java socket

作者: 赵荣晖 | 来源:发表于2020-11-16 22:22 被阅读0次

一、网络基础知识

1、端口，用来区分不用的应用；端口范围为0到65535，其中0到1023为系统所保留；常用端口，http:80,ftp:21，telnet:23。
2、传输层协议：TPC/IP协议
应用层协议：HTTP超文本传输协议、FTP文件传输协议、SMTP简单邮件传送协议、Telnet远程登录服务；
TCP协议是面向连接、可靠的、有序的，以字节流的方式发送数据
UDP协议（用户数据报协议）是无连接、不可靠、无序的，速度较快。以数据报作为数据传输的载体。
UDP协议进行数据传输时，首先需要将要传输的数据定义成数据报(Datagram)，在数据报中指明数据所要达到的Socket（主机地址和端口号），然后再将数据报发送出去。
3、IP地址和端口号组成了所谓的Socket，Socket是网络上运行的程序之间双向通信链路的终结点，是TCP和UDP的基础
4、针对网络通信的不同层次，Java提供的网络动能有四大类
-- InetAdress ：用于标识我那个网络上的硬件资源，表示互联网协议(IP)地址。
-- URL：统一资源定位符，通过URL可以直接读取或写入网络上的数据。由协议名称和资源名称两部分组成（http:协议名，www.baidu.com:资源名，中间冒号格开）
-- Sockets：使用TCP协议实现网络通信的Socket相关的类
-- Datagram：使用UDP协议，将数据保存在数据报中，通过网络进行通信

二、InetAddress类

ps:没有任何的构造方法，没有办法通过new的方式创建对象

public class InetAdressStudy {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            //获取本机的InetAdsress实例
  InetAddress inetAddress = InetAddress.getLocalHost();
  System.out.println("inetAddress==" + inetAddress);
  System.out.println("计算机名称=="+inetAddress.getHostName());
  System.out.println("计算机IP地址=="+inetAddress.getHostAddress());
  //获取字节数组形式的ip地址
  byte[] bytes = inetAddress.getAddress();
  System.out.println("字节数组形式的IP" + Arrays.toString(bytes));
  System.out.println("========================华丽的分割线===========================");
  //根据计算机名称获取InetAddress实例
  InetAddress inetAddress1 = InetAddress.getByName("LAPTOP-UPKIDS53");
  System.out.println("==inetAddress1.getHostName()=="+inetAddress1.getHostName());
  System.out.println("==inetAddress1.getHostAddress()=="+inetAddress1.getHostAddress());
  System.out.println("========================华丽的分割线===========================");
  //根据计算机IP地址获取InetAdress实例
  InetAddress inetAddress2 = InetAddress.getByName("169.254.102.231");
  System.out.println("==inetAddress2.getHostName()=="+inetAddress2.getHostName());
  System.out.println("==inetAddress2.getHostAddress()=="+inetAddress2.getHostAddress());
  } catch (UnknownHostException e) {
            e.printStackTrace();
  }
    }
}

三、URL类

1、在java.net包中

//了解URL类，常用方法
 /*  URL类实例化的四种方法
URL(String spec)：使用指定的字符串构建。  
URL(String protocol, String host, int port, String file)：使用指定的协议、主机名、端口号、文件名创建。  URL(String protocol, String host, String file)：使用指定的协议、主机名、文件名创建。  
URL(URL context, String spec)：使用基地址和相对URL创建。  */ 
public class UrlStudy {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            //创建一个URL实例
  URL url = new URL("http://www.baidu.com");
  System.out.println("获取协议url.getProtocol()==="+url.getProtocol());
  System.out.println("主机url.getHost()==="+url.getHost());
  //端口号为-1:getPort方法的默认值为-1。如果未指定端口号，则使用默认的端口号。
  System.out.println("端口url.getPort()==="+url.getPort());
  System.out.println("文件路径url.getPath()==="+url.getPath());
  System.out.println("文件路径url.getFile()==="+url.getFile());
  System.out.println("文件路径url.getRef()==="+url.getRef());
  System.out.println("文件路径url.getQuery()==="+url.getQuery());
  //?后面表示参数，#后面表示锚点
  URL url1 = new URL(url,"/index.html?id=abc#efg");
  System.out.println("=========华丽的分割线==================================");
  System.out.println("获取协议url1.getProtocol()==="+url1.getProtocol());
  System.out.println("主机url1.getHost()==="+url1.getHost());
  System.out.println("端口url1.getPort()==="+url1.getPort());
  System.out.println("文件路径url1.getPath()==="+url1.getPath());
  System.out.println("文件路径url1.getFile()==="+url1.getFile());
  System.out.println("文件路径url1.getRef()==="+url1.getRef());
  System.out.println("文件路径url1.getQuery()==="+url1.getQuery());    } catch (MalformedURLException e) {
            e.printStackTrace();
  }
    }

