什么是网络编程？
可以让设备中的程序与网络上其他设备中的程序进行数据交互（实现网络通信的）
基本的通信架构
基本的通信架构有2种形式:
CS架构(Client客户端/Server服务端)
BS架构(Browser浏览器/Server服务端)。
网络通信三要素
| IP 01 | 端口 02 | 协议 03 |
| 设备在网路中的地址，是唯一的标识 | 应用程序在设备中唯一的标识 | 链接和数据在网络中传输的规则 |
InetAddress
代表IP地址
| 名称 | 说明 |
| getLocalHost() | 获取本机IP，会以一个inetAddress的对象返回 |
| getByName(String host) | 根据ip地址或者域名，返回一个inetAdress对象 |
| getHostName() | 获取该ip地址对象对应的主机名。 |
| getHostAddress() | 获取该ip地址对象中的ip地址信息。 |
| isReachable(int timeout) | 在指定素秒内，判断主机与该ip对应的主机是否能连通 |
端口
标记正在计算机设备上运行的应用程序的，被规定为一个16位的二进制，范围是0~65535.
分类
周知端口：0~1023，被预先定义的知名应用占用（如：HTTP占用80，FTP占用21）
注册端口：1024~49151，分配给用户进程或某些应用程序
动态端口：49152到65535，之所以称为动态端口，是因为它一般不固定分配某种进程，而是动态分配
注意：我们自己开发的程序一般选择使用注册端口，且一个设备中不能出现两个程序的端口号一样，否则出错。
开放式网络互联标准：OSI网络参考模型
OSI网络参考模型：全球网络互联标准
TCP/IP网络模型：事实上的国际标准
| OSI网络参考模型 | TCP/IP网络模型 | 各层对应 | 面向操作 |
| 应用层 | 应用层 | HTTP、FTP、SMTP | 应用程序需要关注的：浏览器、邮箱、程序员一般在这一层开发 |
| 表示层 | |||
| 会话层 | |||
| 传输层 | 传输层 | UDP、TCP... | 选择使用的TCP，UDP协议 |
| 网络层 | 网络层 | IP... | 封装源和目标IP |
| 数据链路层 | 数据链路层+物理层 | 比特流... | 物理设备中传输 |
| 物理层 |
传输层的2个通信协议
UDP(User Datagram Protocol):用户数据报协议;TCP(Transmission ControlProtocol):传输控制协议。
UDP协议
- 特点:无连接、不可靠通信。 通信效率高!语音通话视频直播
- 不事先建立连接，数据按照包发，一包数据包含:自己的IP、程序端口，目的地IP、程序端口和数据(限制在64KB内)等。
- 发送方不管对方是否在线，数据在中间丢失也不管，如果接收方收到数据也不返回确认，故是不可靠的。
TCP协议
- 特点:面向连接、可靠通信，
- TCP的最终目的:要保证在不可靠的信道上实现可靠的传输。
- TCP主要有三个步骤实现可靠传输:三次握手建立连接，传输数据进行确认，四次挥手断开连接。
UDP通信
- 特点：无连接、不可靠通信
- 事先不建立连接；发送端每次把要发送的数据（限制在64KB内）、接收端IP等信息封装成一个数据包，发出去就不管了。
- Java提供一个java.net.DatagramSocket类来实现UDP通信。
DatagramSocket：用于创建客户端、服务端
DatagramPacket：创建数据包
客户端实现步骤
- 创建DatagramSocket对象（客户端对象） ——> 扔韭菜的人
- 创建DatagramPacket对象封装需要发送的数据（数据包对象）——> 韭菜盘子
- 使用DatagramSocket对象的send方法，传入DatagramPacket对象 ——> 开始抛出韭菜
- 释放资源
public class Client {public static void main(String[] args) throws Exception {// 创建客户端对象DatagramSocket socket = new DatagramSocket(7777);// 创建数据包对象//public DatagramPacket(byte buf[], int offset, int length,// InetAddress address, int port)// 参数一：封装发出去的数据// 参数二： 发送出去的数据大小（字节个数）// 参数三：服务端的IP地址// 参数四：服务器程序的端口byte[] bytes = "我是快乐的客户端，我爱你abc".getBytes();DatagramPacket packet = new DatagramPacket(bytes, bytes.length, InetAddress.getLocalHost(),6666);// 开始正式发送这个数据报的数据出去socket.send(packet);System.out.println("客户端数据发送完成~~");// 释放资源socket.close();}
}服务端实现步骤
- 创建DatagramSocket对象并指定端口（服务端对象） ——> 接韭菜的人
- 创建DatagramPacket对象接收数据（数据包对象） ——> 韭菜盘子
- 使用DatagramSocket对象的receive方法，传入DatagramPacket对象 ——> 开始接收韭菜
- 释放资源
public class Server {public static void main(String[] args) throws Exception {System.out.println("服务端启动~~");// 创建一个服务器对象DatagramSocket socket = new DatagramSocket(6666);// 创建一个数据包对象，用于接收数据的byte[] buffer = new byte[1024 * 64];DatagramPacket packet = new DatagramPacket(buffer, buffer.length);// 开始使用数据包来接收客户端发来的数据socket.receive(packet);//从字节数组中，把接收到的数据直接打印出来int len = packet.getLength();String rs = new String(buffer, 0, len);System.out.println(rs);System.out.println(packet.getAddress().getHostAddress());System.out.println(packet.getPort());socket.close();}
}TCP通信
- 特点：面向链接、可靠通信
- 通信双方事先采用“三次握手”方式建立可靠连接，实现端到端的通信，底层能保证数据成功传给服务器。
- Java提供一个java.net.Socket类来实现TCP通信
TCP通信 ——客户端开发
客户端程序就是通过java.net包下的Socket类实现的
| 构造器 | 说明 |
| public Socket(String host, int port) | 根据指定的服务器ip、端口号请求与服务端建立连接，连接通过，就获得了客户端socket |
| 方法 | 说明 |
| public outputStream getOutputStream() | 获取字节输出流对象 |
| public InputStream getInputStream() | 获得字节输入流对象 |
public class Client {public static void main(String[] args) throws Exception {// 创建Socket对象，并同时请求与服务程序的连接Socket socket = new Socket("127.0.0.1", 8888);// 从socket通信管道中得到一个字节输出流，用来发送数据给服务器OutputStream os = socket.getOutputStream();// 把低级的字节输出流包装成数据输出流DataOutputStream dos = new DataOutputStream(os);// 开始写数据dos.writeUTF("约会吗？");dos.close();socket.close();}
