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Java网络编程
1、网络编程：两个或者以上的设备传输数据
1)、发送数据
2)、接收数据
谁来实现发送数据和接受数据的功能？编程语言的API
程序员的工作：明白通信原理 调用API
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假设发送端A(客户端) 接收端B(服务器)
要A和B进行通讯，首先需要建立连接，那么如何建立连接？
两要素：
IP：标识一台设备地址(到哪里找到设备)
域名：IP难记忆，域名易记忆 中间由DNS(域名服务器)进行IPßà域名
(单有IP地址不够，因为A和B主机通信，实际上是A和B上的两个进程通信)
Port：标识一个进程(线程)
这样IP + Port 就确定了A和B的连接(Socket连接)
Socket:
网络通信其实就是Socket间的通信
数据在两个Socket间通过IO传输
常见的客户端：浏览器
常见的服务端：Tomcat(软件)
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连接是建立了，双方如何明白彼此在说什么呢？比如打电话是用英语还是汉语沟通
通信的规则：协议
通信过程实际上非常复杂：计算机里面只有0和1，我们在QQ上确传输图片？
为了处理这个复杂的通信过程：网络分层模型
网络分层模型：TCP/IP 五层模型：各层各司其责，共同完成通信任务
这样主机A和B之间的通信，分解为层和层之间的通信，各层都需要相应的协议进行”沟通”
应用层：如http协议下传输一张图片
传输层：封装(拆)上层数据 分配端口号
TCP:传输控制协议 UDP：用户数据保协议
网络层：封装(拆)上层数据 IP协议 IP地址 解决路由选择
链路层：封装(拆)上层数据
物理层：0 1 传输
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网络层IP协议：
Java中对IP协议抽象：
InetAddress：详细信息阅读API文档
无构造方法：
InetAddress getByName(Stringhost)：根据主机名获取IP对象
InetAddress getLocalHost()：获取本机IP对象
getHostAddress()：返回IP对象字符串表示的IP地址
getHostName()：返回IP对象的主机名
getAddress()：返回IP对象的原始IP地址，以字节数组表示
传输层协议：
网络编程通用步骤（TCP or UDP）：
客户端（发送端）：
1、 建立网络连接
需要知道服务器的IP地址和对外提供的端口号
若是数据库服务器，还需要带着用户名和密码去连接
2、交换数据
3、关闭网络连接
服务器端（接收端）：
1、监听端口
监听一个端口，等待客户端的连接请求
2、获得连接
3、交换数据
4、关闭连接
UDP：无需连接的不可靠传输，速度快，64byte
UDP数据包格式： +数据
UDP接收端编程涉及的步骤是4个部分：建立连接、发送数据、接收数据和关闭连接
1）连接建立
发送端使用系统随机分配的一个本地计算机的未用端口号，可以通过指定连接使用的端口号来创建发送端连接，一般在建立发送端连接时没有必要指定端口号
2）发送数据（封装数据）
在发送数据时，需要将需要发送的数据内容首先转换为byte数组，然后将数据内容、接收端IP和接收端端口号一起构造成一个DatagramPacket类型的对象
3）UDP接收端编程中接收数据
UDP发送端也需要接收数据？
4）关闭连接
UDP方式接收端端网络编程涉及的步骤是：建立连接、接收数据、分析数据和关闭连接
1）连接建立
由于接收端端的端口需要固定，所以一般在建立接收端端连接时，都指定端口号
2）接收数据
3）解析数据
4）关闭连接
接收端的连接可以一直开着
Java中的UDP通信的实现类：
UDP是公共协议，Java根据面向对象的思想，将UDP相关内容进行抽象
DatagramSocket（封装socket）：详细信息阅读API文档
DatagramSocket类表示用来发送和接收数据报包的套接字, 数据报套接字是包投递服务的发送或接收点，DatagramSocket实现的就是发送数据时的发射器，以及接收数据时的监听器的角色。类比于TCP中的网络连接，该类既可以用于实现发送端连接，也可以用于实现发送端端连接。
构造方法：
DatagramSocket(int port)
创建数据报套接字并将其绑定到本地主机上的指定端口
DatagramSocket(int port, InetAddress laddr)
创建数据报套接字，将其绑定到指定的本地地址
成员方法：
receive(DatagramPacket p) ：从此套接字接收数据报包
void send(DatagramPacket p)：从此套接字发送数据报包
bind(SocketAddress addr)：将此 DatagramSocket 绑定到特定的地址和端口
void close()：关闭此数据报套接字
void connect(InetAddress address, int port) ：将套接字连接到此套接字的远程地址
void connect(SocketAddress addr) ：将此套接字连接到远程套接字地址
void disconnect()：断开套接字的连接。
getInetAddress()：返回此套接字连接的地址
InetAddress getLocalAddress()：获取套接字绑定的本地地址
