序把网络连接当成一个流,数据在两个Socket间通过IO传输;
(5)一般主动发起通信的应用程序属于客户端,等待通信请求的为服务端。
2、示意图

3.2、TCP网络通信编程
1、例子一
(1服务器端的socket)
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
public class SocketTCP01Server {
public static void main(String[] args) throws IOException {
//思路
// 1、在本机的9999端口号监听,等待连接
//要求在本机没有其他服务在监听9999
ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(9999);
System.out.println("服务端,在9999端口号监听,等待连接");
//2、没有连接的话会阻塞,如果有连接则继续
Socket socket1 = serverSocket.accept();
System.out.println("socket="+socket1.getClass());
// 3、通过scoket.getInputStream()读取客户端写入的数据
InputStream inputStream = socket1.getInputStream();
// 4、IO读取
byte [] buf = new byte[1024];
int readLen =0;
while ((readLen=inputStream.read(buf))!=-1){
System.out.println(new String(buf,0,readLen));//根据读取到的实际长度
}
// 5、关闭流
inputStream.close();
socket1.close();
serverSocket.close();
}
}
(2客户端的socket)
import java.io.IOException;
import java.io.OutputStream;
import java.net.InetAddress;
import java.net.Socket;
import java.nio.charset.StandardCharsets;
public class SocketTCP01Client {
public static void main(String[] args) throws IOException {
//思路
// 1、连接服务器(ip,端口号)
// 连接本机的9999端口号
Socket socket = new Socket(InetAddress.getLocalHost(),9999);
System.out.println("客户端socket返回="+socket.getClass());
// 2、连接后通过,socket.getOutputStream()输出流
OutputStream outputStream =socket.getOutputStream();
outputStream.write("adasab".getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
// 3、关闭流
outputStream.close();
socket.close();
// 流关闭
System.out.println("客户端退出");
}
}
2、例子二
(1)客户端
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.InetAddress;
import java.net.Socket;
import java.nio.charset.StandardCharsets;
public class SocketTCP02Client {
public static void main(String[] args) throws IOException {
//思路
// 1、连接服务器(ip,端口号)
// 连接本机的9999端口号
Socket socket = new Socket(InetAddress.getLocalHost(),9999);
System.out.println("客户端socket返回="+socket.getClass());
// 2、连接后通过,socket.getOutputStream()输出流
OutputStream outputStream =socket.getOutputStream();
outputStream.write("My is Client I send a adasab to you".getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
// 设置结束标签
socket.shutdownOutput();
// 4、获取和socket关联的输入流,读取数据(字符)
InputStream inputStream = socket.getInputStream();
byte [] buf = new byte[1024];
int readLen = 0;
while ((readLen=inputStream.read(buf))!=-1){
System.out.println(new String (buf,0,readLen));
}
// 5、流关闭
inputStream.close();
outputStream.close();
socket.close();
System.out.println("客户端退出");
}
}
(2)服务端
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
public class SocketTCP02Server {
public static void main(String[] args) throws IOException {
//思路
// 1、在本机的9999端口号监听,等待连接
//要求在本机没有其他服务在监听9999
ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(9999);
System.out.println("服务端,在9999端口号监听,等待连接");
//2、没有连接的话会阻塞,如果有连接则继续
// 如果有客户端,连接,则会继续往下执行
Socket socket = serverSocket.accept();
System.out.println("服务器端socket="+socket.getClass());
// 3、通过scoket.getInputStream()读取客户端写入的数据
InputStream inputStream = socket.getInputStream();
// 4、IO读取
byte [] buf = new byte[1024];
int readLen =0;
while ((readLen=inputStream.read(buf))!=-1){
System.out.println(new String(buf,0,readLen));//根据读取到的实际长度
}
// 5、获取socket相关的输出流
OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();
outputStream.write("My is Server I send a sssss to you ".getBytes());
// 6、关闭流
outputStream.close();
inputStream.close();
socket.close();
serverSocket.close();
}
}
3、例子三
(1)示意图


