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Java网络编程Java最初是作为一中网络编程语言出现的，它能够使用网络上的各种资源和数据，与服务器建立各种传输通道，将自己的数据传送到网络的各个地方。1 网络编程基础网络上的计算机要互相通信，首先必须做到两点：(1)能够准确定位网络上的任意一个通信主体。(2)有一套通信规则保证网络上可靠高效的数据传输。下面首相介绍通信主体IP地址和端口，然后介绍通信规则协议，最后是网络编程简介。1.1 IP地址和端口 通信主体可以使用IP地址和端口来表示。IP地址可定位网络上的任意一台主机。算口号可定位主机的进程。端口与IP地址一起为网络通信的应用程序之间提供一中确切的地址标识。1.IP地址IP地址是计算机网络中任意一台计算机地址的唯一标识。通过这种地址标识，网络中国的计算机可以互相定位和通信。目前，IP地址由4个8位的二进制数组成，为方便人们记忆，长转化为十进制形式，中间以小数点分隔，如。主机名是计算机网络中一台计算机的标识名，如MyComputer等，也可以看做是IP地址的助记名，如、等。在Internet上，Ip地址和主机名是一一对应的。2.端口计算机与网络一般只有一个单独的物理连接，所有的数据最终都要通过连接到达一个指定的计算机。然而，数据是传向运行在计算机上的不同应用程序的，计算机需要知道数据传向哪个应用程序，这就要用到端口。网络通信使用端口来标识同一主机上的不同进程、不同的应用程序或者不同的服务，端口号是端口的数字编号。算口号是16位的数字，取值范围是065 535，其中11 023的端口号被系统保留，它们被系统服务占据，如HTTP占用了80号端口、FTp占用了21号端口，应用程序不能绑定这些端口。通常来说，通过IP地址可以定位到网络的某台计算机。计算机运行起来以后，将有多个长须。到底数据传到哪个程序，使用端口来区分。实际上，这里说程序或者进程都不是很准确，可以把端口理解为计算机内部的虚拟通道，程序可以通过这个通道进行数据传输和处理。这样就可以知道，网络中的多台计算机进行通信时，不仅需要明确和哪一台计算机连接，而且要确定在两台计算机的哪一条虚拟通道（端口）上传输数据。1.2 TCP/IP通信规则就是协议，是进程之间交换信息以完成任务所使用的一系列规则和规范。它是网络通信的核心。协议主要包含两个方面的定义：定义了进程之间交换信息所必须遵循的顺序。定义了进程之间所交换的消息的格式。两个进程只要遵循相同的协议，就可以互相交换信息，而这两个进程可以用不同的编程语言编写，可以位于两台完全不同的计算机上。国际标准化组织给出了一个通用的参考协议，称为开放式系统互连参考模型。但在实际的网络通信过程中，遵循的是TCP/IP。在编写网络通信程序时，虽然Java已经在包中提供了丰富的通信类，但了解一定的TCP/IP知识，有助于对程序的理解和避免错误的处理。TCP/IP是一组包括TCP、IP、UDP、ICMP和其他一些协议的协议簇。TCP/IP采用了4层的层次结构，每一层都使用它的下一层所提供的网络来完成自己的需求。这4层分别为：应用层：应用程序间沟通的层，如简单电子邮件传输协议（SMTP）、文件传输协议(FTP)、网络远程访问协议(TELNET)等。传输层：此层提供了结点间的数据传送服务，如传输控制协议(TCP)、用户数据协议(UDP)等，TCP和UDP给数据包加入传输数据并把它传输到下一层中，这一层负责传送数据，并且确定数据已被送达并接收。互联网络层：负责提供基本的数据封包传送功能，让每一块数据包都能够到达目的主机（但不检查是否被正确接收），如网际协议（IP）。网络接口层：对实际的网络媒体的管理，定义如何使用实际网络来传送数据。1.3 网络编程简介Java语言专门为网络通信提供了软件包,它包含了多个用于各种标准网络协议通信的类和接口。采用包提供的API可以快速方便地开发基于网络的应用。Java网络程序设计的基本方式主要有三种：(1)使用URL访问网络资源。(2)连接通信(3)数据报通信2 URL网络编程2.1 URL概念URL是统一资源定位器(uniform resource locator)的简称，它表示Internet上某一资源的地址。Internet上的资源包括HTML文件、图像文件、声音文件、动画文件以及其他任何内容。URL指明取得资源采用的协议和地址，通过URL可以访问Internet上响应的文件和其他资源，如最常见的WWW、FTP站点。浏览器通过解析给定的URL可以在网络上查找相应的文件或网络资源。URL的基本结构由5部分组成，其格式如下：:/：/#其中：传输协议是指所使用的协议名，如HTTP、FTP等。主机名是指资源所在的计算机，可以是IP地址，也可以是主机名或域名。端口号用来区别不同的网络服务，如HTTP服务的默认端口号是80，FTP服务的默认端口是21.文件名包含该文件的完整路径。引用为资源内的某个引用，用来定位显示文件内容的位置并非所有的URL都包含这些元素。对于多数的协议，主机名和文件名是必须的，端口号和文件内部的引用则是可选的。Java最初是作为一种网络编程语言出现的，它能够使用网络上的各种资源和数据，与服务器建立各种传输通道，将自己的数据传送到网络的各个地方。你可以用Java很轻松地完成这些，因为Java类库提供了很强大的网络功能。 本章主要介绍如下内容：Java网络类和接口InetAddress类URL和URLConnection类TCP/IP服务器与客户端套接字Datagram套接字 Java网络类和接口 Java中有关网络方面的功能都定义在程序包中。Java所提供的网络功能可大致分为三大类：URL和URLConnection 这是三大类功能中最高级的一种。通过URL的网络资源表达方式，很容易确定网络上数据的位置。利用URL的表示和建立，Java程序可以直接读入网络上所放的数据，或把自己的数据传送到网络的另一端。Socket 所谓Socket，可以想像成两个不同的程序通过网络的通道，而这是传统网络程序中最常用的方法。