public class UrlStudy2 {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            //创建一个URL实例
  URL url = new URL("http://www.baidu.com");
  //通过URL的openStream方法获取URL对象表示的资源的字节输入流
  InputStream inputStream = url.openStream();
  //将字节输入流转换为字符输入流
  //InputStreamReader inputStreamReader = new InputStreamReader(inputStream);
  InputStreamReader inputStreamReader = new InputStreamReader(inputStream,"utf-8");
  //为字符输入流添加缓冲
  BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(inputStreamReader);
  //按行读取数据
  String data = bufferedReader.readLine();
 while(data != null){
                System.out.println( data );
  data = bufferedReader.readLine();
  }
            inputStream.close();
  inputStreamReader.close();
  bufferedReader.close();
  } catch (MalformedURLException e) {
            e.printStackTrace();
  } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
  }
    }
}

四、Socket

1、基于TCP协议实现网络通信的类：客户端Socket类，服务器端的ServerSocket类，
2、Socket通信模型

image.png
3、Socket通信实现步骤
a、创建ServerSocket和Socket。b、打开连接到Socket的输入/输出流。c、按照协议对Socket进行读/写操作。d、关闭输入输出流、关闭Socket
-4、服务器端步骤
a、创建ServerSocket对象，绑定监听端口。b、通过accept()方法监听客户端请求。c、连接建立后，通过输入流读取客户端发送的请求信息。d、通过输出流像客户端发送响应信息。e、关闭相关资源。

/* * 基于TCP协议的Socket通信，实现用户登录  
* 服务器端  
* */ 
public class Server {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            //1、创建一个服务器端的Socket,即ServerSocket,指定绑定的端口，并监听此端口
  ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8888);
  //2、调用accept()方法开始监听，等待客户端的连接
  System.out.println("***服务器即将启动,等待客户端的连接***");
  Socket socket = serverSocket.accept();
  //3、获取输入流(字节流)，并读取客户端发送的信息
  InputStream inputStream = socket.getInputStream();
  //将字节流转为字符流，提高性能
  InputStreamReader inputStreamReader = new InputStreamReader(inputStream);
  //为输入流添加缓冲
  BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(inputStreamReader);
  String info = null;
 while ((info = bufferedReader.readLine()) != null){
                System.out.println("客户端发送的信息是===="+info);
  }
            //关闭输入流
  socket.shutdownInput();
  //4、获取输出流，响应客户端的请求
  OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();
  //包装为打印流
  PrintWriter printWriter = new PrintWriter(outputStream);
  printWriter.write("welcome!!!");
  //调用flush()方法将缓冲输出
  printWriter.flush();
  //关闭其他资源
  printWriter.close();
  outputStream.close();
  bufferedReader.close();
  inputStreamReader.close();
  inputStream.close();
  socket.close();
  serverSocket.close();
  } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
  }
    }
}

-5、客户端步骤
a、创建Socket对象，指明需要连接的服务器的地址和端口号。b、连接建立后，通过输入流向服务器端发送请求信息。c、通过输入流获取服务器响应的信息。d、关闭相关资源。

