网络通信协议
网络通信协议有很多种，目前应用最广泛的是TCP/IP协议(Transmission Control Protocal/Internet Protoal传输控制协议/英特网互联协议)，它是一个包括TCP协议和IP协议，UDP（User Datagram Protocol）协议和其它一些协议的协议组，在学习具体协议之前首先了解一下TCP/IP协议组的层次结构。
1.1 InetAddress
package com.oracle.InetAddress;
import java.net.InetAddress;
import java.net.UnknownHostException;
public class Demo01 {
public static void main(String[] args) throws UnknownHostException {
//获取本机地址
InetAddress inet=InetAddress.getLocalHost();
System.out.println(inet);
//根据主机名获取inet对象
/* InetAddress inet1=InetAddress.getByName("DESKOP-NR4E1C5");
//获取主机名
System.out.println(inet1.getHostName());*/
//获取ip地址
String ip=inet.getHostAddress();
System.out.println(ip);
}
}
运行结果：
UDP与TCP协议
在介绍TCP/IP结构时，提到传输层的两个重要的高级协议，分别是UDP和TCP，其中UDP是User Datagram Protocol的简称，称为用户数据报协议，TCP是Transmission Control Protocol的简称，称为传输控制协议。
2.1 UDP协议
UDP是无连接通信协议，即在数据传输时，数据的发送端和接收端不建立逻辑连接。
但是在使用UDP协议传送数据时，由于UDP的面向无连接性，不能保证数据的完整性，因此在传输重要数据时不建议使用UDP协议。UDP的交换过程如下图所示。
UDP传输数据被限制在64K以内
2.2 TCP协议
TCP协议是面向连接的通信协议，即在传输数据前先在发送端和接收端建立逻辑连接，然后再传输数据，它提供了两台计算机之间可靠无差错的数据传输。
由于TCP协议的面向连接特性，它可以保证传输数据的全性安，所以是一个被广泛采用的协议，例如在下载文件时，如果数据接收不完整，将会导致文件数据丢失而不能被打开，因此，下载文件时必须采用TCP协议。
UDP通信
3.1 DatagramPacket
UDP是一种面向无连接的协议，UDP通信也是一样，发送和接收的数据也需要使用“集装箱”进行打包，为此JDK中提供了一个DatagramPacket类，该类的实例对象就相当于一个集装箱，用于封装UDP通信中发送或者接收的数据
接下来根据API文档的内容，对DatagramPacket的构造方法进行逐一详细地讲解。
使用该构造方法在创建DatagramPacket对象时，指定了封装数据的字节数组和数据的大小，没有指定IP地址和端口号。很明显，这样的对象只能用于接收端，不能用于发送端。因为发送端一定要明确指出数据的目的地(ip地址和端口号)，而接收端不需要明确知道数据的来源，只需要接收到数据即可。
用该构造方法在创建DatagramPacket对象时，不仅指定了封装数据的字节数组和数据的大小，还指定了数据包的目标IP地址（addr）和端口号（port）。该对象通常用于发送端，因为在发送数据时必须指定接收端的IP地址和端口号，就好像发送货物的集装箱上面必须标明接收人的地址一样。
面我们讲解了DatagramPacket的构造方法，接下来对DatagramPacket类中的常用方法进行详细地讲解，
3.2 DatagramSocket
DatagramPacket数据包的作用就如同是“集装箱”，可以将发送端或者接收端的数据封装起来。在程序中需要实现通信只有DatagramPacket数据包也同样不行，为此JDK中提供的一个DatagramSocket类。DatagramSocket类的作用就类似于码头，使用这个类的实例对象就可以发送和接收DatagramPacket数据包，发送数据的过程如下图所示。
在创建发送端和接收端的DatagramSocket对象时，使用的构造方法也有所不同，下面对DatagramSocket类中常用的构造方法进行讲解。
该构造方法用于创建发送端的DatagramSocket对象，在创建DatagramSocket对象时，并没有指定端口号，此时，系统会分配一个没有被其它网络程序所使用的端口号。
该构造方法既可用于创建接收端的DatagramSocket对象，又可以创建发送端的DatagramSocket对象，在创建接收端的DatagramSocket对象时，必须要指定一个端口号，这样就可以监听指定的端口。
3.3 UDP网络程序
要实现UDP通信需要创建一个发送端程序和一个接收端程序，很明显，在通信时只有接收端程序先运行，才能避免因发送端发送的数据无法接收，而造成数据丢失。因此，首先需要来完成接收端程序的编写。
package com.oracle.InetAddress;
import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetAddress;
import java.util.Scanner;
//UDPend协议发送端
public class UDPend {
public static void main(String[] args) throws IOException {
Scanner sc=new Scanner(System.in);
String str=sc.next();
//1.创建数据包对象，封装要发送的信息、接收端的ip以及端口号
byte[] bytes=str.getBytes();
InetAddress inet=InetAddress.getByName("127.0.0.1");
DatagramPacket dp=new DatagramPacket(bytes, bytes.length,inet,8888);
//2.创建DatagramSocket对象
DatagramSocket ds=new DatagramSocket();
//3.发送数据包
ds.send(dp);
//4.释放资源
ds.close();
}
}
package com.oracle.InetAddress;
