java知识总结（十三）网络编程

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这篇文章简单总结1下java网络编程的相干知识

1、TCP和UDP

1.TCP(传输控制协议)方式
TCP方式就类似于拨打电话，使用该种方式进行网络通讯时，需要建立专门的虚拟连接，然落后行可靠的数据传输，如果数据发送失败，则客户端会自动重发该数据
2. UDP(用户数据报协议)方式
     UDP方式就类似于发送短信，使用这类方式进行网络通讯时，不需要建立专门的虚拟连接，传输也不是很可靠，如果发送失败则客户端没法取得
 这两种传输方式都是实际的网络编程中进行使用，重要的数据1般使用TCP方式进行数据传输，而大量的非核心数据则都通过UDP方式进行传递，在1些程序中乃至结合使用这两种方式进行数据的传递。由于TCP需要建立专用的虚拟连接和确认传输是不是正确，所以使用TCP方式的速度略微慢1些，而且传输时产生的数据量要比UDP略微大1些。
总结1下UDP和TCP协议的区分
–使用UDP时，每一个数据报中都给出了完全的地址信息，因此无需要建立发送方和接收方的连接。 
–对TCP协议，由于它是1个面向连接的协议，在socket之间进行数据传输之前必定要建立连接，所以在TCP中多了1个连接建立的时间 
–使用UDP传输数据时是有大小限制的，每一个被传输的数据报必须限定在64KB以内。 
–TCP没有这方面的限制，1旦连接建立起来，双方的socket就能够按统1的格式传输大量的数据。 
–UDP是1个不可靠的协议，发送方所发送的数据报其实不1定以相同的次序到达接收方。 
–TCP是1个可靠的协议，它确保接收方完全正确地获得发送方所发送的全部数据 
–TCP在网络通讯上有极强的生命力，例如远程连接（Telnet）和文件传输（FTP）都需要不定长度的数据被可靠地传输。 
–相比之下UDP操作简单，而且仅需要较少的监护，因此通经常使用于局域网高可靠性的分散系统中client/server利用程序 

2、基于URL的网络编程
1.创建1个URL
为了表示URL， java.NET中实现了类URL。我们可以通过下面的构造方法来初始化1个URL对象：
（1）public URL (String spec);
　　 通过1个表示URL地址的字符串可以构造1个URL对象
　　 URL urlBase=new URL("http://www. 263.Net/")
（2）public URL(URL context,String spec);
　　 通过基URL和相对URL构造1个URL对象。
　　 URL net263=new URL ("http://www.263.net/");
　　 URL index263=new URL(net263,"index.html")
（3）public URL(String protocol,String host,String file);
　　 new URL("http","www.gamelan.com","/pages/Gamelan.net. html");
（4）public URL(String protocol,int port,String file);
　　 URL gamelan=new URL("http",80,"Pages/Gamelan.network.html");
　　注意：类URL的构造方法都声明抛弃非运行时例外（MalformedURLException），因此生成URL对象时，我们必须要对这1例外进行处理，通常是用try-catch语句进行捕获。格式以下：

try{
　　　　　URL myURL= new URL(…)
　　}catch (MalformedURLException e){
　　…　　}

      public String getProtocol() 获得该URL的协议名。
　　　public String getHost() 获得该URL的主机名。
　　　public int getPort() 获得该URL的端口号，如果没有设置端口，返回⑴。
　　　public String getFile() 获得该URL的文件名。
　　　public String getRef() 获得该URL在文件中的相对位置。
　　　public String getQuery() 获得该URL的查询信息。
　　　public String getPath() 获得该URL的路径
　　  public String getAuthority() 获得该URL的权限信息
　　　public String getUserInfo() 取得使用者的信息
　　　public String getRef()取得该URL的锚

URL url = new URL("http://www.baidu.com");
//使用openStream得到1输入流并由此构造1个BufferedReader对象
BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader( url.openStream()));
String line = null;
while(null != (line = br.readLine()))
{
System.out.println(line);
}
br.close();

