面向网络编程学习笔记

网路编程

• 计算机网络
  
  
  
  • 指将地理位置不同的具有独立功能的多态计算机及其外部设备, 通过通信线路连接起来, 在网络操作系统, 网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下, 实现资源共享和信息传递的计算机系统
    
    
    
• 网络编程
  
  
  
  • 让不同计算机上运行的程序可以通过网络进行数据交换
    
    
    
• Socket: 中文译名为套接字(记住).
  
  
  
  • 不是协议, 而是对协议的封装, 提供了编程规范接口, 让程序员可以通过它来实现相关网络协议
  • 用于描述IP地址和端口. 是一种网络编程机制. 通信两端都有Socket
  • 计算机上一般会有多个服务程序, 每个服务程序会使用多个Socket进行网络通信, 每个Socket会绑定到一个端口上, 网络通信就是Socket之间的通信, 数据在两个Socket之间通过IO流传输
  • 实际上Socket名词是插座的意思, 动词是插入插座的意思. 两台计算机通过网络通信, 可以把这种网络连接看做把网线插头插入网口插座一样, 网线两端的插头插入两台计算机的网口插座, 就可以通过网线进行网络通信.
    网络通信三要素
    传输协议:   通信的规则
    IP地址:  网络设备的标识.
    端口号: 标识使用网络通信的进程的逻辑地址, 用于定位一个主机上的具体服务
    
    
    
  UDP和TCP区别
  • UDP: USER DATAGRAM PROTOCOL, 用户数据报协议.
    
    
    
    • 特点:
      
      
      
      • 无连接的不可靠协议
      • 数据传输大小限制为64K(一个包)
      • 不需要建立连接即可传输
      • 数据发送速度快, 发送方只发送数据, 不检查接收方是否真正接收到数据, 所以数据可能有丢包的情况
        
        
        
    • 适用场景
      
      
      
      • 适合实时性要求强的场合, 比如网络电话等环境, 这种协议延迟很小
        
        
        
      
      
  • TCP: TRANSMISSION CONTROL PROTOCOL, 传输控制协议
    
    
    
    • 特点:
      
      
      
      • 需要建立连接的可靠协议
      • 没有数据传输大小的限制
      • 在传输前需要先建立连接(三次握手)
      • 它的重发机制保证了数据传输的准确性, 但因为需要接收方发回验证信息, 所以数据发送时间长, 数据流量大
        
        
        
    • 适用场景
      
      
      
      • 这种方式适合准确性要求强的场合, 比如金融系统, 视频点播, 用户可以等待数据传输但是不能忍受错误
        
        
        
      
      
    
    
  InetAddress概述和测试
  java.net.InetAddress类: 用于表示IP地址对象 (InetAddress的实例包含 IP 地址，还可能包含相应的主机名)
  • 静态方法
    
    
    
    • static InetAddress getLocalHost(): 获取本机的InetAddress对象
    • static InetAddress getByName(String host): 根据主机名或IP的字符串获取主机的InetAddress对象
    • static InetAddress getLoopbackAddress(): 获取回环地址的InetAddress对象. 即127.0.0.1或localhost
    • static InetAddress getByAddress(byte[] addr): 根据IP获取InetAddress对象
      
      
      
      • 如: InetAddress.getByAddress(new byte[]{(byte)192, (byte)168, (byte)1, (byte)1});
        
        
        
      
      
  • 成员方法
    
    
    
    • String getHostAddress(): 返回主机的IP地址
    • String getHostName(): 返回主机名
      
      
      
    UDP协议发送数据
    • java.net.DatagramSocket类: 基于UDP协议的Socket
      
      
      
      • 构造方法
        
        
        
        • DatagramSocket(): 创建DatagramSocket对象, 随机分配端口号
        • DatagramSocket(int port): 创建DatagramSocket对象, 指定端口号
          
          
          
      • 成员方法
        
        
        
        • void send(DatagramPacket p): 发送数据包
        • void receive(DatagramPacket p): 接收数据, 数据保存在DatagramPacket对象中
        • void close(): 关闭通信, 释放资源
          
          
          
        
        
    • java.net.DatagramPacket类: UDP数据包
      
      
      
      • 构造方法
        
        
        