(2)客户端代码
import java.io.*;
import java.net.InetAddress;
import java.net.Socket;
import java.nio.charset.StandardCharsets;
/**
* 客户端,使用字符流方式
*/
public class SocketTCP03Client {
public static void main(String[] args) throws IOException {
//思路
// 1、连接服务器(ip,端口号)
// 连接本机的9999端口号
Socket socket = new Socket(InetAddress.getLocalHost(),9999);
System.out.println("客户端socket返回="+socket.getClass());
// 2、连接后通过,socket.getOutputStream()输出流
OutputStream outputStream =socket.getOutputStream();
// 3、通过输出流,写入数据到数据通道,使用字符流
BufferedWriter bufferedWriter = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(outputStream));
bufferedWriter.write("我是客户端,很高兴认识你,服务端");
bufferedWriter.newLine();//换行作用,表示写入内容结束,注意,需要对方使用readLine()进行读取
bufferedWriter.flush();//字符流,需要手动刷新
// 设置结束标签
socket.shutdownOutput();
// 4、获取和socket关联的输入流,读取数据(字符)
InputStream inputStream = socket.getInputStream();
byte [] buf = new byte[1024];
int readLen = 0;
while ((readLen=inputStream.read(buf))!=-1){
System.out.println(new String (buf,0,readLen));
}
// 5、流关闭
inputStream.close();
outputStream.close();
socket.close();
System.out.println("客户端退出");
}
}
(3)服务端代码
import java.io.*;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
/**
* 服务端,使用字符流方式
*/
public class SocketTCP03Server {
public static void main(String[] args) throws IOException {
//思路
// 1、在本机的9999端口号监听,等待连接
//要求在本机没有其他服务在监听9999
ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(9999);
System.out.println("服务端,在9999端口号监听,等待连接");
//2、没有连接的话会阻塞,如果有连接则继续
// 如果有客户端,连接,则会继续往下执行
Socket socket = serverSocket.accept();
System.out.println("服务器端socket="+socket.getClass());
// 3、通过scoket.getInputStream()读取客户端写入的数据
InputStream inputStream = socket.getInputStream();
// 4、IO读取,字符路
BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(inputStream));
String s =bufferedReader.readLine();
System.out.println(s);//输出
// 5、获取socket相关的输出流
OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();
// 使用字符输出流的方式回复信息
BufferedWriter bufferedWriter = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(outputStream));
bufferedWriter.write("我是服务端,很高兴认识你,客户端");
bufferedWriter.newLine();//换行符,表示内容结束
bufferedWriter.flush();//刷新作用
// 6、关闭流
bufferedWriter.close();
bufferedReader.close();
socket.close();
serverSocket.close();
}
}
4、例子
(1)题目

