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一、概念
在 Java 中，网络编程指的是计算机之间通过网络来进行通信交互。
二、网络编程三要素
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IP 地址：用于标识网络中的设备。它就像现实生活中的家庭住址，用于确定数据要发送到的目的地。IPv4 地址由四个 0 - 255 之间的数字组成，以点分十进制表示，例如 192.168.0.1 。IPv6 地址则是更长更复杂的表示形式。在一个网络环境中，不同的计算机通过各自的 IP 地址来区分。
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端口号：用于标识一个设备上的不同应用程序或进程。它就像一个房子中的不同房间门牌号，数据通过端口号被送到对应的应用程序。端口号的范围是 0 - 65535 ，其中 0 - 1023 通常被系统占用，我们使用 1024 以上的端口就可以了，注意一个端口号只能被一个应用使用。
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协议：规定了数据传输的格式和规则。常见的协议有 TCP（Transmission Control Protocol，传输控制协议）和 UDP（User Datagram Protocol，用户数据报协议）。
- TCP 是一种可靠的、面向连接的协议，保证数据的顺序和完整性。
- UDP 是一种不可靠的、无连接的协议，速度较快，但不保证数据一定能到达或顺序正确。
这三个要素在网络编程中是至关重要的，只有明确了这些信息，才能准确地在网络中进行数据的传输和通信。
三、UDP 通信
UDP：用户数据报协议，是面向无连接的通信协议，速度快，有大小限制一次对多发送64K，数据不安全，容易丢失数据。
下面是一个 UDP通信 的简单程序，具体看注释：
3.1 发送端
import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetAddress;
// 发送消息端
public class SendMessage {
public static void main(String[] args) throws IOException {
// 1. 创建 UDP对象
DatagramSocket ds = new DatagramSocket();
// 2. 补充参数
byte[] bytes = "Hello World".getBytes(); // 传送的数据
InetAddress address = InetAddress.getByName("127.0.0.1"); // 127.0.0.1 是本机的 IP
int port = 3396; // 端口号
// 填充参数：传送的数据，传送的长度，IP，端口
DatagramPacket dp = new DatagramPacket(bytes, bytes.length, address, port);
// 3. 发送数据
ds.send(dp);
// 4. 释放资源
ds.close();
}
}
3.2 接收端
import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetAddress;
// 接收消息端
public class ReceiveMessage {
public static void main(String[] args) throws IOException {
// 1. 创建 UDP 对象
DatagramSocket ds = new DatagramSocket(3396);
// 2. 接收数据包
byte[] bytes = new byte[1024];
DatagramPacket dp = new DatagramPacket(bytes, bytes.length);
ds.receive(dp);
// 3. 解析数据包
byte[] data = dp.getData();
int length = dp.getLength();
InetAddress address = dp.getAddress();
int port = dp.getPort();
System.out.println("接收数据：" + new String(data, 0, length)
+ "，来自 IP：" + address
+ "，端口号：" + port + " 发送过来的");
// 4. 释放资源
ds.close();
}
}
3.3 运行结果
- 先启动
接收端的程序； - 在启动
发送端的程序。 - 最后你会发现在
接收端的控制台会打印下面的信息。
接收数据：Hello World，来自 IP：/127.0.0.1，端口号：65038 发送过来的
注意点：
接收端的receive()是阻塞的，意思是当执行到receive()时，它会等待发送端发送数据，如果没有数据发送过来，就会一直等待下去。- 注意
发送端的端口 要和接收端的端口保持一致。 - 有的同学会好奇为什么端口号是
65038，这是因为在发送端的 UDP 对象的参数列表中没有指定端口，所以默认就会随机选一个可用的端口，当然你也可以指定。
四、TCP 通信
TCP：传输控制协议，是一种可靠的网络协议，它在通信的两端建立一个 Socket 对象，然后通过 Socket 对象产生 IO流 来进行网络通信，前提是两端的的通信是连接的状态。
下面是一个 TCP通信 的简单程序，具体看注释：
4.1 发送端
import java.io.IOException;
import java.io.OutputStream;
import java.net.Socket;
// 发送消息端
public class SendMessage {
public static void main(String[] args) throws IOException {
// 1. 创建对象
Socket socket = new Socket("127.0.0.1", 3396);
// 2. 通过IO流发送数据
OutputStream os = socket.getOutputStream();
os.write("你好世界".getBytes());
// 3. 释放资源
os.flush();
os.close();
socket.close();
}
}
4.2 接收端
import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.InputStreamReader;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
// 接收消息端
public class ReceiveMessage {
public static void main(String[] args) throws IOException {
// 1. 创建对象
ServerSocket ss = new ServerSocket(3396);
// 2. 监听发送端
Socket socket = ss.accept();
// 3. 从Socket中获取IO流来读取数据
// 默认读取的中文数据是乱码的，所以要使用转换流，将字节流转成字符流
InputStream is = socket.getInputStream();
InputStreamReader ir = new InputStreamReader(is);
BufferedReader br = new BufferedReader(ir);
String len;
while ((len = br.readLine()) != null) {
System.out.println("数据：" + len);
}
// 释放资源
br.close();
ss.close();
}
}
4.3 运行结果
- 先启动
接收端的程序； - 在启动
发送端的程序。 - 最后你会发现在
接收端的控制台会打印下面的信息。
数据：你好世界
注意点：
- 当
发收端的 Socket 对象创建时，它会去根据端口号找接收端连接，如果没有对应的端口号则报错。
五、三次握手、四次挥手
你有没有想过为什么 TCP 为什么是面向连接且数据安全的？下面将会解释什么是 TCP 的三次握手、四次挥手。
5.1 三次挥手（建立连接）
5.5 四次挥手（数据完整）
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