        • DatagramPacket(byte[] msg, int msgLength, InetAddress host, int port): 创建数据包对象, 指定数据, 目标主机对象, 端口
        • DatagramPacket(byte[] buf, int length): 创建数据包对象, 接收数据为length的数据, 存入byte数组中
          
          
          
      • 成员方法
        
        
        
        • InetAddress getAddress(): 获取数据包发送方的InetAddress对象        
        • byte[] getData(): 获取包中的数据, 以byte数组形式
        • int getLength(): 获取数据包中数据的长度, 即byte数组的长度
        • int getPort(): 获取发送方端口号
          UDP发送数据步骤// 1. 为发送端创建Socket对象(DatagramSocket)
          DatagramSocket datagramSocket = new DatagramSocket();
          // 2. 创建数据并打包
          DatagramPacket datagramPacket = new DatagramPacket(byte数组, 数组长度, InetAddress对象, 端口号);
          // 3. 发送数据
          datagramSocket.send(datagramPacket);
          // 4. 释放资源
          datagramSocket.close();UDP协议接收数据
          
          
          • UDP不区分发送端和客户端, 所以都使用DatagramSocket即可
          • UDP接收数据步骤
            
            // 1. 创建接收端Socket对象:
            DatagramSocket datagramSocket = DatagramSocket(接收方端口号);
            // 2. 接收数据
            DatagramPacket datagramPacket = new DatagramPacket(byte数组, 数组长度);
            datagramSocket.receive(datagramPacket);                 // 该方法会阻塞等待接收数据
            // 3. 解析数据
            InetAddress inetAddress = datagramPacket.getAddress();  // 获取发送方IP地址
            byte[] bytes = datagramPacket.getData();                // 获取数据
            int dataLength = datagramPacket.getLength();            // 获取数据长度
            String s = new String(bytes, 0, dataLength);
            // 4. 输出数据
            System.out.println(s);
            // 5. 释放资源:
            datagramSocket.close();TCP协议发送数据
            
            
            • java.net.Socket类: 基于TCP协议的Socket, 作为客户端
              
              
              
              • 构造方法
                
                
                
                • Socket(InetAddress add, int port): 创建TCP客户端对象
                  
                  
                  
              • 成员方法
                
                
                
                • OutputStream getOutputStream(): 获取输出流对象, 用于发送数据
                • InputStream getInputStream(): 获取输入流, 用于接收数据
                • void close(): 释放资源
                  
                  
                  
                
                
            • TCP发送数据步骤
              
              // 1. 创建客户端Socket对象(建立连接)
              Socket socket = new Socket(InetAddress地址, 端口号);
              // 2. 获取输出流对象
              OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();
              // 3. 发送数据
              outputStream.write(byte数组);
              // 4. 释放资源
              socket.close();
              连接失败异常:
              
              
              
              • ConnectException: Connection refused: connect: 连接被拒绝, 无法创建连接. 一般是因为网络不通, IP地址不存在等导致无法连接
              • 解决办法:
                
                
                
                • 确认必须有接收端, 且可以连接
                  TCP协议接收数据
                  
                  
                  • java.net.ServerSocket: TCP服务端
                    
                    
                    
                    • 构造方法
                      
                      
                      
                      • ServerSocket(int port): 创建一个TCP服务端, 并监听指定端口
                        
                        
                        
                    • 成员方法
                      
                      
                      
                      • Socket accept(): 监听数据, 会阻塞. 收到数据后返回Socket对象
                      • void close(): 关闭Socket
                        
                        
                        
                      
                      
                  • TCP接收数据步骤
                    
                    
                    
                  
                  // 1. 创建服务端ServerSocket对象:
                  ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(端口号);  // 指定要监听的端口号
                  // 2. 监听数据
                  Socket socket = serverSocket.accept();                // 该方法会阻塞, 直到有客户端连接
                  // 3. 获取输入流对象
                  InputStream inputStream = socket.getInputStream();
                  // 4. 获取数据
                  int dataLength = inputStream.read(装数据的byte[]数组);
                  String s = new String(byte[], 0, dataLength);
                  // 5. 输出数据
                  System.out.println(s);
                  // 6. 释放资源:
                  socket.close();
                  serverSocket.close();

我来占层楼啊