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java学习笔记14——网络编程

news 来源：原创 2025/6/8 4:31:11

网络编程概述

网络通信要素概述

通信要素1：IP 和端口号

通信要素2：网络通信协议

总结：

1.要想实现网络通信，需要解决的三个问题
- 问题1:如何准确地定位网络上一台或多台主机
- 问题2:如何定位主机上的特定的应用
- 问题3:找到主机后，如何可靠、高效地进行数据传输

2.实现网络传输的三个要素:(对应解决三个问题)
> 使用IP地址(准确地定位网络上一台或多台主机)
> 使用端口号(定位主机上的特定的应用)
> 规范网络通信协议(可靠、高效地进行数据传输)

3.通信要素1:IP地址
3.1 作用
IP地址用来给网络中的一台计算机设备做唯一的编号
3.2 IP地址分类
> IP地址分类方式1
IPv4(占用4个字节)
IPv6(占用16个字节)
> IP地址分类方式2
公网地址(万维网使用)和 私有地址(局域网使用。以192.168开头)
3.3 本地回路地址: 127.0.0.1

3.4 域名：便捷的记录ip地址
www.baidu.com  www.atguigu.com  www.bilibili.com
www.jd.com  www.mi.com  www.vip.com

4.通信要素2:端口号
> 可以唯一标识主机中的进程(应用程序)
> 不同的进程分配不同的端口号
> 范围:0~65535

5.InetAddress的使用
5.1 作用
InetAddress类的一个实例就代表一个具体的ip地址。
5.2 实例化方式
InetAddress getByName(String host):获取指定ip对应的InetAddress的实例
InetAddress getLocalHost():获取本地ip对应的InetAddress的实例
5.3 常用方法
getHostName():获取域名，没有域名获取ip地址
getHostAddress():获取ip地址

6.通信要素3:通信协议
6.1 网络通信协议的目的
为了实现可靠而高效的数据传输。
6.2 网络参考模型
0SI参考模型:将网络分为7层，过于理想化，没有实施起来。
TCP/IP参考模型:将网络分为4层:应用层、传输层、网络层、物理+数据链路层。事实上使用的标准。

代码：

public class InetAddressTest {
    public static void main(String[] args) {
        //1.实例化
        //getByName(String host):获取指定ip对应的InetAddress的实例
        try {
            InetAddress inet1 = InetAddress.getByName("192.168.23.31");
            System.out.println(inet1); // /192.168.23.31
            InetAddress inet2 = InetAddress.getByName("www.atguigu.com");
            System.out.println(inet2); //www.atguigu.com/115.85.201.231
            //getLocalHost()：获取本地ip对应的InetAddress的实例
            InetAddress inet3 = InetAddress.getLocalHost();
            System.out.println(inet3); //wen/192.168.100.102
            InetAddress inet4 = InetAddress.getByName("127.0.0.1");
            System.out.println(inet4); // /127.0.0.1
            //两个常用方法
            System.out.println(inet1.getHostName()); //192.168.23.31
            System.out.println(inet1.getHostAddress()); //192.168.23.31
            System.out.println(inet2.getHostName()); //www.atguigu.com
            System.out.println(inet2.getHostAddress()); //115.85.201.231
        } catch (UnknownHostException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

TCP网络编程

客户端—服务端

代码：

/**
 * ClassName: TCPTest1
 * Package: com.atguigu02.tcpudp
 * Description:
 * 例题1：客户端发送内容给服务器，服务器将内容打印到控制台上
 * @Author: lwfstart
 * @Create 2025-04-08 13:42
 * @Version: 1.0
 */
public class TCPTest1 {
    //客户端
    @Test
    public void client(){
        Socket socket = null;
        OutputStream os = null;
        try {
            //1.创建一个Socket
            InetAddress inetAddress = InetAddress.getByName("192.168.100.102"); //声明对方的ip地址
            int port = 8989; //声明对方的端口号
            socket = new Socket(inetAddress, port);
            //2.发送数据
            os = socket.getOutputStream();
            os.write("你好，我是客户端，请多多关照".getBytes());
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            //3.关闭socket，关闭流
            try {
                if (socket != null)
                    socket.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            try {
                if (os != null)
                    os.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
    //服务端
    @Test
    public void server() {
        ServerSocket serverSocket = null;
        Socket socket = null; //阻塞式的方法
        InputStream is = null;
        try {
            //1.创建一个ServerSocket
            int port = 8989;
            serverSocket = new ServerSocket(port);
            //2.调用accept()，接收客户端的Socket
            socket = serverSocket.accept(); //阻塞式的方法
            System.out.println("服务器端已开启");
            System.out.println("收到了来自于"+socket.getInetAddress().getHostAddress()+"的连接");
            //3.接收数据
            is = socket.getInputStream();
            byte[] buffer = new byte[5];
            int len;
            ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream(); //内部维护了一个byte[]
            while((len = is.read(buffer)) != -1){
                //错误的，可能会出现乱码
//                String str = new String(buffer,0,len);
//                System.out.print(str);
                //正确的
                baos.write(buffer,0,len);
            }
            System.out.println(baos.toString());
            System.out.println("\n数据接收完毕");
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            //4.关闭Socket,ServerSocket,流
            try {
                if (socket != null) {
                    socket.close();
                }
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            try {
                if (serverSocket != null) {
                    serverSocket.close();
                }
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            try {
                if (is != null) {
                    is.close();
                }
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

