Java之网络编程笔记

网络通讯要素：

1.IP地址  

  IP地址：用于标记一台计算机的身份证。 IP地址由网络地址（确定网络）和主机地址（网络中的主机）组成。

            IP地址分为A类地址、B类地址、C类地址（常用）、D类地址、E类地址。

  子网掩码：为了区分网络地址和主机地址。  127.0.0.1（localhost）是本机地址。

  IPV4和IPV6：IPV4使用4个十进制数表示，即32位二进制。

   测试网卡：ping 127.0.0.1 若出现问题，就说明网卡出问题 2.端口号     web服务器:80     mysql默认:3306 3.传输协议 UDP（要明确对方地址和端口）（只管发，不管收）     *面向无连接     *数据会被封包，包体积有限，限制在64K以内     *因面向无连接，故为不可靠协议     *速度快 示例：聊天，视频会议，桌面共享 TCP     *面向连接     *通过三次握手完成连接，是可靠协议     *在连接中进行大数据量传输     *必须建立连接，效率会稍低

示例：打电话，下载

4.SMTP:简单邮件传输协议 ,端口号是25.

   FTP:文件传输协议        ,端口号是21.

   Http:超文本传输协议     ,端口号是80.

telnet用于连接远程计算机或者因特网计算机提供的服务。每个服务都会设定一个端口。

和特定的服务进行通信: 在cmd中使用命令 telnet ip   port  。

如果要连接因特网的服务，不仅要给出端口，还要给出计算机的名称，只有给出IP地址和端口号时，才能够请求服务，并接收到应答。

URL和URI

URI:统一资源标识符，用于标识一个web资源，包含了两个部分。

(1)URL:统一资源定位符。能够精确的定位数据的URI

(2)URN:统一资源名称。除了URL的URI

在java中URI和URL是分开的两个类，URI类专门用于解析，URL用于通信。

URL

1.URI分类

绝对和相对：

(1)绝对URI是指有确定的协议。比如http,ftp。后面以/进行分隔

(2)相对URI是没有scheme的。

透明和不透明：

(1)不透明URI是不能够被解析的URI。不透明URI是绝对URI。scheme后面的部分不是以/进行分割。

分层和不分层：

(1)分层是绝对透明URI或相对URI。

所有的网页端口都是80.

2.URI的作用：

(1)解析

URI的格式：

[scheme:]scheme-specific-part[#fragment]

scheme表示用的协议，可以是http\https\ftp\file等。

scheme-specific-part是其余部分。

进一步细分：

[scheme:][//authority][path][?query][#fragment]

常用方法：

• getScheme()获得scheme;
• getSchemeSpecificPart()
• getPath()
• getAuthority()

(2)相对标识符和绝对标识符的转换

resolve和relative函数。

示例代码：

任务1：取得特定网址的html代码。

任务2：分析地址信息。

任务3：绝对地址和相对地址转换

[java] view plain copy

1. package org.core;  
3. import java.net.*;  
4. import java.util.*;  
6. public class URLTest1 {  
8. public static void main(String[] args) throws Exception {  
9.         URL url = new URL("http://www.ecnu.edu.cn");  
10.         Scanner in = new Scanner(url.openStream());  
11. while (in.hasNextLine()) {  
12.             String str = in.nextLine();  
13.             System.out.println(str);  
14.         }  
16.         URI uri = new URI("http://blog.csdn.net/xiazdong");  
17.         System.out.println(uri.getScheme());  
18.         System.out.println(uri.getSchemeSpecificPart());  
19.         System.out.println(uri.getAuthority());  
20.         System.out.println(uri.getUserInfo());  
21.         System.out.println(uri.getHost());  
22.         System.out.println(uri.getPort());  
23.         System.out.println(uri.getPath());  
24.         System.out.println(uri.getQuery());  
25.         System.out.println(uri.getFragment());  
27.         String str = "/article/details/6705033";  
28.         URI combined = uri.resolve(str);// 根据uri的路径把str变成绝对地址  
29.         System.out.println(combined.getScheme()  
30.                 + combined.getSchemeSpecificPart());  
32.         URI relative = uri.relativize(new URI(str));  
33.         System.out.println(relative.getSchemeSpecificPart());  
35.     }  
37. }  

URL和URLConnection

URL的作用

1.如果想要获取某个网页的html源代码，比如http://blog.csdn.net/xiazdong 则只需要:

(1)URL url = new URL("http://blog.csdn.net/xiazdong");

(2)Scanner in = new Scanner(url.openStream());

即可.

