1 通信協議

通信的協議還是比較復雜的， java.net 包中包含的類和接口，它們提供低層次的通信細節。我們可以直接使用這些類和接口，來專注于網絡程序開發，而不用考慮通信的細節。
java.net 包中提供了兩種常見的網絡協議的支持：tcp和udp

TCP：傳輸控制協議 (Transmission Control Protocol)。TCP協議是面向連接的通信協議，即傳輸數據之前，在發送端和接收端建立邏輯連接，然后再傳輸數據，它提供了兩臺計算機之間可靠無差錯的數據傳輸。

三次握手：TCP協議中，在發送數據的準備階段，客戶端與服務器之間的三次交互，以保證連接的可靠。
第一次握手，客戶端向服務器端發出連接請求，等待服務器確認。
第二次握手，服務器端向客戶端回送一個響應，通知客戶端收到了連接請求。
第三次握手，客戶端再次向服務器端發送確認信息，確認連接。整個交互過程如下圖所示。

UDP：用戶數據報協議(User Datagram Protocol)。UDP協議是一個面向無連接的協議。傳輸數據時，不需要建立連接，不管對方端服務是否啟動，直接將數據、數據源和目的地都封裝在數據包中，直接發送。每個數據包的大小限制在64k以內。它是不可靠協議，因為無連接，所以傳輸速度快，但是容易丟失數據。日常應用中,例如視頻會議、QQ聊天等。耗資小效率高，容易丟數據

2 網絡編程三要素

協議：計算機網絡通信必須遵守的規則。

IP地址：指互聯網協議地址（Internet Protocol Address），俗稱IP。IP地址用來給一個網絡中的計算機設備做唯一的編號。假如我們把“個人電腦”比作“一臺電話”的話，那么“IP地址”就相當于“電話號碼”。

IP地址分類

• IPv4：是一個32位的二進制數，通常被分為4個字節，表示成a.b.c.d 的形式，例如192.168.65.100 。其中a、b、c、d都是0~255之間的十進制整數，那么最多可以表示42億個。
• IPv6：由于互聯網的蓬勃發展，IP地址的需求量愈來愈大，但是網絡地址資源有限，使得IP的分配越發緊張。有資料顯示，全球IPv4地址在2011年2月分配完畢。為了擴大地址空間，擬通過IPv6重新定義地址空間，采用128位地址長度，每16個字節一組，分成8組十六進制數，表示成ABCD:EF01:2345:6789:ABCD:EF01:2345:6789 ，號稱可以為全世界的每一粒沙子編上一個網址，這樣就解決了網絡地址資源數量不夠的問題。

常用命令
查看本機IP地址，在控制臺輸入：ipconfig
檢查網絡是否連通，在控制臺輸入：ping ip地址
特殊的IP地址：本機IP地址： 127.0.0.1 、localhost 。

端口號
網絡的通信，本質上是兩個進程（應用程序）的通信。每臺計算機都有很多的進程，那么在網絡通信時，如何區分這些進程呢？如果說IP地址可以唯一標識網絡中的設備，那么端口號就可以唯一標識設備中的進程（應用程序）了。

端口號：用兩個字節表示的整數，它的取值范圍是0~65535。其中，0~1023之間的端口號用于一些知名的網絡服務和應用，普通的應用程序需要使用1024以上的端口號。如果端口號被另外一個服務或應用所占用，會導致當前程序啟動失敗。

利用協議+ IP地址+ 端口號 三元組合，就可以標識網絡中的進程了，那么進程間的通信就可以利用這個標識與其它進程進行交互。

常用端口號：

• 80端口 網絡端口
• 數據庫端口 mysql：3306 oracle：1521
• tomcat端口：8080

3 TCP通信程序

TCP通信能實現兩臺計算機之間的數據交互，通信的兩端要嚴格區分客戶端和服務端

通信步驟

服務器端先啟動

客戶端請求服務器端

客戶端服務端經過三次握手建立邏輯連接

連接中包含一個IO對象，使用IO流對象進行通信，IO流對象是字節流對象。

服務端要做的事：

服務端需要知道自己在和哪個客戶端交互，通過accept方法獲取到請求的客戶端對象

多個客戶端和服務端交互需要使用多個IO流對象。服務端沒有IO流，它可以獲取到請求的客戶端對象socket使用每個客戶端的socket中提供的IO流和客戶端進行交互。使用輸入流讀數據，使用輸出流發數據。

3.1 TCP客戶端代碼實現

構造方法：Socket(String host, int port)