4、InetAddress

该类的功能是代表1个IP地址，并且将IP地址和域名相干的操作方法包括在该类的内部。
关于该类的使用，下面通过1个基础的代码示例演示该类的使用，代码以下：

import java.net.InetAddress;

public class InetAddressDemo {  

	public static void main(String[] args) {  
		try {  
			// 使用域名创建对象  
			InetAddress inet1 = InetAddress.getByName("www.163.com");  
			System.out.println(inet1);  
			// 使用IP创建对象  
			InetAddress inet2 = InetAddress.getByName("127.0.0.1");  
			System.out.println(inet2);  
			// 取得本机地址对象  
			InetAddress inet3 = InetAddress.getLocalHost();  
			System.out.println(inet3);  
			// 取得对象中存储的域名  
			String host = inet3.getHostName();  
			System.out.println("域名：" + host);  
			// 取得对象中存储的IP  
			String ip = inet3.getHostAddress();  
			System.out.println("IP:" + ip);  
		} catch (Exception e) {  
		}  
	}  
}

5、TCP编程

在Java语言中，对TCP方式的网络编程提供了良好的支持，在实际实现时，以java.net.Socket类代表客户端连接，以java.net.ServerSocket类代表服务器端连接。在进行网络编程时，底层网络通讯的细节已实现了比较高的封装，所以在程序员实际编程时，只需要指定IP地址和端口号码就能够建立连接了。
在客户端网络编程中，首先需要建立连接，在Java API中以java.net.Socket类的对象代表网络连接

客户端
1) 建立Socket连接 
Socket socket2 = new Socket(“www.sohu.com”,80);
2）依照“要求-响应”模型进行网络数据交换
在Java语言中，数据传输功能由Java IO实现，也就是说只需要从连接中取得输入流和输出流便可，然后将需要发送的数据写入连接对象的输出流中，在发送完成以后从输入流中读取数据便可。示例代码以下：
 OutputStream os = socket1.getOutputStream(); //取得输出流
 InputStream is = socket1.getInputStream();     //取得输入流
这里取得的只是最基本的输出流和输入流对象，还可以根据前面学习到的IO知识，使用流的嵌套将这些取得到的基本流对象转换成需要的装潢流对象，从而方便数据的操作。
3）关闭网络连接
 socket1.close();

服务器端
首先需要说明的是，客户真个步骤和服务器真个编写步骤不同，所以在学习服务器端编程时注意不要和客户端混淆起来。
1）监听端口
ServerSocket ss = new ServerSocket(10000);
2）取得连接
当有客户端连接到达时，建立1个和客户端连接对应的Socket连 接对象，从而释放客户端连接对服务器端端口的占用
Socket socket = ss.accept();
该代码实现的功能是取得当前连接到服务器真个客户端连接。需要说明的是accept和前面IO部份介绍的read方法1样，都是1个阻塞方法，也就是当无连接时，该方法将阻塞程序的履行，直到连接到达时才履行该行代码。另外取得的连接会在服务器真个该端口注册，这样以后就能够通过在服务器真个注册信息直接通讯，而注册以后服务器真个端口就被释放出来，又可以继续接受其它的连接了。
3）依照“要求-响应”模型进行网络数据交换
这里取得的Socket类型的连接就和客户真个网络连接1样了，只是服务器端需要首先读取发送过来的数据，然落后行逻辑处理以后再发送给客户端，也就是交换数据的顺序和客户端交换数据的步骤恰好相反
 InputStream is = ss.getInputStream();     //取得输入流
OutputStream os = ss.getOutputStream(); //取得输出流
4)关闭服务器端连接
ss.close();
以上就是基本的TCP类型的服务器和客户端代码实现的步骤，下面以1个简单的echo（回声）服务实现为例子，介绍综合使用示例，实现的代码以下：

import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;

public class Constants {  

	public static void main(String[] args) {  
		ServerSocket serverSocket = null;  
		Socket socket = null;  
		OutputStream os = null;  
		InputStream is = null;  
		// 监听端口号  
		int port = 10000;  
		try {  
			// 建立连接  
			serverSocket = new ServerSocket(port);  
			// 取得连接  
			socket = serverSocket.accept();  
			// 接收客户端发送内容  
			is = socket.getInputStream();  
			byte[] b = new byte[1024];  
			int n = is.read(b);  
			// 输出  
			System.out.println("客户端发送内容为：" + new String(b,n));  
			// 向客户端发送反馈内容  
			os = socket.getOutputStream();  
			os.write(b,n);  
		} catch (Exception e) {  
			e.printStackTrace();  
		} finally {  
			try {  
				// 关闭流和连接  
				os.close();  
				is.close();  
				socket.close();  
				serverSocket.close();  
			} catch (Exception e) {  
			}  
		}  
	}  
}

