JavaJava进阶

1.基础知识

port：端口,0-65535

  • 0~1023, OS 已经占用了，80 是 Web，23 是 telnet
  • 1024~65535，一般程序可使用(谨防冲突)
  • 两台机器通讯就是在 IP+Port 上进行的
  • 在 Windows/Linux/Mac 上都可以通过 netstat -an 来查询

通讯协议：TCP 和 UDP

  • TCP(Transmission Control Protocol)
    • 传输控制协议，面向连接的协议
    • 两台机器的可靠无差错的数据传输
    • 双向字节流传递
  • UDP(User Datagram Protocol)
    • 用户数据报协议，面向无连接协议
    • 不保证可靠的数据传输
    • 速度快，也可以在较差网络下使用

2.UDP 编程

  • UDP：无连接无状态的通讯协议
  • 发送方发送消息，如果接收方刚好在目的地，则可以接受。如果不在，那这个消息就丢失了
  • 发送方也无法得知是否发送成功
  • UDP 的好处就是简单，节省，经济

主要类

  • DatagramSocket：通讯的数据管道
    • send 和 receive 方法
    • (可选，多网卡)绑定一个 IP 和 Port
  • DatagramPacket
    • 集装箱：封装数据
    • 地址标签：目的地 IP+Port
  • 无主次之分
  • 接收方必须早于发起方执行
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// 构造本机3000端口Socket
DatagramSocket ds = new DatagramSocket(3000);
// 构造本机随机端口Socket
DatagramSocket ds = new DatagramSocket();
// Socket关闭
ds.close();

// 构造接收Packet
byte[] buf = new byte[1024];
DatagramPacket dp = new DatagramPacket(buf, 1024);
// 构造发送Packet，目标为127.0.0.1:3000
String str = "hello world";
DatagramPacket dp = new DatagramPacket(str.getBytes(), str.length(),
    InetAddress.getByName("127.0.0.1"), 3000);

// 接收消息放入dp，否则阻塞
ds.receive(dp);
// 发送dp消息至指定端口
ds.send(dp);

3.TCP 编程

  • TCP 协议：有链接、保证可靠的无误差通讯
  • ① 服务器：创建一个 ServerSocket，等待连接
  • ② 客户机：创建一个 Socket，连接到服务器
  • ③ 服务器：ServerSocket 接收到连接，创建一个 Socket 和客户的 Socket 建立专线连接，后续服务器和客户机的对话(这一对 Socket)会在一个单独的线程（服务器端）上运行
  • ④ 服务器的 ServerSocket 继续等待连接，返回 ①
graph LR
c1[Client1
Socket]--客户端发出连接-->ss[ServerSocket]
c2[Client2
Socket]--客户端发出连接-->ss[ServerSocket]
ss--服务器接受请求并创建新的Socket-->s1[为Client1创
建的Socket]
ss--服务器接受请求并创建新的Socket-->s2[为Client2创
建的Socket]
c1--两个Socket间建立专线连接-->s1
c2--两个Socket间建立专线连接-->s2

主要类

  • ServerSocket: 服务器码头
    • 需要绑定 port
    • 如果有多块网卡，需要绑定一个 IP 地址
  • Socket: 运输通道
    • 客户端需要绑定服务器的地址和 Port
    • 客户端往 Socket 输入流写入数据，送到服务端
    • 客户端从 Socket 输出流取服务器端过来的数据
    • 服务端反之亦然
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// 创建服务器Socket
ServerSocket ss = new ServerSocket(8001); // 驻守在8001端口
// 服务器创建Socket
Socket s = ss.accept(); // 阻塞，等到有客户端连接上来
// Socket关闭
s.close();
ss.close();

// 服务器创建流
InputStream ips = s.getInputStream(); // 有人连上来，打开输入流
OutputStream ops = s.getOutputStream(); // 打开输出流
// 流关闭
ips.close();
ops.close();

// 服务器发送消息
ops.write("Hello, Client!".getBytes()); // 输出一句话给客户端

// 服务器接收消息
BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(ips));
System.out.println("Client said: " + br.readLine());

// ******************************************************************************
// 客户端建立连接
Socket s = new Socket(InetAddress.getByName("127.0.0.1"), 8001); // 需要服务端先开启
// Socket关闭
s.close();