(2)分析图

(3)客户端代码实现
package upload;
import java.io.*;
import java.net.InetAddress;
import java.net.Socket;
import java.net.UnknownHostException;
/**
* 文件上传的客户端
*
*/
public class TCPFileUploadClient {
public static void main(String[] args) throws Exception {
// 1.创建客户端,得到socket对象
Socket socket = new Socket(InetAddress.getLocalHost(),8888);
// 2.创建读取磁盘文件的输入流
String filePath ="D:\\smillPicture\\leimu.jpg";
BufferedInputStream bis =new BufferedInputStream(new FileInputStream(filePath));
// bytes 就是filePath 对应的字节数组
byte[] bytes = StreamUtil.streamToByTeArray(bis);
// 通过socket获取到输出流,讲bytes数据发送给服务端
BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(socket.getOutputStream());
bos.write(bytes);//讲文件对应的字节数组写入到数据通道
bis.close();
socket.shutdownOutput();//设置写入数据的结束标记
//接收从服务端发来的消息
InputStream inputStream = socket.getInputStream();
String s = StreamUtil.streamToString(inputStream);
System.out.println(s);
// 关闭相关流
inputStream.close();
System.out.println("客户端退出");
bis.close();
socket.close();
}
}
(4)服务端代码实现
package upload;
import java.io.*;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
/**
* 文件上传的服务端
*/
public class TCPFileUploadServer {
public static void main(String[] args) throws Exception {
// 1、服务端在本地监听8888
ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8888);
System.out.println("端口8888等待连接。。。。。。");
// 2、等待连接
Socket socket = serverSocket.accept();
// 3.读取客户端发送的数据
//通过socket得到输入流
BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(socket.getInputStream());
byte [] bytes = StreamUtil.streamToByTeArray(bis);
// 4、将bytes数组,写入到指定的路径,就得到一个文件
String cpPath = "src\\niubi.jpg";
BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream(cpPath));
bos.write(bytes);
bos.close();
// 回复客户端消息“收到图片”
// 通过socket获取输出流字符
BufferedWriter writer = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(socket.getOutputStream()));
writer.write("我是服务端我和你说我已经收到图片了");
writer.flush();//刷新
socket.shutdownOutput();//设置写入结束的标记
// 关闭其他资源
System.out.println("服务端退出");
writer.close();
bis.close();
socket.close();
serverSocket.close();
}
}
3.3、TCP秘密
1、当客户端连接服务端后,客户端也是通过一个端口和服务端进行通讯的,这个端口是TCP/IP来分配的,是不确定,是随机的。
4、UDP网络通信编程
4.1、基本介绍

4.2、UDP网络编程原理示意图

4.3、基本流程

4.4、应用案例
1、需求

2、接收端
package udp;
import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetAddress;
import java.net.SocketException;
/**
* UDP接收端
*/
public class UDPReceiverA {
public static void main(String[] args) throws IOException {
// 1.创建 一个DatagramSocket 类
DatagramSocket socket = new DatagramSocket(9999);
// 2.创建一个DatagramPacket,准备接收数据
byte [] buf = new byte[1024];
DatagramPacket packet = new DatagramPacket(buf,buf.length);
// 3.调用接收方法,通过网络传输的DatagramPacket对象,填充到packet
// 当数据包发送到本机9999端口时,会接收数据
// 如果没有数据包发送到9999端口,则会阻塞
System.out.println("接收端A,等待接收数据。。。");
socket.receive(packet);
// 4.可以packet进行拆包,取出数据,并显示
int length = packet.getLength();//数据实际接收到的数据长度
byte [] data = packet.getData();//获取数据
String s = new String (data,0,length);
System.out.println(s);
// ======================回复信息给B端
data = "你好我是A,明天吃火锅不咯".getBytes();
// 说明:封装DatagramPacket对象的data内容字节数组,data.length,IP,端口
packet = new DatagramPacket(data, data.length, InetAddress.getByName("192.168.1.2"),9998);
socket.send(packet);
// 5.关闭资源
socket.close();
System.out.println("A端退出");
}
}
3、发送端
package udp;
import java.io.IOException;
import java.net.*;
import java.nio.charset.StandardCharsets;
public class UDPSenderB {
public static void main(String[] args) throws IOException {
// 1.准备发送和接收数据,准备在9998端口,接收数据
DatagramSocket socket = new DatagramSocket(9998);
// 2.将需要发送的数据,封装到DatagramPacket对象
byte[] data = "我是B,好的,明天见".getBytes();
// 说明:封装DatagramPacket对象的data内容字节数组,data.length,IP,端口
DatagramPacket packet = new DatagramPacket(data, data.length, InetAddress.getByName("192.168.1.2"),9999);
socket.send(packet);
//3.========接收从A端回复的信息
// (1)创建一个DatagramPacket,准备接收数据
byte [] buf = new byte[1024];
packet = new DatagramPacket(buf,buf.length);
// (2)调用接收方法,通过网络传输的DatagramPacket对象,填充到packet
// 当数据包发送到本机9998端口时,会接收数据
// 如果没有数据包发送到9998端口,则会阻塞
socket.receive(packet);
// (3)可以packet进行拆包,取出数据,并显示
int length = packet.getLength();//数据实际接收到的数据长度
data = packet.getData();//获取数据
String s = new String (data,0,length);
System.out.println(s);
// 3.关闭流
socket.close();
System.out.println("B端退出");
}
}
5、课后练习
1、第一题、第二题