一般在TCP/IP网络协议下的客户服务器软件采用Socket作为交互的方式。Datagram 是这些功能中最低级的一种。其他网络数据传送方式，都假想在程序执行时，建立一条安全稳定的通道。但是以Datagram的方式传送数据时，只是把数据的目的地记录在数据包中，然后就直接放在网络上进行传输，系统不保证数据一定能够安全送到，也不能确定什么时候可以送到。也就是说，Datagram不能保证传送质量。 InetAddress类 .InetAddress类是Java的IP地址封装类，它不需要用户了解如何实现地址的细节。该类的定义如下：public final class InetAddress extends object implements Serializable 该类里有两个字段：hostName(String)和address(int)，即主机名和IP地址。这两个字段是不公开的，我们不能直接访问它们。 下面我们介绍InetAddress类提供的Internet地址的操作。 1 创建InetAddress对象的方法 InetAddress类没有构造方法，要创建该类的实例对象，可以通过该类的静态方法获得该对象。这些静态方法如下。public static InetAddress getLocalHost() 方法getLocalHost()获得本地机的InetAddress对象，当查找不到本地机器的地址时，触发一个UnknownHostException异常。示范代码如下： try InetAddress address=InetAddress.getLocalHost( ); / 其他处理代码catch(UnknownException e) ; / 异常处理代码public static InetAddress getByName (String host) 方法getByName(String host)获得由host指定的InetAddress对象，host是计算机的域名（也就是名字），其作用跟IP地址一样，只不过域名标识计算机比IP标识计算机更易于记忆。如果找不到主机会触发UnknownHostException异常。示范代码如下： try InetAddress address=InetAddress.getByName( host ); / 其他处理代码catch(UnknownException e) / 异常处理代码public static InetAddress getAllByName(String host) 我们知道，在Internet上不允许多台计算机共用一个名字（或者说是IP地址），但是在Web中，可以用相同的名字代表一组计算机。通过方法InetAddressgetAllByName(String host)可以获得具有相同名字的一组InetAddress对象。出错了同样会抛出UnknownException异常。示范代码如下： try InetAddress address=InetAddress.getAllByName( host ); / 其他处理代码catch(UnknownException e) / 异常处理代码2 实例：查询IP地址的版本 InteAddress类有一个getAddress()方法，该方法将IP地址以网络字节顺序作为字节数组返回。当前IP只有4个字节，但是当实行IPV6时，就有16个字节了。如果需要知道数组的长度，可以用数组的length字段。使用getAddress( )方法的一般性用法如下所示： InetAddress inetaddress=InetAddress.getLocalHost( );byte address=inetaddress.getAddress( );我们要注意的是返回的byte 字节是无符号的。但是Java没有无符号字节的基本数据类型，因此如果要对返回的字节操作时，必须要将int做适当的调整。下面的方法就实现了这个目的：int unsignbyte = signbyte 0 ? signbyte + 256 : signbyte; 如果signbyte是负数，就加256使其成为正数，否则就保持不变。下面的程序示例12-1可以查询IP地址是IPV4还是IPV6，还能查询IP的类别。【程序源代码】 1 / = Program Description =2 / 程序名称：示例12-1: IPVersion.java3 / 程序目的：查询IP的版本，熟悉InetAddress用法4 / =5 import .*;6 import java.io.*;7 8 public class IPVersion 9 10 public static void main(String args)11 12 try13 14 InetAddress inetadd=InetAddress.getLocalHost();15 byte address=inetadd.getAddress( );16 if (address.length=4)17 18 System.out.println(The ip version is ipv4);19 int firstbyte=address0;20 if (firstbytejava internethostname=kevinkevin/1D:java projectjava internethostname=kevinkevin/1Java最初是作为一种网络编程语言出现的，它能够使用网络上的各种资源和数据，与服务器建立各种传输通道，将自己的数据传送到网络的各个地方。你可以用Java很轻松地完成这些，因为Java类库提供了很强大的网络功能。 本章主要介绍如下内容：Java网络类和接口InetAddress类URL和URLConnection类TCP/IP服务器与客户端套接字Datagram套接字 Java网络类和接口 Java中有关网络方面的功能都定义在程序包中。