Java 网络编程
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包中J2SE的API包含有类和接口，它们提供低层次的通信细节。你可以直接使用这些类和接口，来专注于解决问题，而不用关注通信细节。
java.net包中提供了两种常见的网络协议的支持：
- TCP： TCP是传输控制协议的缩写，它保障了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:UDP是用户数据报协议的缩写，一个无连接的协议。提供了应用程序之间要发送的数据的数据包。
本教程主要讲解以下两个主题。
- Socket 编程: 这是使用最广泛的网络概念，它已被解释地非常详细
- URL 处理: 这部分会在另外的篇幅里讲，点击这里更详细地了解在Java语言中的URL处理。
Socket 编程
套接字使用TCP提供了两台计算机之间的通信机制。 客户端程序创建一个套接字，并尝试连接服务器的套接字。
当连接建立时，服务器会创建一个Socket对象。客户端和服务器现在可以通过对Socket对象的写入和读取来进行进行通信。
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来监听客户端，并与他们建立连接的机制。
以下步骤在两台计算机之间使用套接字建立TCP连接时会出现：
- 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，该方法将一直等待，直到客户端连接到服务器上给定的端口。
- 服务器正在等待时，一个客户端实例化一个Socket对象，指定服务器名称和端口号来请求连接。
- 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流在进行通信。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器端的输入流，而客户端的输入流连接到服务器端的输出流。
TCP是一个双向的通信协议，因此数据可以通过两个数据流在同一时间发送.以下是一些类提供的一套完整的有用的方法来实现sockets。
ServerSocket 类的方法
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：
| 序号 | 方法描述 |
| 1 | public ServerSocket(int port) throws IOException 创建绑定到特定端口的服务器套接字。 |
| 2 | 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。 |
| 3 | 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。 |
| 4 | public ServerSocket() throws IOException 创建非绑定服务器套接字。 |
创建非绑定服务器套接字。 如果ServerSocket构造方法没有抛出异常，就意味着你的应用程序已经成功绑定到指定的端口，并且侦听客户端请求。
这里有一些ServerSocket类的常用方法：
| 序号 | 方法描述 |
| 1 | public int getLocalPort() 返回此套接字在其上侦听的端口。 |
| 2 | public Socket accept() throws IOException 侦听并接受到此套接字的连接。 |
| 3 | public void setSoTimeout(int timeout) 通过指定超时值启用/禁用 SO_TIMEOUT，以毫秒为单位。 |
| 4 | 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.
| 序号 | 方法描述 |
| 1 | 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。 |
| 2 | 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。 |
| 3 | 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。 |
| 4 | 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。 |
| 5 | 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。
下面列出了一些感兴趣的方法，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。
| 序号 | 方法描述 |
| 1 | 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。 |
| 2 | public InetAddress getInetAddress() 返回套接字连接的地址。 |
| 3 | public int getPort() 返回此套接字连接到的远程端口。 |
| 4 | public int getLocalPort() 返回此套接字绑定到的本地端口。 |
| 5 | 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。 |
| 6 | public InputStream getInputStream() throws IOException 返回此套接字的输入流。 |
| 7 | public OutputStream getOutputStream() throws IOException 返回此套接字的输出流。 |
| 8 | 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。下面列出了Socket编程时比较有用的方法：
| 序号 | 方法描述 |
| 1 | static InetAddress getByAddress(byte[] addr) 在给定原始 IP 地址的情况下，返回 InetAddress 对象。 |
| 2 | static InetAddress getByAddress(String host, byte[] addr) 根据提供的主机名和 IP 地址创建 InetAddress。 |
| 3 | static InetAddress getByName(String host) 在给定主机名的情况下确定主机的 IP 地址。 |
| 4 | String getHostAddress() 返回 IP 地址字符串（以文本表现形式）。 |
| 5 | String getHostName() 获取此 IP 地址的主机名。 |
| 6 | static InetAddress getLocalHost() 返回本地主机。 |
| 7 | 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("Connecting to " + serverName
+ " on port " + port);
Socket client = new Socket(serverName, port);
System.out.println("Just connected to "
+ 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("Server says " + 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("Waiting for client on port " +
serverSocket.getLocalPort() + "...");
Socket server = serverSocket.accept();
System.out.println("Just connected to "
+ server.getRemoteSocketAddress());
DataInputStream in =
new DataInputStream(server.getInputStream());
System.out.println(in.readUTF());
DataOutputStream out =
new DataOutputStream(server.getOutputStream());
out.writeUTF("Thank you for connecting to "
+ server.getLocalSocketAddress() + "
Goodbye!");
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.start();
}catch(IOException e)
{
e.printStackTrace();
}
}
}
编译以上 java 代码，并执行以下命令来启动服务，使用端口号为 6066：
$ java GreetingServer 6066 Waiting for client on port 6066...
像下面一样开启客户端：
$ java GreetingClient localhost 6066 Connecting to localhost on port 6066 Just connected to localhost/127.0.0.1:6066 Server says Thank you for connecting to /127.0.0.1:6066 Goodbye!