Java 网络编程（Socket 编程 & URL处理）

网络编程是指编写运行在多个设备（计算机）的程序，这些设备都通过网络连接起来
java.net包提供两种常见的网络协议的支持
- TCP：传输控制协议，保障两个应用程序之间的可靠通信，通常用于互联网协议，被称TCP/IP
- UDP：用户数据报协议，一个无连接的协议，提供应用程序之间要发送的数据的数据包

Socket 编程

java.net.Socket类代表一个套接字，并且java.net.ServerSocket类为服务器程序提供了一种监听客户端，并与他们建立连接到机制
TCP是一个双向通信协议，所以数据可以通过两个数据流在同一时间发送
服务器实例化一个ServerSocket对象，表示通过服务器上的端口通信
服务器调用ServerSocket类的accept()方法，该方法一直等待，直到客户端连接到服务器上给定的端口
Socket类的构造函数试图将客户端连接到指定的服务器和端口号，如果通信被建立，则在客户端创建一个Socket对象能够与服务器进行通信
在服务器端，accept()方法返回服务器上一个新的socket引用，该socket连接到客户端的socket
连接建立后，通过使用I/O流进行通信，每一个socket都有一个输出流和一个输入流，客户端的输出流连接到服务端的输入流，而客户端的输入流连接到服务端的输出流
服务器应用程序通过使用java.net.ServerSocket类以获取一个端口，并且侦听客户端请求

ServerSocket类有四个构造方法
- public ServerSocket(int port) throws IOException：创建绑定到特定端口的服务器套接字
- public ServerSocket(int port, int backlog) throws IOException：利用指定的backlog创建服务器套接字并将其绑定到指定的本地端口号
- public ServerSocket(int port, int backlog, InetAddress address) throws IOException：使用指定的端口、侦听backlog和要绑定到的本地IP地址创建服务器
- public ServerSocket() throws IOException：创建非绑定服务器套接字。如果ServerSocket构造方法没有抛出异常，意味着你的应用程序已经成功绑定到指定的端口，并且侦听客户端的请求
ServerSocket类的常用方法
- public int getLocalPort()：返回此套接字在其上侦听的端口
- public Socket accept() throws IOException：侦听并接受到此套接字的连接
- public void setSoTimeout(int timeout)：通过指定超时值启用/禁用 SO_TIMEOUT，以毫秒为单位
- public void bind(SocketAddress host, int backlog)：将 ServerSocket 绑定到特定地址（IP 地址和端口号）

Socket类的方法
java.net.Socket类代表客户端和服务器都用来互相沟通的套接字。客户端要获取一个Socket对象通过实例化，而服务器获得一个Socket对象则通过accept()方法的返回值
Socket类有五个构造方法
- public Socket(String host, int port) throws UnknownHostException, IOException：创建一个流套接字并将其连接到指定主机上的指定端口号
- public Socket(InetAddress host, int port) throws IOException：创建一个流套接字并将其连接到指定 IP 地址的指定端口号
- public Socket(String host, int port, InetAddress localAddress, int localPort) throws IOException：创建一个套接字并将其连接到指定远程主机上的指定远程端口
- public Socket(InetAddress host, int port, InetAddress localAddress, int localPort) throws IOException：创建一个套接字并将其连接到指定远程地址上的指定远程端口
- public Socket()：通过系统默认类型的 SocketImpl 创建未连接套接字

当 Socket 构造方法返回，并没有简单的实例化了一个 Socket 对象，它实际上会尝试连接到指定的服务器和端口
注意客户端和服务器端都有一个 Socket 对象，所以无论客户端还是服务端都能够调用这些方法
- public void connect(SocketAddress host, int timeout) throws IOException：将此套接字连接到服务器，并指定一个超时值
- public InetAddress getInetAddress()：返回套接字连接的地址
- public int getPort()：返回此套接字连接到的远程端口
- public int getLocalPort()：返回此套接字绑定到的本地端口
- public SocketAddress getRemoteSocketAddress()：返回此套接字连接的端点的地址，如果未连接则返回 null
- public InputStream getInputStream() throws IOException：返回此套接字的输入流
- public OutputStream getOutputStream() throws IOException：返回此套接字的输出流
- public void close() throws IOException：关闭此套接字

InetAddress 类的方法，这个类表示互联网协议(IP)地址
Socket 编程时比较有用的方法
- static InetAddress getByAddress(byte[] addr)：在给定原始 IP 地址的情况下，返回 InetAddress 对象
- static InetAddress getByAddress(String host, byte[] addr)：根据提供的主机名和 IP 地址创建 InetAddress
- static InetAddress getByName(String host)：在给定主机名的情况下确定主机的 IP 地址
- String getHostAddress() ：返回 IP 地址字符串（以文本表现形式）
- String getHostName() ：获取此 IP 地址的主机名
- static InetAddress getLocalHost()：返回本地主机
- String toString()：将此 IP 地址转换为 String

Socket 客户端实例
如下的 GreetingClient 是一个客户端程序，该程序通过 socket 连接到服务器并发送一个请求，然后等待一个响应。

// 文件名 GreetingClient.java

import java.net.*;
import java.io.*;

public class GreetingClient
{
   public static void main(String [] args)
   {
      String serverName = args[0];
      int port = Integer.parseInt(args[1]);
      try
      {
         System.out.println("连接到主机：" + serverName + " ，端口号：" + port);
         Socket client = new Socket(serverName, port);
         System.out.println("远程主机地址：" + client.getRemoteSocketAddress());
         OutputStream outToServer = client.getOutputStream();
         DataOutputStream out = new DataOutputStream(outToServer);

         out.writeUTF("Hello from " + client.getLocalSocketAddress());
         InputStream inFromServer = client.getInputStream();
         DataInputStream in = new DataInputStream(inFromServer);
         System.out.println("服务器响应： " + in.readUTF());
         client.close();
      }catch(IOException e)
      {
         e.printStackTrace();
      }
   }
}