2.获取消息头信息

• URLConnection connection = url.openConnection();
• connection.getHeaderFields()返回一个Map<String,List<String>>
• connection.getContentLength();
• connection.getContentType();
• connection.setDoOutput(true)获得输出流
• connection.getOutputStream();
• connection.getInputStream();

代码示例：

[java] view plain copy

1. package org.core;  
3. import java.net.*;  
4. import sun.misc.*;  
5. import java.util.*;  
6. import java.io.*;  
8. public class URLConnectionTest {  
10. public static void main(String[] args) throws Exception {  
11.         String urlName = "http://java.sun.com";  
12.         URL url = new URL(urlName);  
13.         URLConnection connection = url.openConnection();  
14.         Map<String, List<String>> map = connection.getHeaderFields();  
15. for (Map.Entry<String, List<String>> entry : map.entrySet()) {  
16.             String key = entry.getKey();  
17.             List<String> value = entry.getValue();  
18.             System.out.println(key + ":" + value);  
19.         }     
21.     }  
23. }  

在网页中如果要提交数据给web服务器，通常要把数据发送给web服务器，然后web服务器委派一个脚本对数据进行处理，返回一个相应。

通常发送数据的方法有两种：get和post。

（1）get方法是直接把数据跟在url的后面，以name=value进行传输，

每个数据之间用&进行分割，value中的空格用+替换，非字母数字用%替换，并后跟两个16进制数，这种编码方式称为URL编码。URLEncoder和URLDecoder

（2）post方法是通过URLConnection发送给服务器，编码方式和get一样。URLEncoder.encode(VALUE,"UTF-8");

一般在传输中文时会运用编码和解码。

示例：通过URLEncoder和URLDecoder编码和解码

略

InetAddress  根据域名得到IP地址或名称

没有构造方法，通过：

(1)InetAddress i1 = InetAddress.getByName(String)返回一个InetAddress实例。

(2)如果一个地址有多个ip地址，比如google，有3个ip地址，就调用InetAddress[] i2 = InetAddress.getAllByName(String);

InetAddress.getLocalhost()获得本机的InetAddress实例。

代码实例：

[java] view plain copy

1. package org.core;  
3. import java.net.InetAddress;  
5. public class InetAddressTest {  
7. public static void main(String[] args) throws Exception{  
8.         InetAddress local = InetAddress.getLocalHost();  
9.         System.out.println("本机地址："+local.getHostAddress());  
10.         System.out.println("本机名称："+local.getHostName());  
11.         InetAddress[] remote = InetAddress.getAllByName("www.google.com");  
12. for(InetAddress a : remote)  
13.         {  
14.             System.out.println("地址："+a.getHostAddress());  
15.             System.out.println("名称："+a.getHostName());  
16.         }     
17.     }  
18. }  

Socket（TCP）

Socket是一个用于机器之间通信的类。

Socket客户端：

(1)Socket s = new Socket(ip,port);打开一个套接字，发送请求    

(2)InputStream istream = s.getInputStream();接收数据

(3)OutputStream ostream  = s.getOutputStream();发送数据

需要用PrintWriter和Scanner进行包装，并且注意PrintWriter的自动缓冲。

Socket服务器：注意多个客户端同时访问服务器的问题：多线程

(1)ServerSocket server = new ServerSocket(port);创建一个端口

(2)Socket s = server.accept();        只有当有客户端请求并连接，函数才会返回

(3)InputStream istream = s.getInputStream();接收数据

(4)OutputStream ostream  = s.getOutputStream();发送数据

需要用PrintWriter和Scanner进行包装，并且注意PrintWriter的自动缓冲。

我们在使用PrintWriter时需要使用println()函数;

当服务器或客户端任意一方请求结束通信，则立刻停止。

问题1：在套接字中会发生阻塞的地方：

（1）实例化Socket时，会阻塞。

（2）在in.nextLine()类似操作时会阻塞。

解决方法：

（1）对于第一个问题，解决方法：

• Socket s = new Socket();建立无连接socket
• s.connect(new InetSocketAddress(host,port),timeout);设置超时。