UDP(User Datagram Protocol)，中文意思是用户数据报协议使用该种方式无需建立专用的虚拟连接，由于无需建立专用的连接，所以对服务器的压力要比TCP小很多，所以也是1种常见的网络编程方式。但是使用该种方式最大的不足是传输不可靠，固然也不是说常常丢失，就像大家发短信息1样，理论上存在收不到的可能
在Java API中，实现UDP方式的编程，包括客户端网络编程和服务器端网络编程，主要由两个类实现，分别是：
l DatagramSocket
DatagramSocket类实现“网络连接”，包括客户端网络连接和服务器端网络连接。虽然UDP方式的网络通讯不需要建立专用的网络连接，但是毕竟还是需要发送和接收数据，DatagramSocket实现的就是发送数据时的发射器，和接收数据时的监听器的角色。类比于TCP中的网络连接，该类既可以用于实现客户端连接，也能够用于实现服务器端连接。
l DatagramPacket
DatagramPacket类实现对网络中传输的数据封装，也就是说，该类的对象代表网络中交换的数据。在UDP方式的网络编程中，不管是需要发送的数据还是需要接收的数据，都必须被处理成DatagramPacket类型的对象，该对象中包括发送到的地址、发送到的端口号和发送的内容等。其实DatagramPacket类的作用类似于现实中的信件，在信件中包括信件发送到的地址和接收人，还有发送的内容等，邮局只需要依照地址传递便可。在接收数据时，接收到的数据也必须被处理成DatagramPacket类型的对象，在该对象中包括发送方的地址、端口号等信息，也包括数据的内容。和TCP方式的网络传输相比，IO编程在UDP方式的网络编程中变得不是必须的内容，结构也要比TCP方式的网络编程简单1些。
UDP客户端编程触及的步骤也是4个部份：建立连接、发送数据、接收数据和关闭连接。
1）建立连接：
DatagramSocket ds = new DatagramSocket();
该客户端连接使用系统随机分配的1个本地计算机的未用端口号
 固然，可以通过制定连接使用的端口号来创建客户端连接。
  DatagramSocket ds = new DatagramSocket(5000);
1般在建立客户端连接时没有必要指定端口号码。
2）发送数据
在发送数据时，需要将需要发送的数据内容首先转换为byte数组，然后将数据内容、服务器IP和服务器端口号1起构造成1个DatagramPacket类型的对象，这样数据的准备就完成了了，发送时调用网络连接对象中的send方法发送该对象便可
代码示例：

String s = "Hello";  
String host = "127.0.0.1";  
int port = 10001;  
//将发送的内容转换为byte数组  
byte[] b = s.getBytes();  
//将服务器IP转换为InetAddress对象  
InetAddress server = InetAddress.getByName(host);  
//构造发送的数据包对象  
DatagramPacket sendDp = new DatagramPacket(b,b.length,server,port);  
//发送数据  
ds.send(sendDp);

//构造缓冲数组  
byte[] data = new byte[1024];  
//构造数据包对象  
DatagramPacket receiveDp = new DatagramPacket(data,data.length);  
//接收数据  
ds.receive(receiveDp);  
//输出数据内容  
byte[] b = receiveDp.getData(); //取得缓冲数组  
int len = receiveDp.getLength(); //取得有效数据长度  
String s = new String(b,len);  
System.out.println(s);

//取得客户真个IP
InetAddress clientIP = receiveDp.getAddress();
//取得客户真个端口号
Int clientPort = receiveDp.getPort();

ps：总结的不是很全面，但很基础，应当合适初学者学习，由于本人也是初学者的小菜鸟，所有很多东西可能都触及不到，希望大家见谅！

（编辑：李大同）

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