Java网络编程

软件结构

C/S结构：即Client/Server结构，指客户端和服务器结构。常见的有QQ、迅雷等。

B/S结构：即Browser/Server结构，指浏览端和服务器结构。常见的有谷歌浏览器、火狐浏览器等。

两种架构各有优势，但无论哪种架构都离不开网络的支持，网络编程就是在一定的协议下，实现两台计算机通信的程序

java.net包中提供了对TCP和UDP的支持

UDP是无连接通信协议，在数据传输时，数据的发送端和接收端不建立逻辑连接；也就是说发送端在发送数据前不会确认接收端是否存在，接收端在收到数据后也不会向发送端反馈是否收到数据

TCP是传输控制协议，它是面向连接的通信协议，在传输之前，发送端和接收端建立逻辑连接，再发送数据，它提供两台计算机之间可靠无差错的数据传输

TCP常用于文字传输、文件下载、网页浏览等对数据完整性要求高的场景，如QQ聊天、下载电影等；

UDP常用于不用保证数据完整性、传输小数据(小于64kb)的场景，如视频聊天，即使丢失一小部分数据报，对整体的影响也不大

网络编程三要素：协议、IP地址、端口号

端口号是一个逻辑接口，我们无法直接看到，可以使用一些软件查看端口号

当我们打开一个软件，操作系统就会为网络软件分配一个随机端口号，网络软件也可以向操作系统申请特定的端口号

端口号由两个字节组成，取值范围在0~65535之间，但1024之前的端口号我们不能使用，它们已被操作系统分配给已知的网络软件

使用IP地址和端口号就能保证数据准确无误的发送到对方计算机的特定软件上

TCP通信程序

TCP通信能实现两台计算机之间的数据交互，通信的两端要求严格区分为客户端（Client）和服务端（Server）

两端通信步骤：

1.服务端程序先启动，等待客户端的连接

2.客户端主动连接服务端，建立逻辑连接，连接成功才能通信，服务端不能主动连接客户端；这个连接中包含一个I/O对象，客户端和服务器端就可以使用这个I/O对象进行通信（发送数据OutputStream，读取数据InputStream）；通信的数据不仅仅是字符，因此I/O对象是字节流对象

服务器端必须明确两件事情：

1.多个客户端同时和服务器进行交互，服务器必须明确和哪个客户端交互，在服务端有个server.accept()方法，可以获取到请求的客户端对象Socket

2.多个客户端同时和服务端通信，需要用到多个IO对象，服务端是没有IO对象的，但服务器可以获取到请求的客户端对象Socket，使用每个Socket中提供的IO对象与客户端进行交互；服务端使用客户端的字节输入流读取客户端发送的数据，客户端使用客户端的字节输出流回写数据给客户端

在Java中提供了两个类实现TCP通信：Socket（客户端）和ServerSocket（服务器端）

 1 /* 服务器端 TCPServer */
 2 
 3 import java.io.IOException;
 4 import java.io.InputStream;
 5 import java.io.OutputStream;
 6 import java.net.ServerSocket;
 7 import java.net.Socket;
 8 
 9 /*
10     TCP服务器端，接收客户端的连接请求，接收客户端发送的数据，给客户端回写数据
11     表示服务器端的类 java.net.ServerSocket：
12         此类实现服务器套接字
13     构造方法：
14         ServerSocket(int port)
15         创建绑定到特定端口的服务器套接字
16     成员方法：
17         Socket accept()
18 */
19 public class TCPServer{
20     public static void main(String[] args) throws IOException {
21         // 创建一个服务器端对象，并向操作系统要指定的端口号
22         ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8888);
23         // 使用ServerSocket对象的accept方法，获取请求的客户端Socket对象
24         Socket socket = serverSocket.accept();
25         // 使用Socket对象中的getInputStream()方法获取网络字节输入流对象InputStream
26         InputStream inputStream = socket.getInputStream();
27         // 使用InputStream对象中的read()方法，读取客户端发送的数据
28         byte[] bytes = new byte[1024];
29         int len = inputStream.read(bytes);
30         System.out.println(new String(bytes, 0, len));
31         // 使用Socket对象中的getOutputStream()方法获取网络字节输出流对象OutputStream
32         OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();
33         // 使用网络字节输出流OutputStream中的write方法给客户端回写数据
34         outputStream.write("你好客户端".getBytes());
35         // 释放资源
36         socket.close();
37         serverSocket.close();
38     }
39 }

 1 /* 客户端 TCPClient */
 2 
 3 import java.io.IOException;
 4 import java.io.InputStream;
 5 import java.io.OutputStream;
 6 import java.net.Socket;
 7 
 8 /*
 9     TCP通信的客户端，向服务器端发送连接请求，给服务器发送数据，读取服务器的回写数据
10     表示客户端的类 java.net.Socket：
11         此类实现客户端套接字，套接字是两台计算机间通信的端点，是包含了IP地址和端口号的网络单位
12 
13     构造方法：
14         Socket(String host, int port)
15         host：服务器主机的名称/IP地址
16         port：端口号
17 
18     成员方法：
19         OutputStream getOutputStream()：返回套接字的输出流
20         InputStream getInputStream()：返回套接字的输入流
21         void close()：关闭此套接字
22 */
23 
24 public class TCPClient {
25     public static void main(String[] args) throws IOException {
26         // 创建一个客户端对象Socket，绑定服务器IP地址和端口号，"127.0.0.1"表示本机
27         Socket socket = new Socket("127.0.0.1", 8888);
28         // 使用socket对象中的getOutputStream()方法获取网络字节输出流对象OutputStream
29         OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();
30         // 使用OutputStream对象中的write()方法，给服务器发送数据
31         outputStream.write("你好服务器".getBytes());
32         // 使用socket对象中的getInputStream()方法获取网络字节输入流对象InputStream
33         InputStream inputStream = socket.getInputStream();
34         // 使用InputStream对象中的read()方法，读取服务器回写的数据
35         byte[] bytes = new byte[1024];
36         int len = inputStream.read(bytes);
37         System.out.println(new String(bytes, 0, len));
38         // 释放资源
39         socket.close();
40     }
41 }

首先运行服务器端，运行之后没有服务器端反应，此时服务器正在被等待连接；再运行客户端，运行结果如下