Socket 服务端实例
如下的GreetingServer 程序是一个服务器端应用程序，使用 Socket 来监听一个指定的端口。

// 文件名 GreetingServer.java

import java.net.*;
import java.io.*;

public class GreetingServer extends Thread
{
   private ServerSocket serverSocket;

   public GreetingServer(int port) throws IOException
   {
      serverSocket = new ServerSocket(port);
      serverSocket.setSoTimeout(10000);
   }

   public void run()
   {
      while(true)
      {
         try
         {
            System.out.println("等待远程连接，端口号为：" + serverSocket.getLocalPort() + "...");
            Socket server = serverSocket.accept();
            System.out.println("远程主机地址：" + server.getRemoteSocketAddress());
            DataInputStream in = new DataInputStream(server.getInputStream());
            System.out.println(in.readUTF());
            DataOutputStream out = new DataOutputStream(server.getOutputStream());
            out.writeUTF("谢谢连接我：" + server.getLocalSocketAddress() + "\nbyebye");
            server.close();
         }catch(SocketTimeoutException s)
         {
            System.out.println("Socket timed out!");
            break;
         }catch(IOException e)
         {
            e.printStackTrace();
            break;
         }
      }
   }
   public static void main(String [] args)
   {
      int port = Integer.parseInt(args[0]);
      try
      {
         Thread t = new GreetingServer(port);
         t.run();
      }catch(IOException e)
      {
         e.printStackTrace();
      }
   }
}

编译以上两个 java 文件代码，并执行以下命令来启动服务，使用端口号为 6066：

$ javac -encoding UTF-8 GreetingServer.java 
$ java GreetingServer 6066
等待远程连接，端口号为：6066...
<em>Socket timed out!

新开一个命令窗口，执行以上命令来开启客户端：

$ javac -encoding UTF-8 GreetingClient.java 
$ java GreetingClient localhost 6066
连接到主机：localhost ，端口号：6066
远程主机地址：localhost/127.0.0.1:6066
服务器响应： 谢谢连接我：/127.0.0.1:6066
byebye

Java URL 处理

URL（Uniform Resource Locator）统一资源定位符，俗称网页地址，表示互联网上的资源
protocol://host:port/path?query#fragment：protocol协议可以是HTTP、HTTPS、FTP和File，port是端口号（默认端口号为80），path为文件路径及文件名，query为请求参数，fragment为定位位置
URL类方法：java.net.URL提供了丰富的URL构建方法，并可以通过java.net.URL来获取资源
创建URL
- public URL(String protocol, String host, int port, String file) throws MalformedURLException
- public URL(String protocal, String host, String file) throws MalformedURLException：默认端口
- public URL(String url) throws MalformedURLException
- public URL(URL context, String url) throws MalformedURLException：使用基地址和相对URL创建
访问URL的各个部分
- public String getPath()：路径，如/index.html
- public String getQuery()：请求参数，如language=cn
- public String getAuthority()：获取此URL的授权部分，如www.runoob.com
- public int getPort()：端口，如-1
- public int getDefaultPort()：默认端口，如80
- public String getProtocol()：如http
- public String getHost()：主机名，如www.runoob.com
- public String getFile()：文件名及请求参数，如/index.html?language=cn
- public String getRef()：获取此URL的锚点（也称“引用”），定位位置，#后面的
- public URLConnection openConnection() throws IOException：打开一个URL连接，并运行客户端访问资源

URLConnections 类方法
openConnection()：返回一个java.net.URLConnection
- Object getContent()：检索URL链接内容
- Object getContent(Class[] classes)：检索URL链接内容
- String getContentEncoding()：返回头部content-encoding字段值
- int getContentLength()：返回头部content-length字段值
- String getContentType()：返回头部content-type字段值
- int getLassModified()：返回头部last-modified字段值
- long getExpiration()：返回头部expires字段值
- long getIfModifiedSince()：返回对象的ifModifiedSince字段值
- public void setDoInput(boolean input)：如果打算使用URL连接进行输入，将DoInput设为true；不打算使用设为false。默认值为true
- public void setDoOutput(boolean output)：如果打算使用URL连接进行输出，将DoOutput设为true；不打算使用设为false。默认值为false
- public InputStream getInputStream() throws IOException：返回URL的输入流，用于读取资源
- public OutputStream getOutputStream() throws IOException：返回URL的输出流，用于写入资源
- public URL getURL()：返回URLConnection对象连接的URL

实例：URL采用了HTTP 协议。 openConnection 返回HttpURLConnection对象。

// URLConnDemo.java

import java.net.*;
import java.io.*;

public class URLConnDemo {
   public static void main(String[] args) {
      try {
         URL url = new URL("http://www.runoob.com");
         URLConnection urlConnection = url.openConnection();
         HttpURLConnection connection = null;
         if (urlConnection instanceof HttpURLConnection) {
            connection = (HttpURLConnection) urlConnection;
         } else {
            System.out.println("请输入 URL 地址");
            return;
         }
         BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(connection.getInputStream()));
         String urlString = "";
         String current;
         while ((current = in.readLine()) != null) {
            urlString += current;
         }
         System.out.println(urlString);
      } catch (IOException e) {
         e.printStackTrace();
      }
   }
}

$ javac URLConnDemo.java 
$ java URLConnDemo
.....输出 HTML 内容.....

这篇文章摘抄自菜鸟教程，谢谢您的阅读

Java 网络编程（Socket 编程 & URL处理）

Socket 编程

Java URL 处理

猜你喜欢