// 同一个通道，服务端的输出流就是客户端的输入流；服务端的输入流就是客户端的输出流
InputStream ips = s.getInputStream(); // 开启通道的输入流
BufferedReader brNet = new BufferedReader(new InputStreamReader(ips));
System.out.println(brNet.readLine());
brNet.close();

OutputStream ops = s.getOutputStream(); // 开启通道的输出流
DataOutputStream dos = new DataOutputStream(ops);
dos.writeBytes(strWord);
dos.close();

客户端与服务端

  • 服务端等待响应时，处于阻塞状态
  • 服务端可以同时响应多个客户端
  • 服务端每接受一个客户端，就启动一个独立的线程与之对应
  • 客户端或者服务端都可以选择关闭这对 Socket 的通道

4.HTTP 编程

网页访问

  • 网页是特殊的网络服务(HTTP, Hypertext Transfer Protocol)
    • 在浏览器输入 URL 地址
    • 浏览器将连接到远程服务器上(IP+80Port)
    • 请求下载一个 HTML 文件下来，放到本地临时文件夹中
    • 在浏览器显示出来

访问方式

  • GET：从服务器获取资源到客户端
  • POST：从客户端向服务器发送数据
  • PUT：上传文件
  • DELETE：删除文件
  • HEAD：报文头部
  • OPTIONS：询问支持的方法
  • TRACE：追踪路径
  • CONNECT：用隧道协议连接代理

java.net 包

  • 支持模拟成浏览器的方式去访问网页
  • URLConnection
    • 获取资源的连接器
    • 根据 URL 的 openConnection()方法获得 URLConnection
    • connect 方法，建立和资源的联系通道
    • getInputStream 方法，获取资源的内容
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// 建立连接
String urlName = "http://www.baidu.com";
URL url = new URL(urlName);
URLConnection connection = url.openConnection();
connection.connect();

// 头部信息
Map<String, List<String>> headers = connection.getHeaderFields();

// 基础属性
System.out.println("getContentType: " + connection.getContentType());
System.out.println("getContentLength: " + connection.getContentLength());
System.out.println("getContentEncoding: " + connection.getContentEncoding());
System.out.println("getDate: " + connection.getDate());
System.out.println("getExpiration: " + connection.getExpiration());
System.out.println("getLastModifed: " + connection.getLastModified());

// 获得HTML流
BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(connection.getInputStream(), "UTF-8"));

5.HTTP 编程（基于 HttpClient）

  • JDK HTTP Client (JDK 自带，从 9 开始)
  • Apache HttpComponents 的 HttpClient (Apache 出品)

JDK HttpClient

  • JDK 9 新增，JDK10 更新，JDK11 正式发布
  • java.net.http 包 • 取代 URLConnection
  • 支持 HTTP/1.1 和 HTTP/2
  • 实现大部分 HTTP 方法
  • 主要类
    • HttpClient
    • HttpRequest
    • HttpResponse
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// 获得HTML流
HttpClient client = HttpClient.newHttpClient();
HttpRequest request = HttpRequest.newBuilder(URI.create("http://www.baidu.com")).build();
HttpResponse response = client.send(request, HttpResponse.BodyHandlers.ofString());
System.out.println(response.body());

HttpComponents

  • hc.apache.org, Apache 出品
  • 从 HttpClient 进化而来
  • 是一个集成的 Java HTTP 工具包
    • 实现所有 HTTP 方法：get/post/put/delete
    • 支持自动转向
    • 支持 https 协议
    • 支持代理服务器等
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// 获得HTML流
CloseableHttpClient httpClient = HttpClients.createDefault();
HttpGet httpGet = new HttpGet("http://www.baidu.com");
String srtResult = "";
try {
  HttpResponse httpResponse = httpClient.execute(httpGet);
  if (httpResponse.getStatusLine().getStatusCode() == 200) {
    srtResult = EntityUtils.toString(httpResponse.getEntity(), "UTF-8");// 获得返回的结果
    System.out.println(srtResult);
  } else {
    // Exception TODO
  }
} catch (IOException e) {
  e.printStackTrace();
} finally {
  try {
    httpClient.close();
  } catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
  }
}

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