/**
 * ClassName: TCPTest2
 * Package: com.atguigu02.tcpudp
 * Description:
 * 例题2:客户端发送文件给服务端，服务端将文件保存在本地。
 * @Author: lwfstart
 * @Create 2025-04-08 14:59
 * @Version: 1.0
 */
public class TCPTest2 {
    /**
     * 注意：因为涉及到相关资源的关闭，需要使用try-catch-finally处理异常
     */
    //客户端
    @Test
    public void client() throws IOException {
        //1.创建Socket
        InetAddress inetAddress = InetAddress.getByName("127.0.0.1");
        int port = 9090;
        Socket socket = new Socket(inetAddress,port);
        //2.创建File的实例，FileInputStream的实例
        File file = new File("pic.jpg");
        FileInputStream fis = new FileInputStream(file);
        //3.通过Socket，获取输出流
        OutputStream os = socket.getOutputStream();
        //4.读写数据
        byte[] buffer = new byte[1024];
        int len;
        while((len = fis.read(buffer)) != -1){
            os.write(buffer,0,len);
        }
        System.out.println("数据发送完毕");
        //5.关闭Socket和相关的流
        os.close();
        fis.close();
        socket.close();
    }
    //服务端
    @Test
    public void server() throws IOException {
        //1.创建ServerSocket
        int port = 9090;
        ServerSocket serverSocket =  new ServerSocket(port);
        //2.接收来自于客户端的socket:accept()
        Socket socket = serverSocket.accept();
        //3.通过Socket获取一个输入流
        InputStream is = socket.getInputStream();
        //4.创建File类的实例，FileOutputStream的实例
        File file = new File("pic_copy.jpg");
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream(file);
        //5.读写过程
        byte[] buffer = new byte[1024];
        int len;
        while((len = is.read(buffer)) != -1){
            fos.write(buffer,0,len);
        }
        System.out.println("数据接收完毕");
        //6.关闭相关的Socket和流
        fos.close();
        is.close();
        socket.close();
        serverSocket.close();
    }
}

/**
 * ClassName: TCPTest3
 * Package: com.atguigu02.tcpudp
 * Description:
 * 例题3:从客户端发送文件给服务端，服务端保存到本地。并返回“发送成功"给客户端。并关闭相应的连接。
 * @Author: lwfstart
 * @Create 2025-04-08 15:29
 * @Version: 1.0
 */
public class TCPTest3 {
    //客户端
    @Test
    public void client() throws IOException {
        //1.创建Socket
        InetAddress inetAddress = InetAddress.getByName("127.0.0.1");
        int port = 9090;
        Socket socket = new Socket(inetAddress,port);
        //2.创建File的实例，FileInputStream的实例
        File file = new File("pic.jpg");
        FileInputStream fis = new FileInputStream(file);
        //3.通过Socket，获取输出流
        OutputStream os = socket.getOutputStream();
        //4.读写数据
        byte[] buffer = new byte[1024];
        int len;
        while((len = fis.read(buffer)) != -1){
            os.write(buffer,0,len);
        }
        System.out.println("数据发送完毕");
        //客户端表明不在继续发送数据
        socket.shutdownOutput();
        //5.接收来自于服务端的数据
        InputStream is = socket.getInputStream();
        ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
        byte[] buffer1 = new byte[5];
        int len1;
        while((len1 = is.read(buffer1)) != -1){
//            String str = new String(buffer1,0,len1);
//            System.out.println(str);
            baos.write(buffer1,0,len1);
        }
        System.out.println(baos.toString());
        //6.关闭Socket和相关的流
        baos.close();
        is.close();
        os.close();
        fis.close();
        socket.close();
    }
    //服务端
    @Test
    public void server() throws IOException {
        //1.创建ServerSocket
        int port = 9090;
        ServerSocket serverSocket =  new ServerSocket(port);
        //2.接收来自于客户端的socket:accept()
        Socket socket = serverSocket.accept();
        //3.通过Socket获取一个输入流
        InputStream is = socket.getInputStream();
        //4.创建File类的实例，FileOutputStream的实例
        File file = new File("pic_copy2.jpg");
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream(file);
        //5.读写过程
        byte[] buffer = new byte[1024];
        int len;
        while((len = is.read(buffer)) != -1){
            fos.write(buffer,0,len);
        }
        System.out.println("数据接收完毕");
        //6.服务端发送数据给客户端
        OutputStream os = socket.getOutputStream();
        os.write("你的图片很漂亮，我接收到了".getBytes());
        //7.关闭相关的Socket和流
        os.close();
        fos.close();
        is.close();
        socket.close();
        serverSocket.close();
    }
}