成員方法：

• OutputStream getOutputStream()：返回輸出流
• InputStream getInputStream()：返回輸入流
• void close()：關閉套接字

實現步驟：

創建客戶端對象Socket，綁定服務器IP地址和端口號

使用socket對象的getOutputStream()獲取網絡字節輸出流對象

使用字節輸出流的write方法發送數據

使用socket對象的getInputStream()獲取網絡字節輸入流對象

使用字節輸入流的read方法讀取數據

釋放資源

public class TCPClient {public static void main(String[] args) throws IOException {Socket socket = new Socket("127.0.0.1",8888);OutputStream os = socket.getOutputStream();os.write("客戶端：你好服務器".getBytes());InputStream is = socket.getInputStream();byte[] bytes = new byte[1024];int len = is.read(bytes);System.out.println(new String(bytes,0,len));socket.close();} }

3.2 TCP服務端代碼實現

構造方法：Socket(int port)：創建綁定到特定端口的服務器套接字

成員方法：

• Socket accept()：偵聽并接收到此套接字連接
  實現步驟：

創建客戶端對象Socket，綁定服務器IP地址和端口號

使用socket對象的getOutputStream()獲取網絡字節輸出流對象

使用字節輸出流的write方法發送數據

使用socket對象的getInputStream()獲取網絡字節輸入流對象

使用字節輸入流的read方法讀取數據

釋放資源

public class TCPServer {public static void main(String[] args) throws IOException {ServerSocket server = new ServerSocket(8888);Socket socket = server.accept();InputStream is = socket.getInputStream();byte[] bytes= new byte[1024];int len = is.read(bytes);System.out.println(new String(bytes, 0, len));OutputStream os = socket.getOutputStream();os.write("服務端：收到謝謝".getBytes());socket.close();server.close();} }

3.3 練習1-文件上傳

原理：客戶端讀取本地的文件，把文件上傳到服務器，服務器把上傳的文件保存到服務器的硬盤上。

步驟

客戶端使用本地的字節輸入流，讀取要上傳的文件

客戶端使用網絡字節輸出流，把讀取到的文件上傳到服務器

服務器使用網絡字節輸入流，讀取客戶端上傳的文件

服務端使用本地的字節輸出流，把讀取到的文件保存到服務器的硬盤上

服務器使用網絡字節輸出流，給客戶端回寫一個上傳成功

客戶端使用網絡字節輸入流，讀取客戶端回寫的消息

本地硬盤讀寫用本地字節流，CS間通信用網絡字節流

客戶端實現

創建本地fis對象讀取本地文件

創建socket對象獲取網絡os對象

使用網絡os對象上傳文件到服務器

使用socket對象獲取網絡is對象

使用網絡is對象讀取服務器回寫的數據

釋放資源

//數據源："a.txt" //目的地服務器"D:\\upload\\" public class TCPClient {public static void main(String[] args) throws IOException {FileInputStream fis = new FileInputStream("a.txt");Socket socket = new Socket("127.0.0.1",8888);OutputStream os = socket.getOutputStream();int len = 0;byte[] bytes = new byte[1024];while((len = fis.read(bytes)) != -1){os.write(bytes,0,len);}//上傳完文件給服務器寫一個結束標記socket.shutdownOutput();InputStream is = socket.getInputStream();while ((len = is.read(bytes)) != -1){System.out.println(new String(bytes,0,len));}fis.close();//從本地讀取文件 輸出到服務器socket.close();} }

服務端實現

創建服務器ServerSocket對象，使用accpet方法獲取Socket對象

使用Socket對象的getInputStream獲取網絡字節輸入流對象

判斷上傳的文件夾是否存在，不存在則創建

創建一個本地的字節輸出流fos ，綁定輸出目的地

用網絡is對象讀取客戶端上傳的文件

使用本地字節fos把文件寫道服務器的硬盤上

獲取網絡os對象，使用os對象的write給客戶端發送上傳成功的消息

釋放資源

注意上傳阻塞問題
fis.read 讀取本地文件 結束標記是讀取到-1
while循環不會讀取-1 也不會寫給服務器
read讀不到-1 進入死循環
解決方法：上傳結束后，寫一個結束標記。使用socket.shutdown()

public class TCPServer {public static void main(String[] args) throws IOException {ServerSocket server = new ServerSocket(8888);Socket socket = server.accept();InputStream is = socket.getInputStream();File file = new File("E:\\upload");if(!file.exists()){file.mkdir();}FileOutputStream fos = new FileOutputStream(file+"\\a.txt");byte[] bytes= new byte[1024];int len = 0;while((len = is.read(bytes))!= -1){fos.write(bytes,0,len);}OutputStream os = socket.getOutputStream();os.write("服務端：文件上傳成功".getBytes());socket.close();server.close();} }