Java所提供的网络功能可大致分为三大类：URL和URLConnection 这是三大类功能中最高级的一种。通过URL的网络资源表达方式，很容易确定网络上数据的位置。利用URL的表示和建立，Java程序可以直接读入网络上所放的数据，或把自己的数据传送到网络的另一端。Socket 所谓Socket，可以想像成两个不同的程序通过网络的通道，而这是传统网络程序中最常用的方法。一般在TCP/IP网络协议下的客户服务器软件采用Socket作为交互的方式。Datagram 是这些功能中最低级的一种。其他网络数据传送方式，都假想在程序执行时，建立一条安全稳定的通道。但是以Datagram的方式传送数据时，只是把数据的目的地记录在数据包中，然后就直接放在网络上进行传输，系统不保证数据一定能够安全送到，也不能确定什么时候可以送到。也就是说，Datagram不能保证传送质量。 InetAddress类 .InetAddress类是Java的IP地址封装类，它不需要用户了解如何实现地址的细节。该类的定义如下：public final class InetAddress extends object implements Serializable 该类里有两个字段：hostName(String)和address(int)，即主机名和IP地址。这两个字段是不公开的，我们不能直接访问它们。 下面我们介绍InetAddress类提供的Internet地址的操作。 1 创建InetAddress对象的方法 InetAddress类没有构造方法，要创建该类的实例对象，可以通过该类的静态方法获得该对象。这些静态方法如下。public static InetAddress getLocalHost() 方法getLocalHost()获得本地机的InetAddress对象，当查找不到本地机器的地址时，触发一个UnknownHostException异常。示范代码如下： try InetAddress address=InetAddress.getLocalHost( ); / 其他处理代码catch(UnknownException e) ; / 异常处理代码public static InetAddress getByName (String host) 方法getByName(String host)获得由host指定的InetAddress对象，host是计算机的域名（也就是名字），其作用跟IP地址一样，只不过域名标识计算机比IP标识计算机更易于记忆。如果找不到主机会触发UnknownHostException异常。示范代码如下： try InetAddress address=InetAddress.getByName( host ); / 其他处理代码catch(UnknownException e) / 异常处理代码public static InetAddress getAllByName(String host) 我们知道，在Internet上不允许多台计算机共用一个名字（或者说是IP地址），但是在Web中，可以用相同的名字代表一组计算机。通过方法InetAddressgetAllByName(String host)可以获得具有相同名字的一组InetAddress对象。出错了同样会抛出UnknownException异常。示范代码如下： try InetAddress address=InetAddress.getAllByName( host ); / 其他处理代码catch(UnknownException e) / 异常处理代码2 实例：查询IP地址的版本 InteAddress类有一个getAddress()方法，该方法将IP地址以网络字节顺序作为字节数组返回。当前IP只有4个字节，但是当实行IPV6时，就有16个字节了。如果需要知道数组的长度，可以用数组的length字段。使用getAddress( )方法的一般性用法如下所示： InetAddress inetaddress=InetAddress.getLocalHost( );byte address=inetaddress.getAddress( );我们要注意的是返回的byte 字节是无符号的。但是Java没有无符号字节的基本数据类型，因此如果要对返回的字节操作时，必须要将int做适当的调整。下面的方法就实现了这个目的：int unsignbyte = signbyte 0 ? signbyte + 256 : signbyte; 如果signbyte是负数，就加256使其成为正数，否则就保持不变。下面的程序示例12-1可以查询IP地址是IPV4还是IPV6，还能查询IP的类别。【程序源代码】 1 / = Program Description =2 / 程序名称：示例12-1: IPVersion.java3 / 程序目的：查询IP的版本，熟悉InetAddress用法4 / =5 import .*;6 import java.io.*;7 8 public class IPVersion 9 10 public static void main(String args)11 12 try13 14 InetAddress inetadd=InetAddress.getLocalHost();15 byte address=inetadd.getAddress( );16 if (address.length=4)17 18 System.out.println(The ip version is ipv4);19 int firstbyte=address0;20 if (firstbytejava internethostname=kevinkevin/1D:java projectjava internethostname=kevinkevin/1URL和URLConnection类 URL是Uniform Resource Locator（统一资源定位器）的缩写。