（2）对于第二个问题，解决方法是设置s.setSoTimeout(long)设置超时时间

问题2：当客户端想要关闭套接字时，但却不能确定服务器是否还在发送数据，但是只要一关闭就立刻断开。

解决方法：

socket.shutdownOutput()关闭输出流

socket.shutdownInput()关闭输入流

半关闭示例代码：客户端发送hello给服务器，同时关闭输出流，服务器接收到后关闭输入流，等待5秒发送ECHO hello给客户端。

 Client：

[java] view plain copy

1. import java.net.*;  
2. import java.io.*;  
3. import java.util.*;  
4. public class shutdownOutputClient {  
6. public static void main(String[] args)throws Exception {  
7.         Socket s = new Socket("localhost",8819);  
8.         Scanner in = new Scanner(s.getInputStream());  
9.         PrintWriter out = new PrintWriter(s.getOutputStream(),true);  
10.         out.println("Hello");//输出hello  
11.         s.shutdownOutput(); //关闭输出流  
12.         System.out.println("关闭连接");  
13. while(in.hasNextLine()){  
14.             System.out.println(in.nextLine());  
15.         }  
16.         s.close();  
17.     }  
19. }  

Server：

[java] view plain copy

1. import java.net.*;  
2. import java.io.*;  
3. import java.util.*;  
4. public class shutdownOutputServer {  
6. public static void main(String[] args)throws Exception {  
7.         ServerSocket server = new ServerSocket(8819);  
8.         Socket s = server.accept();  
9.         Scanner in = new Scanner(s.getInputStream());  
10.         PrintWriter out = new PrintWriter(s.getOutputStream(),true);  
11.         String str = in.nextLine();  
12.         System.out.println(str);  
13.         s.shutdownInput();  
14.         System.out.println("关闭输入流");  
16.         Thread.sleep(5000);  
17.         out.println("Echo:"+str);  
18.         s.close();  
19.     }  
21. }  

综合代码举例：实现一个简单的对等通信程序，通过多线程，一个线程接收数据，一个线程发送数据。

用户1：

[java] view plain copy

1. import java.util.*;  
2. import java.io.*;  
3. import java.net.*;  
4. public class Client{  
5. public static void main(String[]args)throws Exception{  
6.         Socket s = new Socket("localhost",8819);  
7.         PrintWriter out = new PrintWriter(s.getOutputStream(),true);  
8.         Thread t = new Thread(new Receive(s));  
9.         t.start();  
10. //以下代码用于发送数据  
11.         Scanner in = new Scanner(System.in);//键盘输入  
12. while(in.hasNextLine()){    //一直不断  
13.             out.println(in.nextLine()); //发送键盘输入数据  
14.         }  
15.     }  
16. }  
17. class Receive implements Runnable   //这个类用于接收数据  
18. {  
19. private Socket s;  
20. public Receive(Socket s)  
21.     {  
22. this.s = s;  
23.     }  
24. public void run()  
25.     {  
26. try{  
27.             Scanner in = new Scanner(s.getInputStream());   //in：接收数据  
29.             String str = null;  
30. while(true)  
31.             {  
32.                 str = in.nextLine();      
33.                 System.out.println("服务器说："+str);    //打印接收数据  
34.             }  
36.         }  
37. catch(Exception e){}  
38.     }  
39. }  

用户2：

[java] view plain copy

1. import java.util.*;  
2. import java.io.*;  
3. import java.net.*;  
4. public class Server{  
5. public static void main(String[]args)throws Exception{  
6.         ServerSocket server = new ServerSocket(8819);  
7.         Socket s = server.accept();  
8.         PrintWriter out = new PrintWriter(s.getOutputStream(),true);  
9.         Thread t = new Thread(new Receive1(s));  
10.         t.start();  
11. //以下代码用于发送数据  
12.         Scanner in = new Scanner(System.in);//键盘输入  
13. while(in.hasNextLine()){    //一直不断  
14.             out.println(in.nextLine()); //发送键盘输入数据  
15.         }  
16.     }  
17. }  
18. class Receive1 implements Runnable  //这个类用于接收数据  
19. {  
20. private Socket s;  
21. public Receive1(Socket s)  
22.     {  
23. this.s = s;  
24.     }  
25. public void run()  
26.     {  
27. try{  
28.             Scanner in = new Scanner(s.getInputStream());   //in：接收数据  
30.             String str = null;  
31. while(true)  
32.             {  
33.                 str = in.nextLine();      
34.                 System.out.println("客户端说："+str);    //打印接收数据  
35.             }  
37.         }  
38. catch(Exception e){}  
39.     }  
40. }  