import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.SocketException;
//UDPRecieve接收端
public class UDPRecieve {
public static void main(String[] args) throws IOException {
//创建DatagramSocket对象明确的端口号
DatagramSocket ds=new DatagramSocket(8888);
//创建字节数组接收数据
byte[] bytes=new byte[1024];
//创建数据包对象
DatagramPacket dp=new DatagramPacket(bytes,bytes.length);
//接收数据包
ds.receive(dp);
//拆包
//获取发送端的ip地址
String ip=dp.getAddress().getHostAddress();
//获取发送端的端口号
int post=dp.getPort();
//获取实际数据的长度
int length=dp.getLength();
System.out.println("ip地址为："+ip+",端口号为："+post+",发送内容为："+new String(bytes,0,length));
//关闭资源
ds.close();
}
}
TCP通信
TCP通信同UDP通信一样，都能实现两台计算机之间的通信，通信的两端都需要创建socket对象。
区别：
UDP中只有发送端和接收端，不区分客户端与服务器端，计算机之间可以任意地发送数据
而TCP通信是严格区分客户端与服务器端的，在通信时，必须先由客户端去连接服务器端才能实现通信，服务器端不可以主动连接客户端，并且服务器端程序需要事先启动，等待客户端的连接。
在JDK中提供了两个类用于实现TCP程序，一个是ServerSocket类，用于表示服务器端，一个是Socket类，用于表示客户端。
1.1 ServerSocket
JDK的java.net包中提供了一个ServerSocket类，该类的实例对象可以实现一个服务器段的程序。通过查阅API文档可知，ServerSocket类提供了多种构造方法
使用该构造方法在创建ServerSocket对象时，就可以将其绑定到一个指定的端口号上（参数port就是端口号）。
ServerSocket的常用方法：
ServerSocket对象负责监听某台计算机的某个端口号，在创建ServerSocket对象后，需要继续调用该对象的accept()方法，接收来自客户端的请求。当执行了accept()方法之后，服务器端程序会发生阻塞，直到客户端发出连接请求，accept()方法才会返回一个Scoket对象用于和客户端实现通信，程序才能继续向下执行。
1.2 Socket
查阅API文档可知Socket类同样提供了多种构造方法
使用该构造方法在创建Socket对象时，会根据参数去连接在指定地址和端口上运行的服务器程序，其中参数host接收的是一个字符串类型的IP地址。
该方法在使用上与第二个构造方法类似，参数address用于接收一个InetAddress类型的对象，该对象用于封装一个IP地址。
在以上Socket的构造方法中，最常用的是第一个构造方法。
Socket的常用方法：
| 方法声明 |
功能描述 |
| int getPort() |
该方法返回一个int类型对象，该对象是Socket对象与服务器端连接的端口号 |
| InetAddress getLocalAddress() |
该方法用于获取Socket对象绑定的本地IP地址，并将IP地址封装成InetAddress类型的对象返回 |
| void close() |
该方法用于关闭Socket连接，结束本次通信。在关闭socket之前，应将与socket相关的所有的输入/输出流全部关闭，这是因为一个良好的程序应该在执行完毕时释放所有的资源 |
| InputStream getInputStream() |
该方法返回一个InputStream类型的输入流对象，如果该对象是由服务器端的Socket返回，就用于读取客户端发送的数据，反之，用于读取服务器端发送的数据 |
| OutputStream getOutputStream() |
该方法返回一个OutputStream类型的输出流对象，如果该对象是由服务器端的Socket返回，就用于向客户端发送数据，反之，用于向服务器端发送数据 |
在Socket类的常用方法中，getInputStream()和getOutStream()方法分别用于获取输入流和输出流。当客户端和服务端建立连接后，数据是以IO流的形式进行交互的，从而实现通信。
1.3 简单的TCP网络程序
/*
* 实现TCP 服务器程序
* 表示服务器程序的类 java.net.ServerSocket
* 构造方法：
* ServerSocket(int port)传递端口号
* 很重要的事情：必须要获得客户端的套接字对象Socket
* Socket accept()
*
* 1,创建服务器ServerSocket对象（指定服务器端口号）
* 2，开启服务器了，等待客户端的连接，当客户端连接后，可以获取到连接服务器的客户端Socket对象
* 3,给客户端反馈信息
* 4,关闭流资源
*/
//服务器程序
package com.oracle.Tcp;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
public class TCPServer {
public static void main(String[] args) throws IOException {
//创建ServiceScoket对象，接收客户端
ServerSocket server=new ServerSocket(8080);
//调用accept方法，获取连接我的客户端的Socket对象
Socket socket=server.accept();
//获取输入字节流
InputStream in=socket.getInputStream();
byte[] bytes=new byte[1024];
int len=in.read(bytes);
String ip=socket.getLocalAddress().getHostAddress();
int port=socket.getPort();
System.out.println("客户端地址为:"+ip+",端口号为:"+port+"发送内容为:"+new String(bytes,0,len));