getPort()：返回此套接字连接的端口
getLocalPort()：返回套接字绑定的本地端口
DatagramPacket（封装数据包）：详细信息阅读API文档
DatagramPacket类实现对于网络中传输的数据封装，也就是说，该类的对象代表网络中交换的数据。在UDP方式的网络编程中，无论是需要发送的数据还是需要接收的数据，都必须被处理成DatagramPacket类型的对象
构造方法：
用于发送的数据包：指定发送内容，目的IP，目的端口
public DatagramPacket(byte[] buf,int length,InetAddress address,intport)
用于接收的数据包：指定包长，注意包里面包含发送端的IP和端口
public DatagramPacket(byte[] buf,int length)
成员方法：
getAddress()：返回接收或发送此数据报文的机器的IP地址
getData()：返回接收的数据或发送出的数据
getLength()：返回发送出的或接收到的数据的长度
getPort()：返回接收或发送该数据报文的远程主机端口号
对于发送的数据包：
setAddress(InetAddress address):设置接收端的IP地址
setPort(int port):设置接收端的端口号
TCP：建立连接的可靠传输 速度慢大量数据
TCP数据报格式：
TCP三次握手机制：
第一次握手：客户端发送一个SYN给服务器，然后等待服务器的回发确认信息
第二次握手：服务器发送一个SYN-ACK给客户端，确认已经收到客户端发来的信息
第三次握手：客户端接收到服务器发来的确认信息后，再回馈一个ACK给服务器
TCP连接建立
ACK：TCP数据包首部中的确认标志，对已接收到的TCP报文进行确认
SYN：TCP/IP建立连接时使用的握手信号
TCP四次断开机制：
因为TCP/IP的连接是全双工的，所以每个方向都要单独进行关闭
当TCP单方向上的数据传输完后，都会再送一个FIN过去，告诉对方我这方向上的数据将要关闭了，请你做好准备。当对方接到FIN后就会通知应用层TCP连接已经终止了这一方向上的数据的传输。发送FIN通常是应用层进行关闭的结果。
第一次：客户端向服务器发送数据后，将FIN置1，通知将要关闭这一方向上的数据连接
第二次：服务器接受到FIN后，关闭该方向上的数据的连接，将ACK置1
第三次：服务器向客户端申请反方向上的数据连接的断开，将FIN置1
第四次：客户端接到服务器发来的申请，将ACK置1，双方同时关闭连接
TCP客户端编程涉及的步骤：
1）建立连接
创建客户端socket服务，建议明确目的IP地址和目的端口号
2）交换数据
若连接建立成功，说明数据传输通道（socket流）已建立，socket流是底层自动建立的，有socke输出流和socket输入流，根据面向对象的思想，由Socket对象获取socket流，分别是getOutputStream和getInputStream
发送客户端数据：往socket输出流OutputStream里面写数据
接收服务器返回的数据：从socket输入流InputStream里面读数据
3）关闭连接
TCP客户端编程涉及的步骤：
1）监听端口
创建ServerSocket对象，指定服务器监听的端口号
2）等待连接
等待连接：Socket accept()：获取连接过来的客户端Socket对象,服务端自身不需要流，获取连接过来的客户端socket即可，它客户端原始的Socket对象不同，方向正好相反：
原始Socket对象：
Socket:[addr=/192.168.1.245,port=8888,localport=64531]
ServerSocket获取的Socket对象：
Socket[addr=/192.168.1.245,port=64531,localport=8888]
3）交换数据
通过accept获取的Socket对象来获取socket输入输出流，交换数据
接收来自客户端的数据：从socket输入流InputStream里面读数据
给客户端返回信息：往socket输出流OutputStream里面写数据
4）关闭连接
因为根据ServerSocket分别创建了每一个连接过来的Socket对象，因此当首先关闭它
服务器ServerSocket通常不关闭
参考下图：
Java中TCP通信的实现类：
Socket（封装客户端socket）:详细信息查看API文档
构造函数：
Socket()：
未连接的socket,使用系统默认的SocketImpl
Socket(InetAddress address,int port)：
Socket(String host,int port)：
连接到指定的地址
成员方法：
InputStream getInputStream()：获取socket输入流
OutputStream getOutputStream()：获取socket输出流
connect(SocketAddress endpoint)：同服务端建立连接
ServerSocket（封装服务器端socket）：详细信息查看API文档
构造函数：
ServerSocket(intport):
创建服务器socket，绑定指定的端口
成员方法：
Socket accept()：获取连接过来的客户端socket
getInetAddress()：获取连接到此socket的远端IP地址
getLocalAddress()：获取连接到此socket的本机IP地址