/* * 客户端  * */ 
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            //1、创建客户端Socket，指定服务器地址和端口
  Socket socket = new Socket("localhost",8888);
  //2、获取输出流(字节流)，向服务器端发送消息
  OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();
  //将输出流包装为打印流
  PrintWriter printWriter = new PrintWriter(outputStream);
  printWriter.write("username:admin;password:1234");
  printWriter.flush();
  //关闭输出流
  socket.shutdownOutput();
  //3、获取输入流，并读取服务器端的响应信息
  InputStream inputStream = socket.getInputStream();
  InputStreamReader inputStreamReader = new InputStreamReader(inputStream);
  //字节流包装为字符流
  BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(inputStreamReader);
  String info = null;
 while((info = bufferedReader.readLine()) != null){//循环读取客户端的信息
  System.out.println("我是客户端，服务器说："+info);
  }
            //关闭资源
  bufferedReader.close();
  inputStreamReader.close();
  inputStream.close();
  printWriter.close();
  outputStream.close();
  socket.close();
  } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
  }
    }
}

-6、多线程服务器，应用多线程来实现服务器与客户端之间的通信
a、服务器端创建ServerSocket，循环调用accept()等待客户端连接。b、客户端创建一个socket并请求与服务器端连接。c、服务器端接受客户端请求，创建socket与该客户端监理专线连接。d、建立连接的两个socket在一个单独的线程上对话。e、服务器端继续等待新的连接。
ps:测试多线程是，可手动多次启动client类，同时修改发送消息，来区分多个客户端

客户端代码不变，服务器端线程类、服务器端Socket类如下

/* 
* 服务器端线程处理类  
* */ 
public class ServerThread extends Thread{
    //和本线程相关的Socket
  Socket socket = null;
  //构造方法
  public ServerThread(Socket socket){
        this.socket = socket;
  }
    //线程执行的操作，响应客户端的请求
  public void run(){
        InputStream inputStream = null;
  InputStreamReader inputStreamReader = null;
  BufferedReader bufferedReader = null;
  OutputStream outputStream = null;
  PrintWriter printWriter = null;
 try {
            inputStream = socket.getInputStream();
  //将字节流转为字符流，提高性能
  inputStreamReader = new InputStreamReader(inputStream);
  //为输入流添加缓冲
  bufferedReader = new BufferedReader(inputStreamReader);
  String info = null;
 while ((info = bufferedReader.readLine()) != null){
                System.out.println("客户端发送的信息是===="+info);
  }
            //关闭输入流
  socket.shutdownInput();
  //4、获取输出流，响应客户端的请求
  outputStream = socket.getOutputStream();
  //包装为打印流
  printWriter = new PrintWriter(outputStream);
  printWriter.write("welcome!!!");
  //调用flush()方法将缓冲输出
  printWriter.flush();
  //关闭其他资源
  } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
  } finally {
            try {
                if(printWriter != null){
                    printWriter.close();
  }
                if(outputStream != null){
                    outputStream.close();
  }
                if(bufferedReader != null){
                    bufferedReader.close();
  }
                if(inputStreamReader != null){
                    inputStreamReader.close();
  }
                if(inputStream != null){
                    inputStream.close();
  }
                socket.close();
  } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
  }
        }
    }
}

/* 
* 基于TCP协议的Socket通信，实现用户登录  
* 服务器端  
* */ 
public class Server {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            //1、创建一个服务器端的Socket,即ServerSocket,指定绑定的端口，并监听此端口
  ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8888);
  //2、调用accept()方法开始监听，等待客户端的连接
  System.out.println("***服务器即将启动,等待客户端的连接***");
  Socket socket = null;
  //记录客户端数量
  int count = 0;
 while(true){
                socket = serverSocket.accept();
  ServerThread serverThread = new ServerThread(socket); <pre style="margin: 8px 0px; color: rgb(169, 183, 198); font-family: &quot;JetBrains Mono&quot;, monospace;">         serverThread.setPriority(4); //适当设置线程的额优先级，范围为[1,10],默认为5。未设置优先级可能会导致运行时速度非常慢</pre> </pre>

