• 网络编程三要素
  • IP
  • 端口
  • 协议：连接和通信的规则

1 InetAddress

InetAddress 是 Java 中的一个类，它用于封装 IP 地址。这个类是 java.net 包的一部分，提供了对 IP 地址的操作，包括 IPv4 和 IPv6 地址。没有对外提供构造方法，需要使用静态方法获取对象。

以下是 InetAddress 类的一些常见用途：

1. 获取本地主机的 IP 地址：可以使用 InetAddress.getLocalHost() 方法获取本地主机的 IP 地址。
2. 通过主机名获取 IP 地址：可以使用 InetAddress.getByName(String host) 方法通过主机名获取其 IP 地址。
3. 通过 IP 地址获取主机名：可以使用 InetAddress.getByName(String ip) 方法通过 IP 地址获取主机名。
4. 获取 IP 地址的字节表示：可以使用 InetAddress.getAddress() 方法获取 IP 地址的字节表示。

2 协议

UDP:

• 用户数据报协议
• 面向无连接通信协议
• 速度快，有大小限制（一次最大64K），数据不安全，容易丢包

TCP:

• 传输控制协议
• 面向连接通信协议
• 速度慢，没有大小限制，数据安全。

2.1 UDP：

2.1.1 UDP发送数据：

步骤：

1. 创建DatagramSocket对象
2. 打包发送内容、确定目标IP与端口
3. 发送
4. 关闭DatagramSocket

示例：

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        Scanner sc=new Scanner(System.in);
        byte[] buf=new byte[1024];

        //创建DatagramSocket对象、指定发送端口
        DatagramSocket ds=new DatagramSocket();//发送端的端口不重要
        //指定发送到的IP和端口
        InetAddress address=InetAddress.getByName("127.0.0.1");
        int port = 10086;


        while (true){
            String str=sc.nextLine();
            if (str.equals("quit"))
                break;
            //打包
            buf=str.getBytes("UTF-8");
            DatagramPacket dp=new DatagramPacket(buf,buf.length,address,port);

            //发送
            ds.send(dp);
        }

        ds.close();
    }

2.1.2 UDP接收数据:

步骤：

1. 创建 DatagramSocket 实例：
   • 创建一个 DatagramSocket 对象，这个对象将用于监听指定端口上的数据报。
2. 创建字节数组：
   • 准备一个字节数组，用于存储接收到的数据。数组的大小应该足够大，以确保能够接收预期的数据量。
3. 创建 DatagramPacket 实例：
   • 创建一个 DatagramPacket 对象，这个对象将用于存储接收到的数据。你需要提供之前创建的字节数组和数组的大小作为参数。
4. 接收数据：
   • 使用 DatagramSocket 的 receive 方法来接收数据。这个方法是阻塞的，意味着它会等待直到接收到一个数据报或者发生异常。
5. 处理接收到的数据：
   • 一旦 receive 方法返回，DatagramPacket 对象将包含接收到的数据。你可以使用 DatagramPacket 提供的方法来访问这些数据，例如 getData() 和 getLength() 来获取数据和数据的长度。

示例：

public static void main(String[] args) throws IOException {
        //创建一个DatagramSocket，并指定它绑定到端口10086。这意味着该程序将监听端口10086上的数据报。
        DatagramSocket ds=new DatagramSocket(10086);

        byte[] buf=new byte[1024];
        DatagramPacket dp=new DatagramPacket(buf,buf.length);


        while (true) {
            //接收
            ds.receive(dp);//receive是阻塞的

            //解包
            byte[] data=dp.getData();//注意此处是新byte数组
            int len= dp.getLength();//实际信息数据
            String message = new String(data,0,len,"UTF-8");

            System.out.println("来自"+dp.getAddress().getHostName()+"的"+dp.getAddress().getHostAddress()+"发送了： "+message);
        }
        
    }

2.1.3 UDP的三种通信方式:

• 单播：同上例
• 组播：一组接收端加入到一个IP地址
  • 224.0.0.0~239.255.255.255
• 广播：发送给同一个局域网的主机
  • 地址：255.255.255.255

2.2 TCP:

• 一种可靠的网络协议，在通信的两端各建立一个Socket对象。
• 通信之前要保证连接建立
• 通过Socket产生IO流来进行网络通信

2.2.1 客户端：

步骤：

1. 创建客户端的Socket对象与指定服务端连接：
   • Socket(String IP,int port)
2. 获取输出流，写数据
   • OutputStream getOutputStream()
3. 释放资源
   • void close()

2.2.1 服务端：

步骤：

1. 创建服务器端的Socket对象（SeverSocket）
   • ServerSocket（int port）
2. 监听客户端连接，返回一个Socket对象
   • Socket accept（）
3. 获取输入流，读数据，操作数据
   • InputStream getInputStream（）
4. 释放资源
   • void close（）

示例:

ClientTest.java

public class ClientTest {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //创建 Socket 对象，在创建对象的同时连接服务费。连接失败会报错
        Socket socket =new Socket("127.0.0.1",10086);

        OutputStream os=socket.getOutputStream();
        os.write("你好你好,".getBytes(StandardCharsets.UTF_8));


        os.close();
        socket.close();

    }
}

Server.java

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //创建服务端ServerSocket对象，指定监听端口
        ServerSocket serverSocket=new ServerSocket(10086);

        //创建socket对象接收ss返回的socket
        Socket socket=serverSocket.accept();

        //获取输入流，读数据，操作数据
        InputStream is=socket.getInputStream();
        InputStreamReader isr=new InputStreamReader(is);//字节流只会一个字节一个字节读取，会使中文乱码，需要转换流转为字符流

        int b;
        while ((b=isr.read())!=-1){
            System.out.print((char) b);
        }

        is.close();
        socket.close();
        serverSocket.close();

    }

3 TCP聊天室练习

Server.java:

package exercise1;

import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.InputStreamReader;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;

public class Server {
    public static void main(String[] args) throws IOException {

        System.out.println("服务器上线！");
        ServerSocket serverSocket=new ServerSocket(10086);

        Socket socket=serverSocket.accept();

        InputStream inputStream=socket.getInputStream();
        InputStreamReader isr=new InputStreamReader(inputStream);

        int b;
        while ((b= isr.read())!=-1){
            System.out.print("来自"+socket.getInetAddress().getHostName()+": ");
            System.out.print((char)b);
        }

        isr.close();
        socket.close();
        isr.close();
    }
}

Client.java:

package exercise1;

import java.io.IOException;
import java.io.OutputStream;
import java.net.InetAddress;
import java.net.InetSocketAddress;
import java.net.Socket;
import java.net.spi.InetAddressResolver;
import java.nio.charset.StandardCharsets;
import java.util.Scanner;

public class Client {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        Socket socket=new Socket("172.25.201.95",10086);

        OutputStream os=socket.getOutputStream();
        Scanner scanner=new Scanner(System.in);

        System.out.println("上线！输入 quit 退出!");
        while (true){
            System.out.println("请输入你要发送的信息：");
            String message = scanner.nextLine()+"\n";

            if(message.equals("quit\n")){
                System.out.println("下线！");

                message=InetAddress.getLocalHost().getHostName()+"下线！\n";
                os.write(message.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
                break;
            }
            message="来自"+InetAddress.getLocalHost().getHostName()+"的信息:"+message;
            os.write(message.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
        }

        os.close();
        socket.close();
    }
}