3.4 練習2-文件上傳優化版

自定義文件命名，防止文件同名覆蓋

讓服務器一直處于監聽狀態，客戶端可以多次上傳

使用多線程可以提高文件上傳效率，上傳一次開啟一個線程

package tcp;import java.io.*; import java.net.ServerSocket; import java.net.Socket; import java.util.Random;public class TCPServer {public static void main(String[] args) throws IOException {ServerSocket server = new ServerSocket(8888);//優化2：讓服務端一直處于監聽狀態 死循環accept//有一個客戶端上傳就保存一個文件while(true){Socket socket = server.accept();//優化3：使用多線程提高效率 run中實現文件文件上傳 有一個客戶端上傳就開啟一個線程new Thread(new Runnable() {@Overridepublic void run() {try{InputStream is = socket.getInputStream();File file = new File("E:\\upload");if(!file.exists()){file.mkdir();}//優化1：自定義文件名String filename = "zxc"+System.currentTimeMillis()+new Random().nextInt(9999)+".txt";FileOutputStream fos = new FileOutputStream(file+"\\"+filename);byte[] bytes= new byte[1024];int len = 0;while((len = is.read(bytes))!= -1){fos.write(bytes,0,len);}OutputStream os = socket.getOutputStream();os.write("服務端：文件上傳成功".getBytes());socket.close();}catch (IOException e){e.printStackTrace();}}}).start();}} }

3.5 BS服務器實現

使用FileInputStream創建對象的時候遇到了問題，相對路徑訪問不了，這個問題暫時還不知道怎么解決，所以強行把父路徑加上了，訪問絕對路徑就沒問題。

import java.io.*; import java.net.ServerSocket; import java.net.Socket;/*創建BS版本TCP服務器*/ public class TCPServerThread {public static void main(String[] args) throws IOException {//創建一個服務器ServerSocket,和系統要指定的端口號ServerSocket server = new ServerSocket(8080);/*瀏覽器解析服務器回寫的html頁面,頁面中如果有圖片,那么瀏覽器就會單獨的開啟一個線程,讀取服務器的圖片我們就的讓服務器一直處于監聽狀態,客戶端請求一次,服務器就回寫一次*/while(true){//使用accept方法獲取到請求的客戶端對象(瀏覽器)Socket socket = server.accept();new Thread(new Runnable() {@Overridepublic void run() {try {//使用Socket對象中的方法getInputStream,獲取到網絡字節輸入流InputStream對象InputStream is = socket.getInputStream();//把is網絡字節輸入流對象,轉換為字符緩沖輸入流BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(is));//把客戶端請求信息的第一行讀取出來 GET /11_Net/web/index.html HTTP/1.1String line = br.readLine();System.out.println(line);//把讀取的信息進行切割,只要中間部分 /11_Net/web/index.htmlString[] arr = line.split(" ");//把路徑前邊的/去掉,進行截取 11_Net/web/index.htmlString htmlpath = arr[1].substring(1);//使用FileInputStream創建對象的時候遇到了問題//相對路徑訪問不了 不知道怎么解決//所以強行把父路徑加上了//訪問絕對路徑就沒問題File file = new File("").getAbsoluteFile();htmlpath = file.getParent() + "\\" + htmlpath;//創建一個本地字節輸入流,構造方法中綁定要讀取的html路徑FileInputStream fis = new FileInputStream(htmlpath);//使用Socket中的方法getOutputStream獲取網絡字節輸出流OutputStream對象OutputStream os = socket.getOutputStream();// 寫入HTTP協議響應頭,固定寫法os.write("HTTP/1.1 200 OK\r\n".getBytes());os.write("Content-Type:text/html\r\n".getBytes());// 必須要寫入空行,否則瀏覽器不解析os.write("\r\n".getBytes());//一讀一寫復制文件,把服務讀取的html文件回寫到客戶端int len = 0;byte[] bytes = new byte[1024];while((len = fis.read(bytes))!=-1){os.write(bytes,0,len);}//釋放資源fis.close();socket.close();}catch (IOException e){e.printStackTrace();}}}).start();}//server.close();} }

總結

以上是生活随笔為你收集整理的【Java】网络编程的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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