1第一题
(1)客户端
package homework;
import java.io.*;
import java.net.InetAddress;
import java.net.Socket;
import java.net.UnknownHostException;
import java.util.Scanner;
/**
* 客户端
* 目的:发送“name"
* 发送“hobby"
*/
public class homework01Client {
public static void main(String[] args) throws IOException {
// 思路
// 1.连接服务器ip
Socket socket = new Socket(InetAddress.getLocalHost(),9999);
// 2.连接后通过,socket.getOutputStream()输出流
OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();
// 3.通过输出流,写入数据到数据通道,使用字符流
BufferedWriter bufferedWriter = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(outputStream));
Scanner scan = new Scanner(System.in);
System.out.println("请输入你的问题");
String question = scan.next();
bufferedWriter.write(question);
bufferedWriter.newLine();//换行,表示写入内容结束
bufferedWriter.flush();//刷新
socket.shutdownOutput();
// 4.获取和socket关联的输入流,读取数据(字符)
InputStream inputStream = socket.getInputStream();
byte [] buf = new byte[1024];
int readLen =0;
while ((readLen=inputStream.read(buf))!=-1){
System.out.println(new String(buf,0,readLen));
}
// 5.关闭流
inputStream.close();
outputStream.close();
socket.close();
System.out.println("客户端退出");
}
}
(2)服务端
package homework;
import java.io.*;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
import java.nio.charset.StandardCharsets;
/**
服务端
目的:回复"我是秦涛“
回复“编写java”
*/
public class Homework01Server {
public static void main(String[] args) throws IOException {
// 1.设置端口号
ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(9999);
// 输出我在监听了
System.out.println("快来找我,我在9999端口监听了,等待连接");
// 2.没有连接则会阻塞,连接后继续执行
Socket socket = serverSocket.accept();
// 3.通过socket.getInputStream()接收客户端写入的数据
InputStream inputStream = socket.getInputStream();
// 4.IO流读取字符串
BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(inputStream));
String s = bufferedReader.readLine();
System.out.println(s);
String answer= "";
boolean flag =true;
if ("name".equals(s)) {
answer = "我是啊涛";
} else if ("hobby".equals(s)) {
answer = "编写java程序";
} else {
answer = "你在说鸡毛,滚蛋";
flag = false;
}
// 5.获取输出流
OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();
BufferedWriter bufferedWriter = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(outputStream));
bufferedWriter.write(answer);
bufferedWriter.newLine();//表示换行,结束
bufferedWriter.flush();
// 6.关闭流
bufferedWriter.close();
bufferedReader.close();
socket.close();
serverSocket.close();
}
}
2第二题

(1)接收端
package homework;
import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetAddress;
import java.net.SocketException;
import java.nio.charset.StandardCharsets;
public class Homework02ReceiverA {
public static void main(String[] args) throws IOException {
// 1.创建一个DatagramPacket,准确接收数据
DatagramSocket socket = new DatagramSocket(8888);
// 2.创建一个DatagramPacket准备接收数据
byte [] buf = new byte[1024];
DatagramPacket packet = new DatagramPacket(buf,buf.length);
// 3.调用接收方法
System.out.println("接收端A,等待接收数据。。。");
socket.receive(packet);
// 4.可以从packet进行拆包,取出数据,并显示
int length = packet.getLength();//数据实际接收到的数据长度
byte [] data= packet.getData();//获取数据
String s = new String(data,0,length);
String anser = "";
// 对接收到的数据进行判断
if("四大名著是哪些".equals(s)){
anser = "四大名著是《红楼梦》、《水浒传》、《三国演义》、《西游记》";
}else{
anser="亚细亚你";
}
data = anser.getBytes();
// 封装
packet = new DatagramPacket(data,data.length, InetAddress.getByName("127.0.0.1"),9998);
socket.send(packet);
// 关闭流
socket.close();
System.out.println("A端退出");
}
}
(2)发送端
package homework;
import java.io.IOException;
import java.net.*;
import java.util.Scanner;
public class Homework02SenderB {
public static void main(String[] args) throws IOException {
// 1.准备发送和接收数据,准备9997端口,接收数据
DatagramSocket socket = new DatagramSocket(9998);
// 2.将需要发送的数据,封装到DatagramPacket对象
Scanner scan = new Scanner(System.in);
System.out.println("请输入你的问题?");
String question = scan.next();
byte[] data = question.getBytes();
DatagramPacket packet = new DatagramPacket(data,data.length, InetAddress.getByName("127.0.0.1"),8888);
socket.send(packet);
// 3.接收从A端口回复的消息
byte[] buf = new byte[1024];
packet = new DatagramPacket(buf,buf.length);
socket.receive(packet);
// 拆包取出数据并显示
int length = packet.getLength();//获取接收到的实际长度
data = packet.getData();
String s= new String(data,0,length);
System.out.println(s);
// 4.关闭流
socket.close();
System.out.println("B端退出");
}
}
3第三题