以上的程序属于C/S，需要同时维护客户端和服务器的代码。

B/S：浏览器和服务器，只需要维护一方代码即可。

聊天工具使用UDP非常多，因为我们通常也会遇到我们发给另一个人一条消息，另一个人却没有收到的情况。

DatagramPacket和DatagramSocket  数据报

代码举例：实现服务器发送数据报到客户端。

Client：

[java] view plain copy

1. package org.core;  
3. import java.net.*;  
4. import java.io.*;  
5. public class DatagramClient {  
7. public static void main(String[] args) throws Exception{  
8. byte[]buf = new byte[1024];  
9.         DatagramPacket packet = new DatagramPacket(buf,1024);  
10.         DatagramSocket client = new DatagramSocket(9000);  
11.         client.receive(packet);  
12.         String str = new String(buf,0,packet.getLength());  
13.         System.out.println(packet.getAddress().getHostName()+":"+str);  
14.         client.close();  
15.     }  
17. }  

Server：

[java] view plain copy

1. package org.core;  
3. import java.net.DatagramPacket;  
4. import java.net.DatagramSocket;  
5. import java.net.InetAddress;  
7. public class DatagramServer {  
9. public static void main(String[] args)throws Exception {  
10.         DatagramSocket server = new DatagramSocket(3000);  
11.         String str = "hello world";  
12.         DatagramPacket packet = new DatagramPacket(str.getBytes(),str.length(),InetAddress.getLocalHost(),9000);  
13.         server.send(packet);  
14.         server.close();  
15.     }  
16. }  

QQ聊天应用

Server端

[java] view plain copy

1. package org.xiazdong.server;  
4. import java.awt.BorderLayout;  
5. import java.awt.event.ActionEvent;  
6. import java.awt.event.ActionListener;  
7. import java.io.BufferedReader;  
8. import java.io.InputStreamReader;  
9. import java.io.PrintStream;  
10. import java.net.InetAddress;  
11. import java.net.ServerSocket;  
12. import java.net.Socket;  
14. import javax.swing.JButton;  
15. import javax.swing.JFrame;  
16. import javax.swing.JPanel;  
17. import javax.swing.JScrollPane;  
18. import javax.swing.JTextArea;  
19. import javax.swing.JTextField;  
21. public class Server3 extends JFrame{  
22. static JTextArea area;  
23.     JTextField field;  
24.     JButton button;  
25. static PrintStream writer;  
26. public Server3(){  
27. this.setTitle("服务器");  
28. this.setSize(400,500);  
29.         area = new JTextArea(25,30);  
30.         area.setEditable(false);  
31.         field = new JTextField(20);  
32.         button = new JButton("提交");  
33.         JPanel panel = new JPanel();  
34.         JScrollPane sp = new JScrollPane(area);  
35. this.add(sp,BorderLayout.CENTER);  
36.         panel.add(field);  
37.         panel.add(button);  
38. this.add(panel,BorderLayout.SOUTH);  
39. this.setVisible(true);  
40. this.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);  
42.         button.addActionListener(new ActionListener(){  
44. @Override  
45. public void actionPerformed(ActionEvent e) {  
46.                 String text = field.getText();  
47.                 writer.println(text);  
48.                 area.append("我："+text+"\n");  
49.                 field.setText("");  
50.             }  
52.         });  
53.     }  
54. public static void main(String[] args) throws Exception {  
55.         Server3 s = new Server3();  
56.         ServerSocket server = new ServerSocket(8899);  
57.         System.out.println("开始监听...");  
58.         Socket socket = server.accept();  
59.         InetAddress address = socket.getInetAddress();  
60.         String name = address.getLocalHost().getHostName();  
61.         System.out.println(name+"已连接");  
62.         BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));  
63.         writer = new PrintStream(socket.getOutputStream(), true);  
64. while (true) {  
65.             String line = null;  
66.             line = reader.readLine();  
67. if (line != null) {   
68.                     area.append("客户端："+line+"\n");  
69.             }  
71.         }  
72.     }  
74. }  