}
客户端实现步骤
- 创建客户端的Socket对象，请求与服务端的连接
- 使用socket对象调用getOutputStream()方法得到字节输出流
- 使用字节输出流完成数据的发送
- 释放资源：关闭管道close
TCP通信——服务端程序的开发
服务端是通过java.net包下的ServerSocket类来实现的
ServerSocket
| 构造器 | 说明 |
| public ServerSocket(int port) | 为服务端程序注册端口 |
| 方法 | 说明 |
| public Socket accept() | 阻塞等待客户端的连接请求，一旦与某个客户端成功连接，则返回服务端这边的Socket对象 |
public class Server {public static void main(String[] args) throws Exception {System.out.println("服务器启动~~");// 创建ServerSocket对象 接收客户端数据ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8888);// ServerSocket对象accept方法 等待客户端发起请求 也是socketSocket socket = serverSocket.accept();// 从Socket管道中得到一个字节流输入InputStream is = socket.getInputStream();DataInputStream dis = new DataInputStream(is);String str = dis.readUTF();System.out.println(str);// 获取IP地址System.out.println(socket.getRemoteSocketAddress());dis.close();serverSocket.close();}
}服务端实现步骤
- 创建ServerSocket对象，注册服务端端口(与客户端一致)
- 调用ServerSocket对象的accept()方法，等待客户端的连接，并得到Socket管道对象
- 通过Socket对象调用getInputStream()方法得到字节输入流，完成数据的接收
- 释放资源：关闭socket管道
使用TCP通信实现：多发多收消息
客户端使用死循环，让用户不断输入消息
服务端也使用死循环，控制服务端收完消息，继续等待下一个消息
public class Client {public static void main(String[] args) throws Exception {// 创建Socket对象，并同时请求与服务程序的连接Socket socket = new Socket("127.0.0.1", 8888);// 从socket通信管道中得到一个字节输出流，用来发送数据给服务器OutputStream os = socket.getOutputStream();// 把低级的字节输出流包装成数据输出流DataOutputStream dos = new DataOutputStream(os);Scanner sc = new Scanner(System.in);while (true) {System.out.println("请说：");String str = sc.next();// 开始写数据if("exit".equals(str)){System.out.println("欢迎下次再来，退出成功~");dos.close();socket.close();break;}dos.writeUTF(str);}}
}public class Server {public static void main(String[] args) throws Exception {System.out.println("服务器启动~~");// 创建ServerSocket对象 接收客户端数据ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8888);while (true) {// ServerSocket对象accept方法 等待客户端发起请求 也是socketSocket socket = serverSocket.accept();// 从Socket管道中得到一个字节流输入InputStream is = socket.getInputStream();DataInputStream dis = new DataInputStream(is);try {String str = dis.readUTF();System.out.println(str);} catch (Exception e) {System.out.println(socket.getRemoteSocketAddress() + "离线了");dis.close();serverSocket.close();break;}//System.out.println(socket.getRemoteSocketAddress());}}
}
TCP服务端与多个客户端通信（启动多线程）
public class Client {public static void main(String[] args) throws Exception {// 创建Socket对象，并同时请求与服务程序的连接Socket socket = new Socket("127.0.0.1", 8888);// 从socket通信管道中得到一个字节输出流，用来发送数据给服务器OutputStream os = socket.getOutputStream();// 把低级的字节输出流包装成数据输出流DataOutputStream dos = new DataOutputStream(os);Scanner sc = new Scanner(System.in);while (true) {System.out.println("请说：");String str = sc.next();// 开始写数据if("exit".equals(str)){System.out.println("欢迎下次再来，退出成功~");dos.close();socket.close();break;}dos.writeUTF(str);}}
}public class Server {public static void main(String[] args) throws Exception {System.out.println("服务器启动~~");// 创建ServerSocket对象 接收客户端数据ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8888);while (true) {// ServerSocket对象accept方法 等待客户端发起请求 也是socketSocket socket = serverSocket.accept();// 创建多线程处理new ServerReaderThread(socket).start();}}
}public class ServerReaderThread extends Thread {private final Socket socket;public ServerReaderThread(Socket socket){this.socket = socket;}@Overridepublic void run() {try {String name = Thread.currentThread().getName();InputStream is = socket.getInputStream();DataInputStream dis = new DataInputStream(is);while (true) {try {String str = dis.readUTF();System.out.println(str);} catch (Exception e) {System.out.println(socket.getRemoteSocketAddress() + "下线了");socket.close();dis.close();break;}}} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}}
}
