java基础学习笔记：一文带你搞懂网络编程

2024-11-08 技术教程

1. 网络编程学习1.1. 扩展知识点网络协议OSI协议：网络协议的划分学习1.2. 网络协议那些事
五层协议模型网络协议按照5层划分可以分为5层：物理层、数据链路层、网络层，传输层，应用层。每一层都有一定的协议标准定义。物理层：物理层的协议是根据硬件传输数据的特性制定的协议，由于光纤，电线只能传输0和1二进制数字，物理层的协议有ISO2210,IEE802,IEE8022,这一层只传输二进制数据。数据链路层：数据链路层是对电信号用来分组的，比如物理层传来一组数据0101010101001，我们可以把它8个分成一组，16个分成一组，刚开始时，各个公司都有自己的分组格式，后来国际上统一了标准，将一组电信号称为一个数据包，或者叫一个帧，每一个数据帧分成报头head和数据data两部分。head包含18个字节，包含==发送者（源地址，6个字节）== ，==接收者（目标地址，6个字节)== ,数据类型（6个字节）data包含最短46个字节，最长1500个字节）数据链路层是对数据进行了简单的封装，用于方便传输数据，解析数据。但是当传输时有一个问题，当处于局域网时，也就是在同一个ip网关内的不同主机可以直接传输数据，但是如果不同网关的主机如何实现通信？==注意：在同一个网关内主机之间的通信是靠广播的方式寻找对方的。== 不在同一个网关内，广播就失效了。这就引出了网络层的协议。网络层：网络层有IP协议，如果传输的数据不在同一个网关内，就要需要IP协议了，它是整个OSI协议的核心。只有通过配置IP才能准确获得目标计算机的Mac地址。应用层：包含的协议就多了，包含HTTP协议，FTP协议，SMTP协议等。主要用于应用层开发。但是HTTP协议需要TCP协议的支持。1.3. 应用之间通信需要对方的ip地址，需要对方应用的逻辑端口号，端口号要绑定应用。1.4. 网络编程类InetAddress类该类构造函数属于private，不可以创建对象，但是里面有大量静态方法。getlocalhost()获取主机名+ip地址。getHostAddress()获取ip地址getHostName()获取主机名，里面的参数可以是任意的，可以是www.baidu.com,将会获取百度服务器的ip地址和主机名。1.5. UDP协议和TCP协议UDP协议：无连接通信协议，无论对方是否在线，都可以发送，比如qq的离线发送。不过不安全，会丢数据，例如广播产生卡顿等。好处是传播速度快。消耗资源小。效率高。比如手机发短信，qq发消息。UDP协议会对传输数据大小进行限制，只能传输64kbTCP协议：面向连接的通信协议，先建立连接，才能发送数据。安全性高，速度慢。连接必须经过三次握手。1.6. UDP通信实现UDP协议的发送端：实现封装数据的类：java.net.DatagramPacket;将你的数据包装起来实现数据传输的类：java.net.DatagramSocket;将你的数据包发送出去。实现步骤：创建DatagramPacket对象，封装数据，接收的地址和端口创建DatagrampSocket对象，调用DatagrampSocket的send,发送数据包。关闭资源。DatagramPacket构造方法：DatagramPacket(byte[] buf,int length,InetAddress address,int port);DatagramSocket构造方法：DatagramSocket()空参。send(DatagramPacket d);发送数据。什么是套接字：==绑定了ip地址和端口号的网络对象。==

1publicstaticvoidmain(String[]args)throwsIOException{2//创建数据包对象，封装要发送的数据，接收端Ip,端口号3byte[]data="123udp".getBytes();4//创建一个InetAddress对象，封装自己的Ip地址5InetAddressinetAddress=InetAddress.getByName("127.0.0.1");6DatagramPacketdp=newDatagramPacket(data,data.length,inetAddress,8899);7//创建DatagramSocket对象，8DatagramSocketdatagramSocket=newDatagramSocket();9datagramSocket.send(dp);10datagramSocket.close();11}实现UDP接收端实现封装数据包 java.net.DatagramPacket 将数据接收实现输出传输 java.net.DatagramSocket 接收数据包实现步骤：创建DatagramSocket对象，绑定端口号，要与发送的端口号一致。创建字节数组，接收发来的数据。创建数据包对象DatagrampPocket接收数据。调用DatagrampSocket对象方法，receive(DatagramPacket, dp)接收数据，数据放在数据包中。拆包，包含：发送端的IP,接收到的字节个数，发送端的端口号。拆包时，可以通过DatagramPacket获取数据的长度getLength，然后打印该长度的数据。通过getAddress()获取发送端的ip地址对象InetAddress,用getPort()获取发送端的端口。发送端端口一般是操作系统指定的。关闭资源。

1publicstaticvoidmain(String[]args)throwsIOException{2Scannersc=newScanner(System.in);3DatagramSocketdatagramSocket=newDatagramSocket();4InetAddressinetAddress=InetAddress.getByName("127.0.0.1");5while(true){6Stringmessage=sc.nextLine();7byte[]data=message.getBytes();8DatagramPacketdp=newDatagramPacket(data,data.length,inetAddress,8899);9datagramSocket.send(dp);10}11}实现永不停歇的接收端