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应用层协议Http：
Tomcat服务器：
Tomcat是软件，对外提供可访问的Web资源
Tomcat能够处理客户端请求，对外提供Servlet接口，只要实现了Servlet接口的类作为参数传递给Tomcat，它都能帮我们做出相应的处理。Servlet就是Java脚本片段
Interface Servlet的继承体系：
Interface Servlet
---class HttpServlet
---interface JspPage
---interface HttpJspPage
Tomcat的配置非常重要
JavaWeb的学习
HTTP分析工具和包：
Firebug：Firefox 插件
HttpClient：模拟浏览器功能，实质就是封装了HTTP协议
HTPP请求和响应（详细的信息查阅相关文档）：
客户端发送的请求：
GET / HTTP/1.1
Accept:text/html, application/xhtml+xml, */*
Accept-Language:zh-CN
User-Agent:Mozilla/5.0 (compatible; MSIE 9.0; Windows NT 6.1; Trident/5.0)
Accept-Encoding:gzip, deflate
Host:192.168.1.156:9090
Connection:Keep-Alive
……
// 空行：请求消息头和请求体之间有空行
// 请求体：如注册输入的信息,登陆输入的信息
具体分析：
GET / HTTP/1.1
请求行 GET：请求方式 /myweb/MyHtml.html:请求的资源路径 HTTP/1.1：http协议版本
(客户端和服务端都必须遵循HTTP协议,才能进行通信,IE和tomcat都内置了HTTP解析引擎)
// 请求消息头(客户端告诉服务端的信息) 格式：属性名：属性值
Accept:text/html, application/xhtml+xml, */*
// 告诉服务器支持的语言
Accept-Language:zh-CN
// 告诉服务器端用户信息
User-Agent:Mozilla/5.0 (compatible; MSIE 9.0; Windows NT 6.1; Trident/5.0)
// 告诉服务器端,客户端支持的压缩格式
Accept-Encoding:gzip, deflate
// 客户端要访问的主机
Host:192.168.1.156:9090
Connection:Keep-Alive
// 空行：请求消息头和请求体之间有空行
// 请求体：如注册输入的信息,登陆输入的信息
服务端发回应答消息：
HTTP/1.1 200OK // 应答行,HTTP协议版本 应答状态码 应答状态描述信息
// 应答消息头
Server:Apache-Coyote/1.1
Accept-Ranges:bytes
ETag:W/"1369-1345969876930"
Last-Modified:Sun, 26 Aug 2012 08:31:16 GMT
Content-Type:text/html
Content-Length:1369
Date: Sat, 29Sep 2012 09:50:20 GMT
Connection:close
……
// 空行
// 应答体
<html>
<head>
<title>MyHtml.html</title>
<meta http-equiv="keywords"content="keyword1,keyword2,keyword3">
<meta http-equiv="description" content="this is mypage">
<meta http-equiv="content-type" content="text/html;charset=UTF-8">
<!--<link rel="stylesheet" type="text/css"href="./styles.css">-->
</head>
<body>
This is my HTML page. <br>
<dl>
<dt>上层项目内容</dt>
<dd>下层项目</dd>
</dl>
<ultype="square">
<li>无序项目类表</li>
<li>无序项目类表</li>
<li>无序项目类表</li>
<li>无序项目类表</li>
</ul>
<oltype="a">
<li>有序的项目类表</li>
<li>有序的项目类表</li>
<li>有序的项目类表</li>
<li>有序的项目类表</li>
</ol>
</body>
</html>
Http解析过程：
IE向Tomcat发送HTTP请求信息,Tomcat启动HTTP解析引擎,解析HTTP请求信息;Tomcat向IE发送应答消息(应答消息头和应答体),IE启动HTTP解析引擎,解析应答消息头
解析完发现主体数据是HTML形式,IE启动HTML解析引擎解析应答体,仅将应答体显示出来
mybrowser向Tomcat发送HTTP请求信息,虽然mybrowser没有内置HTTP解析引擎,但是仿照HTTP请求消息格式发送HTTP请求信息,Tomcat解析,发回应答消息
但是,mybrowser露馅了,mybrowser无法解析应答消息头,于是将所有的信息显示出来了(包括应答消息头)
URL:统一资源定位器
Java中把URL抽象：URL类(详细信息查阅API文档)