JAVA-了解网络编程

一、什么是网络编程

概述：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

• 应用场景：即时通信，网游对战，金融证券，国际贸易，邮件等等

  不管什么场景，本质上都是计算机跟计算机之间通过网络进行数据传输

常见的软件结构

• C/S结构：客户端和服务器结构

在用户本地需要下载安装客户端程序，在远程有一个服务器端程序

C / S的优缺点：

​ 1、画面可以做的非常精美，用户体验好

​ 2、需要开发客户端，也需要开发服务端

​ 3、用户需要下载更新的时候太麻烦

• B/S结构：浏览器和服务端结构

只需要一个浏览器，用户通过不同的地址，客户访问不同的服务器

 B / S的优缺点：

​ 1、不需要开发客户端

​ 2、用户不需要下载，打开浏览器就能使用

​ 3、如果应用过大，用户体验受到影响

通信三要素

• IP地址：计算机的唯一标识，用于两台计算机之间的连接
• 协议：数据在网络中传输的规则，常见的协议有TCP，UDP，http,ftp等

1. TCP：面向连接协议，需要先确认连接，才能进行数据交互，数据安全，但效率低
2. UDP：面向无连接协议，效率高但传输的数据不安全

• 端口号：每一个应用程序的唯一标识

二、了解UDP协议和TCP协议

UDP协议

• udp是无连接不可靠协议
• 将数据源ip、目的地ip和端口号封装成数据包，不需要建立连接
• 每个包再64kb内
• 发送不管对方是否准备好，接收方收到也不确认，故是不可靠的
• 可以广播发送，发送数据结束时无需释放资源，开销小，速度快

• DatagramSocket->数据包对象，好比快递找的快递公司
• DatagramPacket->发送端和接收端对象，好比快递公司打包

详细过程

1.发送端（客户端）

• 创建DatagramSocket对象

a.空参：端口号从可用端口号随机一个使用

b.有参：自己指定

• 创建DatagramPacket对象，将数据进行打包

a.要发送的数据->byte[]

b.指定接收端的IP

c.指定接收端的端口号

• 发送数据
• 释放资源

public  static void main(String[] args) throws IOException {DatagramSocket socket = new DatagramSocket();byte[] buf = "hello".getBytes();InetAddress address = InetAddress.getByName("127.0.0.1");int port=6666;DatagramPacket packet = new DatagramPacket(buf, buf.length, address, port);socket.send(packet);socket.close();}

直接执行发现发送端在没有接收端的情况下不会报错，因为UDP协议是面向无连接协议，不管是否有接收端，都会发送

2.接收端（服务端）

• 创建DatagramSocket对象（指定服务器的端口号）
• 接收数据包
• 解析数据包
• 释放资源

public class Recieve {public static void main(String[] args) throws IOException {DatagramSocket socket=new DatagramSocket(6666);byte[] buf=new byte[1024];//用于保存接收过来的数据DatagramPacket packet=new DatagramPacket(buf, buf.length);socket.receive(packet);byte[] data=packet.getData();//接收的数据int len=packet.getLength();//从数据包中获取多少个数据InetAddress address=packet.getAddress();//获取发送端的主机int port=packet.getPort();//发送端的端口号System.out.println(new String(data,0,len));System.out.println(address+":"+port);socket.close();}
}

TCP协议

• 使用tcp协议必须建立连接，他是一种面向对象的可靠协议
• 采用三次握手，四次挥手，所以可靠
• 在连接中可进行大数据量传输
• 连接、发送数据都需要确认，且传输完毕后，还需要释放自己建立的连接，通信效率低

三次握手和四次挥手 

1. 三次握手（建立连接）

1. 第一次握手：客户端向服务器发送连接请求，等待服务器确认。

2. 第二次握手：服务器向客户端发送响应，表示已收到连接请求。

3. 第三次握手：客户端再次向服务器发送确认信息，完成连接建立。

作用：确保双方通信正常，防止无效连接请求。

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2. 四次挥手（断开连接）

1. 第一次挥手：客户端向服务器发送结束连接请求，进入半关闭状态（不再发送数据，但仍可接收数据）。

2. 第二次挥手：服务器收到请求后，发送最后的数据，并通知上层应用停止接收数据。

3. 第三次挥手：服务器发送释放连接报文，通知客户端可以正式断开。

第四次挥手：客户端收到后，回复最终确认报文，并等待2MSL（最长报文段生存时间）。

• 等待原因：确保服务器收到确认，若超时未收到，服务器会重发释放请求。
• 作用：确保数据完全传输，安全释放连接。

 客户端编写

Socket客户端对象

1.创建Socket客户端对象，指明服务端的IP和端口号

2.调用Socket对象中的getOutputStream获取输出流发送请求

3.调用Socket中的getInputStream获取输入流读取响应结果

4.关流

 public  static void main(String[] args) throws IOException {Socket socket = new Socket("127.0.0.1", 6666);OutputStream os= socket.getOutputStream();os.write("hello".getBytes());InputStream is = socket.getInputStream();byte[] buffer = new byte[1024];int len= is.read(buffer);System.out.println(new String(buffer,0,len));is.close();os.close();socket.close();}

服务端编写

ServerSocket服务端对象

1.创建ServerSocket对象，设置端口号

2.调用ServerSocket中的accept方法，等待客户端连接（该方法返回的是连接服务端的socket对象）

3.调用socket中的getInputStream，读取请求

4.调用socket中的getOutputStream，用于给客户端写响应

5.关流

public class Recieve {public static void main(String[] args) throws IOException {ServerSocket ss=new ServerSocket(6666);Socket s=ss.accept();InputStream is=s.getInputStream();byte[] b=new byte[1024];int len=is.read(b);System.out.println(new String(b,0,len));OutputStream os=s.getOutputStream();os.write("word".getBytes());os.close();is.close();s.close();ss.close();}
}