在WWW风行后，以URL表示Internet上各种数据资源的位置，已经成为一种标准的方式。为了处理方便，Java将URL封装成URL类， 我们可以用一个URL对象记录下完整的URL信息。 URL类为我们提供了不同的构造方法：public URL(String spec)这个构造方法用指定的URL来创建一个URL对象，比如： try URL rul=new URL(/*/*.html);catch(MalformedURLException e) public URL(String protocol,String host,int port,String file) 该构造方法用指定的协议、主机名、端口号、文件路径及文件名创建一个URL对象，记住file变量必须以下划线开始。比如我们要表示URL：http：/:80/local/searchresult.html则可以这样表示： try URL url=new URL(http,,80,/local/searchresult.html);catch(MalformedURLException e) public URL(String protocol, String host, String file)该构造方法用指定的协议、主机名、路径及文件名创建URL对象。public URL( URL contoxt, String spec)该构造方法用已存在的URL对象context创建URL对象。示例如下： tryURL base=new URL(:80/x-file/1112.html);URL loc=new URL(base , #change);catch(MalformedURLException e) URL类中一些很基本的方法如下：public final Obect getContent() 这个方法取得传输协议。public String getFile() 这个方法取得资源的文件名。 public String getHost() 这个方法取得机器的名称。public int getPort() 这个方法取得端口号。public String getProtocol() 这个方法取得传输协议。public String toString() 这个方法把URL转化为字符串。 1 实例：URL对象的创建及使用 下面我们举例介绍URL对象的创建及使用，见示例12-3。【程序源代码】 1 / = Program Description =2 / 程序名称：示例12-3: Myurl.java3 / 程序目的：熟悉URL对象的创建及使用4 / =5 import . *;6 import java.io.*;7 8 class Myurl9 10 public static void main(String args)11 12 try 13 URL url=new URL(/chn/index.htm);14 System.out.println(the Protocol: +url.getProtocol();15 System.out.println(the hostname: +url.getHost();16 System.out.println(the port: +url.getPort();17 System.out.println(the file:+url.getFile();18 System.out.println(url.toString();19 20 catch(MalformedURLException e) 21 System.out.println(e);22 23 24 【程序输出结果】 the Protocol: httpthe hostname: the port: -1the file:/chn/index.htm/chn/index.htm【程序注解】 在第13行先实例化一个URL对象url，然后在第1418行分别调用了URL对象的一些基本方法：getProtocol()、getHost()、getPort()和getFile()，分别取得了与URL相应的协议、主机名、端口和文件。如果URL地址不对，在第21行抛出MalformedURLException异常。 URLConnection是一个抽象类，代表与URL指定的数据源的动态连接，URLConnection类提供比URL类更强的服务器交互控制。URLConnection允许用POST或PUT和其他HTTP请求方法将数据送回服务器。在包中只有抽象的URLConnection类，其中的许多方法和字段与单个构造器一样是受保护的，这些方法只可以被URLConnection类及其子类访问。 使用URLConnection 对象的一般方法如下：（1）创建一个URL对象。 （2）调用URL对象的openConnection()方法创建这个URL的URLConnection对象。（3）配置URLConnection。（4）读首部字段。（5）获取输入流并读数据。（6）获取输出流并写数据。（7）关闭连接。 当然我们并不需要完成所有这些步骤。比如我们可以接受URL类的默认设置，则可以不设置URLConnection；还有我们有时仅仅需要从服务器读取数据，并不需要向服务器发送数据，则我们就可以省去获取输出流并写数据这一步。 当创建URLConnection对象后，我们可以使用URLConnection对象的操作方法：public int getContentLength() 获得文件的长度。public String getContentType() 获得文件的类型。public long getDate() 获得文件创建的时间。 public long getLastModified() 获得文件最后修改的时间。public InputStream getInputStream() 获得输入流，以便读取文件的数据。 如果URL类的构造函数的参数有问题，比如字符内容不符合URL位置