<pre style="margin: 8px 0px; background-color: rgb(43, 43, 43); color: rgb(169, 183, 198); font-family: &quot;JetBrains Mono&quot;, monospace; font-size: 1.25rem;">         serverThread.start();
  count ++;//统计客户端的数量
  System.out.println("当前客户端的数量=="+count);    InetAddress address = socket.getInetAddress();
  System.out.println("连接服务器的ip为："+address.getHostAddress());
  }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
  }
    }
}

-7 基于UDP协议实现网络通信的类：DatagramPacket：数据报包，DatagramSocket:进行端到端通信的类
-- UDP的服务器端实现步骤
a、创建DatagramSocket，指定端口号。b、创建DatagramPacket。c、接受客户端发送的数据信息。d、读取数据。
-- UDP的客户端实现步骤
a、定义发送消息。b、创建DatagramPacket，包含将要发送的信息。c、创建DatagramSocket。d、发送数据。

/*
 * 服务器端，实现基于UDP的用户登录  
* */ 
public class UDPServer {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            /*
 * 接收客户端的信息  * */ //1、创建服务器端DatagramSocket,指定端口
  DatagramSocket datagramSocket = new DatagramSocket(8800);
  //2、创建数据报，用于接收客户端发送的数据
  byte[] data = new byte[1024];
  DatagramPacket datagramPacket = new DatagramPacket(data,data.length);
  //3.接收客户端发送的数据
  System.out.println("服务器端已经启动=============");
  datagramSocket.receive(datagramPacket); //此方法在接收到数据报之前会一直阻塞
  //4、读取数据
  String info = new String(data,0,datagramPacket.getLength());
  System.out.println("服务器收到的info是==="+info);
  /*
 * 向客户端响应数据  * */ //1、定义客户端的地址、端口号、数据
  InetAddress inetAddress = datagramPacket.getAddress();
 int port = datagramPacket.getPort();
 byte[] data2 = "welcome!!!".getBytes();
  //2、创建数据报，包含响应的数据信息
  DatagramPacket datagramPacket1 = new DatagramPacket(data,data.length,inetAddress,port);
  //3.响应客户端
  datagramSocket.send(datagramPacket1);
  //4.关闭资源
  datagramSocket.close();
  } catch (SocketException e) {
            e.printStackTrace();
  } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
  }
    }
}

/* 
* 客户端 
 * */ 
public class UDPClient {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            /*
 * 向服务器端发送消息  * */ //1、定义服务器的地址、端口号、数据
  InetAddress inetAddress = InetAddress.getByName("localhost");
 int port = 8800;
 byte[] data = "userName:admin;password:1234".getBytes();
  //2、创建数据报，包含发送的数据信息
  DatagramPacket datagramPacket = new DatagramPacket(data,data.length,inetAddress,port);
  //3、创建DatagramSocket对象
  DatagramSocket datagramSocket = new DatagramSocket();
  //4、向服务器端发送数据报
  datagramSocket.send(datagramPacket);
  /*
 * 从服务器端接收消息  * */ //1、创建数据报，用于接收服务器端响应的数据
  byte[] data2 = new byte[1024];
  DatagramPacket packet = new DatagramPacket(data2,data2.length);
  //2、从服务器响应数据
  datagramSocket.receive(packet);
  //3、读取数据
  String reply = new String(data2,0,packet.getLength());
  System.out.println("客户端收到的reply是=="+reply);
  //4、关闭资源
  datagramSocket.close();
  } catch (UnknownHostException e) {
            e.printStackTrace();
  } catch (SocketException e) {
            e.printStackTrace();
  } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
  }
    }
}

ps：
1、对于同一个socket，如果关闭了输出流，则与该输出流关联的socket也会被关闭，所以一般不用关闭流，直接关闭socket即可
2、通过socket还可以传递objet和文件。

java socket

一、网络基础知识

二、InetAddress类

三、URL类

四、Socket

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