UDP网络编程

代码：

public class UDPTest {
    //发送端
    @Test
    public void sender() throws IOException {
        //1.创建DatagramSocket的实例
        DatagramSocket ds = new DatagramSocket();
        //2.将数据，目的地的ip，目的地的端口号都封装在DatagramSocket数据报中
        InetAddress inetAddress = InetAddress.getByName("127.0.0.1");
        int port = 9090;
        byte[] bytes =  "我是发送端".getBytes("utf-8");
        DatagramPacket packet = new DatagramPacket(bytes, 0, bytes.length, inetAddress, port);
        //发送数据
        ds.send(packet);
        ds.close();
    }
    //接收端
    @Test
    public void receiver() throws IOException {
        //创建DatagramSocket的实例
        int port = 9090;
        DatagramSocket ds = new DatagramSocket(port);
        //2.创建数据报的对象，用于接收发送端发送过来的数据
        byte[] buffer = new byte[1024*64];
        DatagramPacket packet = new DatagramPacket(buffer, 0, buffer.length);
        //3.接收数据
        ds.receive(packet);
        //4.获取数据，并打印到控制台上
        String str = new String(packet.getData(), 0, packet.getLength());
        System.out.println(str);
        ds.close();
    }
}

URL网络编程

URLConnection类

总结：

URL(Uniform Resource Locator):统一资源定位符(种子)
1.作用:
一个具体的url就对应着互联网上某一资源的地址。
2.URL的格式:
http://192.168.21.107:8080/examples/abcd.jpg?name=Tom  ---> "万事万物皆对象"
应用层协议 ip地址      端口号 资源地址    参数列表
3.URL类的实例化及常用方法
见代码
4.下载指定的URL的资源到本地(了解)

使用tomact访问资源

代码：

public class URLTest {
    public static void main(String[] args) {
        String str = "http://192.168.21.107:8080/examples/abcd.jpg?name=Tom";
        try {
            URL url = new URL(str);
            /**
             * public String getProtocol( ) 获取该URL的协议名
             * public String getHost( ) 获取该URL的主机名
             * public String getPort( ) 获取该URL的端口号
             * public String getPath( ) 获取该URL的文件路径
             * public String getFile( ) 获取该URL的文件名
             * public String getQuery( ) 获取该URL的查询名
             */
            System.out.println(url.getProtocol());
            System.out.println(url.getHost());
            System.out.println(url.getPort());
            System.out.println(url.getPath());
            System.out.println(url.getFile());
            System.out.println(url.getQuery());
        } catch (MalformedURLException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

public class URLTest1 {
    /**
     * 需求：将url代表的资源下载到本地
     */
    @Test
    public void test1() throws IOException {
        HttpURLConnection urlConnection = null;
        InputStream is = null;
        FileOutputStream fos = null;
        try {
            //1.获取url的实例
            URL url = new URL("http://127.0.0.1:8080/examples/abcd.jpg");
            //建立与服务端的连接
            urlConnection = (HttpURLConnection) url.openConnection();
            //3.获取输入流，创建输出流
            is = urlConnection.getInputStream();
            File file = new File("dest.jpg");
            fos = new FileOutputStream(file);
            //4.读写数据
            byte[] buffer = new byte[1024];
            int len;
            while((len = is.read(buffer))!=-1){
                fos.write(buffer,0,len);
            }
            System.out.println("文件下载完成");
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            //关闭资源
            try {
                if (fos != null) {
                    fos.close();
                }
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            try {
                if (is != null) {
                    is.close();
                }
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            try {
                if (urlConnection != null) {
                    urlConnection.disconnect();
                }
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }

    }
}