//回复客户端
OutputStream out=socket.getOutputStream();
out.write("哈哈".getBytes());
//释放资源
server.close();
}
}
/*
* 实现TCP 客户端，连接到服务器
* 和服务器实现数据交换
* 实现TCP客户端程序的类 java.net.Soket
* 构造方法
* Socket(String host,int port) 传递服务器IP和端口号
* 注意：构造方法只要运行，就会和服务器进行连接，连接失败，抛出异常
* OutputStream getOutputStream() 返回套接字的输出流
* 作用：将数据输出，输出到服务器
* InputStream getInputStream() 返回套接字的输入流
* 作用：从服务器端读取数据
* 客户端服务器数据交换，必须使用套接字对象Socket中的获取的IO流，自己new流，不行
* 1，创建客户端Socket对象,（指定要连接的服务器地址与端口号）
* 2,获取服务器端的反馈回来的信息
* 3,关闭流资源
*/
//客户端程序
package com.oracle.Tcp;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.Socket;
public class TCPClient {
public static void main(String[] args) throws IOException {
//创建Socket对象，连接服务器
Socket scoket=new Socket("127.0.0.1",8080);
//获取输出字节流
OutputStream out=scoket.getOutputStream();
//发送数据
out.write("嘤嘤嘤".getBytes());
//接收服务器端的回复
InputStream in=scoket.getInputStream();
byte[] bytes=new byte[1024];
String ip=scoket.getLocalAddress().getHostAddress();
int port=scoket.getPort();
int len=in.read(bytes);
System.out.println("服务端ip地址为："+ip+"，端口号为："+port+",内容为："+new String(bytes,0,len));
scoket.close();
}
}
1.4 文件上传案例多线程版本
目前大多数服务器都会提供文件上传的功能，由于文件上传需要数据的安全性和完整性，很明显需要使用TCP协议来实现。接下来通过一个案例来实现图片上传的功能
//服务器程序
package com.oracle.WenJian;
import java.io.File;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
import java.util.Random;
public class TCPServer {
public static void main(String[] args) throws IOException {
//创建ServerSocket对象，接收客户端
ServerSocket server=new ServerSocket(8080);
//调用accpt方法 创建连接并获取客户端socket对象
Socket socket=server.accept();
//获取字节输入流
InputStream in=socket.getInputStream();
//明确目的地
File file=new File("E:\\test1");
if(!file.exists()){
file.mkdirs();
}
//文件路径
//文件名：域名+毫秒值+6位随机数
String filename="oracle"+System.currentTimeMillis()+new Random().nextInt(999999);
String path=file.getAbsolutePath()+File.separator+filename+".png";
FileOutputStream fos=new FileOutputStream(path);
//开始复制
byte[] bytes=new byte[1024];
int len=0;
while ((len=in.read(bytes))!=-1) {
fos.write(bytes,0,len);
}
//回复客户端
OutputStream out=socket.getOutputStream();
out.write("上传成功！！".getBytes());
//释放资源
fos.close();
server.close();
}
}
//客户端程序
package com.oracle.WenJian;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.Socket;
public class TCPClient {
public static void main(String[] args) throws IOException {
//创建Socket对象，连接服务器
Socket socket=new Socket("192.168.1.171",8080);
//获取字节流输出
OutputStream out=socket.getOutputStream();
//创建字节输入流，明确数据源
FileInputStream fis=new FileInputStream("E:\\test\\b.png");
byte[] bytes=new byte[1024];
//开始复制
int len=0;
while ((len=fis.read(bytes))!=-1) {
out.write(bytes,0,len);
}
//告诉服务器 添加一个结束标记
socket.shutdownOutput();
//接收服务器的回复
InputStream in=socket.getInputStream();
len=in.read(bytes);
System.out.println(new String(bytes,0,len));
//释放资源
fis.close();
socket.close();
}
}