(1)客户端
package homework;
import java.io.*;
import java.net.InetAddress;
import java.net.Socket;
import java.net.UnknownHostException;
import java.util.Scanner;
/**
* 文件下载的客户端
*/
public class Homework03Client {
public static void main(String[] args) throws Exception {
// 1.接收用户输入,指定下载文件
Scanner scan = new Scanner(System.in);
System.out.println("请输入下载文件名");
String downLoadFileName= scan.next();
// 2.连接客户端准备发送
Socket socket = new Socket(InetAddress.getLocalHost(),8888);
// 3.接收数据Socket 关联的输出流
OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();
outputStream.write(downLoadFileName.getBytes());
// 写入结束的标记
socket.shutdownOutput();
// 4.读取服务端返回的文件(字节数组)
BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(socket.getInputStream());
byte[] bytes= StreamUtil.streamToByTeArray(bis);
// 5.得到一个输出流,准备将bytes 写入到磁盘文件
String filePath = "D:\\smillPicture"+downLoadFileName;
BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream(filePath));
// 6.关闭相关资源
socket.close();
bis.close();
bos.close();
outputStream.close();
System.out.println("客户端下载完毕");
}
}
(2)服务端
package homework;
import java.io.*;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
/**
* 服务端,先写文件下载的服务器
*/
public class Homework03Server {
public static void main(String[] args) throws Exception {
// 1.监听8888端口,等待服务器连接,并下载文件
ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8888);
// 2.等待等待客户端连接
Socket socket = serverSocket.accept();
// 3.读取客户端发送的需求
InputStream inputStream = socket.getInputStream();
// 写入到字节数组中
byte[] buf = new byte[1024];//文件名的大小,不一定这么大
int len =0;
String downLoadFileName ="";
// 使用while考虑将来客户端发送的数据较大
while((len=inputStream.read(buf))!=-1){
downLoadFileName +=new String(buf,0,len);
}
System.out.println("文件下载的名字为:"+downLoadFileName);
// 服务器上右2个文件,其中有你在说毛线,巴山楚水凄凉地.mp3,
// 如果输入其他,返回你在说毛线
String resFileName ="";
if("巴山楚水凄凉地".equals(downLoadFileName)){
resFileName = "src\\走马.mp3";
}else {
resFileName = "src\\你在说毛线.txt";
}
// 4.创建一个输入流,读取文件
BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream(resFileName));
// 5.使用工具类StreamUtils,读取文件到一个字节数组中
byte[] bytes = StreamUtil.streamToByTeArray(bis);
// 6.得到Socket关联的输出流
BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(socket.getOutputStream());
// 7.写入到数据通道
bos.write(bytes);
socket.shutdownOutput();
// 8.关闭资源
bis.close();
inputStream.close();
bos.close();
socket.close();
serverSocket.close();
System.out.println("退出");
}
}