Client端

[java] view plain copy

1. package org.xiazdong.client;  
2. import java.awt.BorderLayout;  
3. import java.awt.event.ActionEvent;  
4. import java.awt.event.ActionListener;  
5. import java.io.BufferedReader;  
6. import java.io.InputStreamReader;  
7. import java.io.OutputStream;  
8. import java.io.PrintStream;  
9. import java.io.PrintWriter;  
10. import java.net.Socket;  
12. import javax.swing.JButton;  
13. import javax.swing.JFrame;  
14. import javax.swing.JPanel;  
15. import javax.swing.JScrollPane;  
16. import javax.swing.JTextArea;  
17. import javax.swing.JTextField;  
19. public class Client3 extends JFrame{  
21. static JTextArea area;  
22.     JTextField field;  
23.     JButton button;  
24. static PrintWriter writer;  
25. public Client3(){  
26. this.setTitle("客户端");  
27. this.setSize(400,500);  
28.         area = new JTextArea(25,30);  
29.         area.setEditable(false);  
30.         field = new JTextField(20);  
31.         button = new JButton("提交");  
32.         JScrollPane sp = new JScrollPane(area);  
33.         JPanel panel = new JPanel();  
34. this.add(sp,BorderLayout.CENTER);  
35.         panel.add(field);  
36.         panel.add(button);  
37. this.add(panel,BorderLayout.SOUTH);  
38. this.setVisible(true);  
39. this.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);  
41.         button.addActionListener(new ActionListener(){  
43. @Override  
44. public void actionPerformed(ActionEvent e) {  
45.                 String text = field.getText();  
46.                 writer.println(text);  
47.                 area.append("我："+text+"\n");  
48.                 field.setText("");  
49.             }  
51.         });  
52.     }  
53. public static void main(String[] args) throws Exception{  
54.         Client3 c = new Client3();  
55.         Socket socket = new Socket("127.0.0.1",8899);  
56.         OutputStream out = socket.getOutputStream();  
57.         BufferedReader reader1 = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));  
58.         writer = new PrintWriter(out,true);  
59.         System.out.println("已经成功和服务器连接...");  
60. while(true){  
61.             String line = reader1.readLine();  
62.             area.append("服务器："+line+"\n");  
63.         }  
64.     }  
66. }  

PrintWriter的autoflush

如果PrintWriter writer = new PrintWriter(out,true);

则调用println()、printf()、format()函数时会自动刷新，其他函数都不会，比如write()、print()函数时不会自动刷新

 网络编程常见异常

第 1个异常是java.net.BindException:Address already in use: JVM_Bind。该异常发生在服务器端进行new ServerSocket(port)（port是一个0，65536的整型值）操作时。异常的原因是以为与port一样的一个端口已经被启动，并进行监 听。此时用netstat –an命令，可以看到一个Listending状态的端口。只需要找一个没有被占用的端口就能解决这个问题。  第 2个异常是java.net.ConnectException: Connection refused: connect。该异常发生在客户端进行new Socket(ip, port)操作时，该异常发生的原因是或者具有ip地址的机器不能找到（也就是说从当前机器不存在到指定ip路由），或者是该ip存在，但找不到指定的端 口进行监听。出现该问题，首先检查客户端的ip和port是否写错了，如果正确则从客户端ping一下服务器看是否能ping通，如果能ping通（服务 服务器端把ping禁掉则需要另外的办法），则看在服务器端的监听指定端口的程序是否启动，这个肯定能解决这个问题。  第3个异常是java.net.SocketException: Socket is closed，该异常在客户端和服务器均可能发生。异常的原因是己方主动关闭了连接后（调用了Socket的close方法）再对网络连接进行读写操作。  第 4个异常是java.net.SocketException: （Connection reset或者Connect reset by peer:Socket write error）。该异常在客户端和服务器端均有可能发生，引起该异常的原因有两个，第一个就是如果一端的Socket被关闭（或主动关闭或者因为异常退出而 引起的关闭），另一端仍发送数据，发送的第一个数据包引发该异常(Connect reset by peer)。另一个是一端退出，但退出时并未关闭该连接，另一端如果在从连接中读数据则抛出该异常（Connection reset）。简单的说就是在连接断开后的读和写操作引起的。  第 5个异常是java.net.SocketException: Broken pipe。该异常在客户端和服务器均有可能发生。在第4个异常的第一种情况中（也就是抛出SocketExcepton:Connect reset by peer:Socket write error后），如果再继续写数据则抛出该异常。前两个异常的解决方法是首先确保程序退出前关闭所有的网络连接，其次是要检测对方的关闭连接操作，发现对 方关闭连接后自己也要关闭该连接。