1publicstaticvoidmain(String[]args)throwsIOException{2//创建数据包传输对象，并绑定端口号3DatagramSocketds=newDatagramSocket(8899);4//创建字节数组5byte[]buf=newbyte[1024];6//创建数据包对象传递字节数组7while(true){8DatagramPacketdp=newDatagramPacket(buf,buf.length);9//调用ds的receive传递数组10ds.receive(dp);11Stringip=dp.getAddress().getHostAddress();12intport=dp.getPort();13intlength=dp.getLength();14System.out.println(newString(buf,0,length)+"..."+ip+"..."+port);15}16}1.7. TCP通信TCP通信和UDP通信大致相同，分为客户端和服务端，但是TCP通信是需要先进行连接的，只有连接成功才能通信，不过TCP建立连接后，也就建立了IO流，可以通过IO流完成数据的传输。TCP客户端程序的类 java.net.Socket:构造方法有：Socket(String host,int port)用于传递服务器Ip和端口号。该构造方法只要运行就会和服务器连接，如果连接失败就会抛出异常。Socket类有两个方法，getOutputStream(),返回类型是OutputStream(),返回套接字的输出流：作用是将数据输出，输出到服务器。getInputStream(),返回套接字的输入流，返回类型是InputStream.这些方法都是从Socket中获取的，不是new出来的。

1publicstaticvoidmain(String[]args)throwsIOException{2Socketsocket=newSocket("120.27.60.73",8899);3OutputStreamoutStream=socket.getOutputStream();4outStream.write("789456".getBytes());5socket.close();6}TCPServer端：表示服务器程序的类：java.net.ServerSocket,构造方法有：ServerSocket(int port)传递端口号，相当于监听该端口号。一个很重要的事情是，由于多个客户端向服务端传值，服务端无法辨认是哪个客户端发来的值，解决方法是：必须获取客户端的套接字对象Socket,用accept()方法获取，返回类型是Socket

1publicstaticvoidmain(String[]args)throwsIOException{2ServerSocketserverSocket=newServerSocket(8899);3Socketsocket=serverSocket.accept();4InputStreaminputStream=socket.getInputStream();5byte[]buf=newbyte[1024];6intlen=inputStream.read(buf);7System.out.println(newString(buf,0,len));8//服务器返回数据9OutputStreamout=socket.getOutputStream();10out.write("nihao".getBytes());11socket.close();12serverSocket.close();13}1.8. TCP通信图片上传服务器多线程解决方案TCP通信图片上传客户端代码==问题==：客户端上传图片，客户端可能有多个同时上传，每次上传图片会传递一个Socket,多个上传后会引起服务器端对Socket混乱，不知是谁的Socket对象。==解决== ：多线程解决方案，每次传来一个Socket对象，我们就为他开启一个线程，这样就不会造成混乱。
Socket多线程解决方案

1publicclassTCPClient{2publicstaticvoidmain(String[]args)throwsIOException{3Socketsocket=newSocket("127.0.0.1",8000);4//获取字节输出流,图片写到服务器5OutputStreamout=socket.getOutputStream();6//创建字节输入流,读取本机上的数据源图片7FileInputStreamfis=newFileInputStream("c:\\t.jpg");8//开始读写字节数组9intlen=0;10byte[]bytes=newbyte[1024];11while((len=fis.read(bytes))!=-1){12out.write(bytes,0,len);13}14//给服务器写终止序列15socket.shutdownOutput();1617//获取字节输入流,读取服务器的上传成功18InputStreamin=socket.getInputStream();1920len=in.read(bytes);21System.out.println(newString(bytes,0,len));2223fis.close();24socket.close();25}26}将上传文件接收代码放到一个线程中。这样就保证一个线程接收一个Socket。

1publicclassUploadimplementsRunnable{23privateSocketsocket;45publicUpload(Socketsocket){this.socket=socket;}67publicvoidrun(){8try{9//通过客户端连接对象,获取字节输入流,读取客户端图片10InputStreamin=socket.getInputStream();11//将目的文件夹封装到File对象12Fileupload=newFile("d:\\upload");13if(!upload.exists())14upload.mkdirs();1516//防止文件同名被覆盖,从新定义文件名字17//规则:域名+毫秒值+6位随机数18Stringfilename="itcast"+System.currentTimeMillis()+newRandom().nextInt(999999)+".jpg";19//创建字节输出流,将图片写入到目的文件夹中20FileOutputStreamfos=newFileOutputStream(upload+File.separator+filename);21//读写字节数组22byte[]bytes=newbyte[1024];23intlen=0;24while((len=in.read(bytes))!=-1){25fos.write(bytes,0,len);26}27//通过客户端连接对象获取字节输出流28//上传成功写回客户端29socket.getOutputStream().write("上传成功".getBytes());3031fos.close();32socket.close();33}catch(Exceptionex){3435}36}3738}服务器端，调用Thread，并将Socket作为参数传递给Upload类。并开启一个新线程。并让服务端永久的监听端口。

1publicclassTCPThreadServer{2publicstaticvoidmain(String[]args)throwsIOException{3ServerSocketserver=newServerSocket(8000);4while(true){5//获取到一个客户端,必须开启新线程6Socketsocket=server.accept();7newThread(newUpload(socket)).start();8}910}11}1.9. 一些技巧公司域名+毫秒值+随机六位数，防止文件重名

1StringfileName="xdclass"+System.currentTimeMillis()+newRanadow.nextInt(999999)+".jpg";File.separator,跨系统生成目录分隔符。

1FilemyFile=newFile("C:"+File.separator+"tmp"+File.separator,"test.txt");此外还有File.pathSeparator生成字符分号;2,3总结：File类的两个常量，一个是斜杠，一个是分号。