Java基础 Day26

一、网络编程简介

1、概念

网络编程指在网络通信协议下，不同计算机上运行的程序，进行数据传输

2、软件架构

（1）CS架构（客户端和服务端）

在用户本地有一个客户端程序，在远程有一个服务器端程序

（2）BS架构（浏览器和服务端）

只需要浏览器，用户通过不同的网址，客户访问不同的服务器端程序

微信小程序属于BS架构

二、网络编程三要素

1、IP

（1）简介

Internet Protocol，是互联网协议地址，也称IP地址

上网设备在网络中的地址，是唯一的

是设备在网络中的唯一标识

有 IPv4 和 IPv6

域名通过 DNS 服务器解析为 IP

（2）IPv4 的地址分类形式

公网地址(万维网使用) 和私有地址(局域网使用)

192.168. 开头的就是私有地址，范围即为192.168.0.0~192.168.255.255

专门为组织机构内部使用，以此节省IP

（3）特殊 IP 地址

127.0.0.1，也可以是localhost，是回送地址，也称本地回环地址，也称本机IP，永远只会寻找当前所在本机

（4）常用CMD命令

ipconfig：查看本机IP地址

ping：检查网络是否连通

（5）INetAddress 类

2、端口

应用程序在设备中唯一的标识

端口号：由两个字节表示的整数，取值范围：0~65535

其中0~1023之间的端口号用于一些知名的网络服务或者应用

我们自己使用1024及以上的端口号即可

注意：一个端口号只能被一个应用程序使用

3、协议

计算机网络中，连接和通信的规则被称为网络通信协议

常见的协议有UDP、TCP、http、https、ftp等

三、UDP 协议

1、特点

UDP是面向无连接通信协议（没有接收端也能发送）

速度快，有大小限制（一次最多发送64K），数据不安全，易丢失数据

2、收发数据步骤及示例

public class Send {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 1、创建DatagramSocket对象
        DatagramSocket socket = new DatagramSocket(8888);
        // 如果不指定端口，则随机指定一个
        // 2、创建DatagramPacket对象
        String message = "Hello World!";
        byte[] content = message.getBytes();
        DatagramPacket packet = new DatagramPacket(
                content,
                content.length,
                InetAddress.getByName("127.0.0.1"),
                9999
        );
        // 3、发送信息
        socket.send(packet);
        // 4、释放资源
        socket.close();
    }
}
public class Receive {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 1、创建DatagramSocket对象
        DatagramSocket socket = new DatagramSocket(9999);
        // 2、创建DatagramPacket对象
        byte[] buf = new byte[1024];
        DatagramPacket packet = new DatagramPacket(buf, buf.length);
        // 3、接收数据
        socket.receive(packet);
        // 注意：receive方法会阻塞，直到接收到信息后才会往下执行
        // 接收到的数据在 packet中
        // 4、解析数据
        byte[] data = packet.getData();
        String msg = new String(data, 0, packet.getLength());
        String ip = packet.getAddress().getHostAddress();
        System.out.println("from: " + ip);
        System.out.println("data: " + msg);
        // 5、释放资源
        socket.close();
    }

四、TCP 协议

1、特点

TCP 协议是面向连接的通信协议（需要服务端响应请求）

速度慢，但没有大小限制，数据安全

2、收发数据步骤及示例

public class Client {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 1、创建Socket对象，指定服务端的IP和端口
        Socket socket = new Socket("127.0.0.1", 8888);
        // 2、获取传输数据的流对象
        OutputStream os = socket.getOutputStream();
        InputStream is = socket.getInputStream();
        // 3、收发数据
        os.write("Nice to meet you".getBytes());
        byte[] data = new byte[1024];
        int len = is.read(data);
        String msg = new String(data, 0, len);
        String ip = socket.getInetAddress().getHostAddress();
        System.out.println("from: " + ip);
        System.out.println("data: " + msg);
        // 4、释放资源
        socket.close();
    }
}
public class Server {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 1、创建ServerSocket对象，指定端口
        ServerSocket server = new ServerSocket(8888);
        System.out.println("waiting for client...");
        // 2、相应客户端发送的请求
        Socket socket = server.accept();
        // 3、获取传输数据的流对象
        OutputStream os = socket.getOutputStream();
        InputStream is = socket.getInputStream();
        // 4、收发数据
        byte[] data = new byte[1024];
        int len = is.read(data);
        String msg = new String(data, 0, len);
        String ip = socket.getInetAddress().getHostAddress();
        System.out.println("from: " + ip);
        System.out.println("data: " + msg);
        os.write("Nice to meet you too".getBytes());
        // 5、关流并释放资源
        socket.close();
        server.close();
    }
}

3、细节补充

（1）三次握手

第一次：客户端向服务器发送连接请求（SYN包）并等待服务器确认

第二次：服务器向客户端返回一个响应（SYN包 + ACK包）告诉客户端收到了请求

第三次：客户端向服务器再次发送确认信息（ACK包），连接建立

Tips：第三次握手是为了防⽌失效的连接请求突然传到服务器（如网络延迟的重复SYN包）造成单向连接

（4）四次挥手

第一次：客户端向服务器发送取消连接的请求（FIN包）

第二次：服务器返回一个响应（ACK包）告诉客户端收到了请求

服务器将最后的数据处理完毕

第三次：服务器向客户端发送确认取消连接的消息（FIN包）

第四次：客户端再次发送确认消息（ACK包），连接取消