前言

什么是网络编程：

网络通常指的是计算机中的互联网，是由多台计算机通过网线或其他媒介相互连接组成的，编写基于网络的应用程序的过程称之为网络编程。

网络编程又叫套接字，实现网络通信的两端就是套接字。分为服务器对应的套接字和客户端对应的套接字。

为什么要学习网络编程：

我们已经知道计算机，由操作系统、应用程序组成，有了这三个元素，就可以在自己的电脑上运行一些应用程序了，比如玩玩纸牌，扫扫雷什么的，只能玩单机的游戏，如果想要与其他计算机一起玩，就必须要让你的计算机和其他计算机能够互相传递数据。

学习网络编程就是要学习利用网络来与另一台计算机相互传输数据，开发出支持网络通讯的应用程序，这样就可以足不出户也可以知天下事。

1、网络通信的三大要素

1.1 网络通信有三大要素：IP、端口、传输协议

问题：如何实现网络的通信？

通信双方的地址：

1. 端口号127.0.0.1：8080
2. 端口号http://192.168.16.xxx：8081
3. IP+端口可以定位到某个计算机的某个应用

1.2 一个简单的java网络通信例子

先建立2个项目，分别是请求端和响应端，端口改成不一样的就行，比如请求端是8080，响应端是8081。

请求端的Controller层：

 @GetMapping("/request")
public String hi() {
        HttpClient httpClient = HttpClients.createDefault();
        String url="http://127.0.0.1:8081/response";
        String result=null;
        HttpPost httpPost = new HttpPost(url);
        httpPost.addHeader("Content-type", "application/json;charset=utf-8");
        httpPost.setHeader("Accept", "application/json");
        JSONObject jsonObject = new JSONObject();
        jsonObject.put("request", "hi, i am request!");    
        httpPost.setEntity(new StringEntity(jsonObject.toJSONString(), "UTF-8"));

        try {
            HttpResponse response = httpClient.execute(httpPost);
            if (response.getStatusLine().getStatusCode() == HttpStatus.SC_OK) {
                result = EntityUtils.toString(response.getEntity(), StandardCharsets.UTF_8);
            } else {
                result = String.valueOf(response.getStatusLine().getStatusCode());
            }
        } catch (ClientProtocolException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return result;
    }

响应端的Controller层

@PostMapping("/response")
    public String response(HttpServletRequest request) throws IOException {
        request.setCharacterEncoding("UTF-8");
        BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(request.getInputStream()));
        String temp= null;
        StringBuilder result = new StringBuilder();
        try {
            while ((temp = reader.readLine()) != null) {
                result.append(temp);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        reader.close();
        @SuppressWarnings("unchecked")
        Map<String,String> map = (Map<String,String>)JSON.parse(result.toString());
        return "Hi, request,I am response, this message is from you: "+map.get("request");
    }

在浏览器输入 localhost:8080/request，然后请求端请求http通信去访问响应端，响应端得到消息后，返回结果，然后请求端得到结果后显示出来

这样一个简单的网络通信就实现了，以下讲解下实现网络通信的三大要素吧！

1.3 IP是什么

ip简单地说就是网络之间互连的协议

特点：

1. 能够唯一定位一台网络上的计算机
2. 127.0.0.1： 这是本机的localhost地址

ip地址的分类

1. IP地址分类 ipv4 ipv6
   127.0.0.1 4个字节组成，0~255，42亿个；30亿都在北美，亚洲4亿 2011年用尽 出现了ipv6
   ipv6 128位。8个无符号整数表示
   通货膨胀，
2. 公网私网

1. 公网：互联网

2. 私网：局域网

小知识：192.168.xx.xx专门给组织内部使用

1.4 端口

端口表示计算机上的一个程序的进程

1. 不同的进程有不同的端口！端口号不能冲突，用来区分软件
2. 被规定为0~65535
3. TCP,UDP：65535*2 tcp：80 udp：80 但是单个协议下端口号不能冲突
4. 端口分类
   共有端口0~1023
   默认端口HTTP：80
   https：443更安全
   ftp：21
   telent：23

程序注册端口：1024~49151，分配给用户或者程序

小知识：

Tomcat默认端口：8080

MySql默认端口：3306

Oracle默认端口：1521

动态、私有：49152~65535不能用

netstat -ano #查看所有的端口
netstat -ano|findstr "500" #查看指定的端口
tasklist|findstr "2248" #查看指定端口的进程
Ctrl+shift+esc  任务管理器

1.5 TCP、UDP

1.5.1 使用TCP，客户端和服务端是如何通讯的呢

客户端：

1、创建ServerSocket和Socket

2、打开连接到Socket的输入/输出流

3、按照协议对Socket进行读写操作

4、关闭输入输出流，关闭Socket

服务端：

1、创建ServerSocket对象，绑定监听端口

2、通过accept()方法监听客户端请求

3、连接建立后，通过输入流读取客户端发送的请求信息

4、通过输出流向客户端发送响应信息

5、关闭相关资源

1.5.2 使用UDP，客户端和服务端是如何通讯的呢

客户端：

1、定义放送信息

2、创建DatagramPacket，包含将要发送的信息

3、创建DatagramSocket

4、发送数据

服务端：

1、创建DatagramSocket，指定端口号

2、创建DatagramPacket

3、接收客户端发送的数据信息

4、读取数据

1.5.3 示例如下

客户端

1. 连接服务器Socket
2. 发送消息

package com.liu.lesson02;
import java.io.IOException;
import java.io.OutputStream;
import java.net.InetAddress;
import java.net.Socket;
import java.net.UnknownHostException;
import java.nio.charset.StandardCharsets;
//客户端
public class TcpClientDemo01 {
    public static void main(String[] args) {
        Socket socket = null;
        OutputStream os = null;
        try {
            //1.知道服务器的地址
            InetAddress serveIP = InetAddress.getByName("127.0.0.1");
            //2.端口号
            int port=9999;
            //3.创建一个scoket连接
            socket = new Socket(serveIP,port);
            //4.发消息用到IO流
            os = socket.getOutputStream();
            os.write("你好，欢迎学习Java".getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
        }catch (Exception e){
            e.printStackTrace();
        }finally {
            if(os!=null){
                try {
                    os.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            if(socket!=null){
                try {
                    socket.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
        }
}

服务器

1. 建立服务端口 ServeSocket
2. 等待用户的连接 accept
3. 接收用户的消息

package com.liu.lesson02;
import java.io.ByteArrayOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
//服务端
public class TcpServerDemo01 {
    public static void main(String[] args) {
        ServerSocket serverSocket = null;
        Socket socket = null;
        InputStream is = null;
        ByteArrayOutputStream baos = null;
        try {
            //1.我有一个地址
            serverSocket = new ServerSocket(9999);
            while(true){
                //2.等待客户端连接
                socket = serverSocket.accept();
                //3.读取客户端的消息
                is = socket.getInputStream();
                //管道流
                baos = new ByteArrayOutputStream();
                byte[] buffer = new byte[1024];
                int len;
                while((len=is.read(buffer))!=-1){
                    baos.write(buffer,0,len);
            }
                System.out.println(baos.toString());
            /*
             */
//            byte[] buffer = new byte[1024];
//            int len;
//            while ((len=is.read(buffer))!=-1){
//                String msg = new String(buffer, 0, len);
//                System.out.println(msg);
//            }
            }
        }catch (IOException e){
            e.printStackTrace();
        }finally {
            //关闭资源
            if(baos!=null){
                try {
                    baos.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            if(is!=null){
                try {
                    is.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            if(socket!=null){
                try {
                    socket.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            if(serverSocket!=null){
                try {
                    serverSocket.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
        }
}

1.5.4 TCP与UDP区别总结：

1、TCP面向连接（如打电话要先拨号建立连接）;UDP是无连接的，即发送数据之前不需要建立连接。

2、TCP提供可靠的服务。也就是说，通过TCP连接传送的数据，无差错，不丢失，不重复，且按序到达;UDP尽最大努力交付，即不保证可靠交付。

3、TCP面向字节流，实际上是TCP把数据看成一连串无结构的字节流;UDP是面向报文的 UDP没有拥塞控制，因此网络出现拥塞不会使源主机的发送速率降低（对实时应用很有用，如IP电话，实时视频会议等）。

4、每一条TCP连接只能是点到点的;UDP支持一对一，一对多，多对一和多对多的交互通信。

5、TCP首部开销20字节;UDP的首部开销小，只有8个字节。

6、TCP的逻辑通信信道是全双工的可靠信道，UDP则是不可靠信道。