Java网络基础[编辑 | 编辑源代码]

Java网络编程是使用Java语言进行网络通信的技术，它允许程序通过网络发送和接收数据。Java提供了丰富的API（如`java.net`包）来支持各种网络协议（如TCP/IP、UDP）和操作（如Socket编程、URL处理）。本章将介绍Java网络编程的基础知识，包括网络模型、Socket编程、HTTP通信等内容。

网络模型简介[编辑 | 编辑源代码]

Java网络编程基于OSI七层模型和TCP/IP四层模型。TCP/IP模型是实际应用中最常见的网络模型，包含以下四层：

1. 应用层（HTTP、FTP、SMTP等） 2. 传输层（TCP、UDP） 3. 网络层（IP） 4. 网络接口层（以太网、Wi-Fi等）

Java主要工作在应用层和传输层，提供对TCP和UDP协议的支持。

Socket编程基础[编辑 | 编辑源代码]

Socket是网络通信的基本单元，Java通过`java.net.Socket`和`java.net.ServerSocket`类实现TCP通信，通过`java.net.DatagramSocket`实现UDP通信。

TCP Socket示例[编辑 | 编辑源代码]

以下是一个简单的TCP客户端和服务端通信示例：

服务端代码[编辑 | 编辑源代码]

import java.io.*;
import java.net.*;

public class TCPServer {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 创建服务器Socket，监听端口8888
        ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8888);
        System.out.println("服务器启动，等待客户端连接...");
        
        // 等待客户端连接
        Socket clientSocket = serverSocket.accept();
        System.out.println("客户端已连接: " + clientSocket.getInetAddress());
        
        // 获取输入输出流
        BufferedReader in = new BufferedReader(
            new InputStreamReader(clientSocket.getInputStream()));
        PrintWriter out = new PrintWriter(clientSocket.getOutputStream(), true);
        
        // 读取客户端消息并回复
        String inputLine;
        while ((inputLine = in.readLine()) != null) {
            System.out.println("收到客户端消息: " + inputLine);
            out.println("服务器回复: " + inputLine);
        }
        
        // 关闭资源
        in.close();
        out.close();
        clientSocket.close();
        serverSocket.close();
    }
}

客户端代码[编辑 | 编辑源代码]

import java.io.*;
import java.net.*;

public class TCPClient {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 创建Socket连接服务器
        Socket socket = new Socket("localhost", 8888);
        
        // 获取输入输出流
        BufferedReader in = new BufferedReader(
            new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
        PrintWriter out = new PrintWriter(socket.getOutputStream(), true);
        
        // 发送消息并接收回复
        BufferedReader stdIn = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        String userInput;
        while ((userInput = stdIn.readLine()) != null) {
            out.println(userInput);
            System.out.println("服务器回复: " + in.readLine());
        }
        
        // 关闭资源
        in.close();
        out.close();
        stdIn.close();
        socket.close();
    }
}

运行结果[编辑 | 编辑源代码]

1. 先启动服务端，再启动客户端 2. 在客户端控制台输入消息，如"Hello" 3. 服务端会显示"收到客户端消息: Hello" 4. 客户端会收到"服务器回复: Hello"

UDP Socket示例[编辑 | 编辑源代码]

UDP是无连接的协议，以下是UDP通信示例：

发送端代码[编辑 | 编辑源代码]

import java.net.*;

public class UDPSender {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        DatagramSocket socket = new DatagramSocket();
        String message = "Hello UDP";
        byte[] data = message.getBytes();
        
        InetAddress address = InetAddress.getByName("localhost");
        DatagramPacket packet = new DatagramPacket(
            data, data.length, address, 9876);
        
        socket.send(packet);
        System.out.println("消息已发送");
        socket.close();
    }
}

接收端代码[编辑 | 编辑源代码]

import java.net.*;

public class UDPReceiver {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        DatagramSocket socket = new DatagramSocket(9876);
        byte[] buffer = new byte[1024];
        DatagramPacket packet = new DatagramPacket(buffer, buffer.length);
        
        System.out.println("等待接收数据...");
        socket.receive(packet);
        
        String received = new String(
            packet.getData(), 0, packet.getLength());
        System.out.println("收到消息: " + received);
        
        socket.close();
    }
}

URL处理[编辑 | 编辑源代码]

Java提供了`URL`和`URLConnection`类来处理URL资源：

import java.io.*;
import java.net.*;

public class URLExample {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        URL url = new URL("https://www.example.com");
        URLConnection connection = url.openConnection();
        BufferedReader in = new BufferedReader(
            new InputStreamReader(connection.getInputStream()));
        
        String inputLine;
        while ((inputLine = in.readLine()) != null) {
            System.out.println(inputLine);
        }
        in.close();
    }
}

实际应用场景[编辑 | 编辑源代码]

1. 即时通讯应用：使用Socket实现客户端和服务端的实时通信 2. 文件传输：通过Socket传输文件数据 3. Web爬虫：使用URLConnection获取网页内容 4. 物联网设备通信：使用UDP实现设备间的轻量级通信

网络性能优化[编辑 | 编辑源代码]

1. 使用连接池管理Socket连接 2. 对于大量小数据包，考虑合并发送 3. 使用NIO（非阻塞IO）提高并发性能 4. 合理设置Socket超时时间

安全考虑[编辑 | 编辑源代码]

1. 使用SSL/TLS加密通信（如`SSLSocket`） 2. 验证输入数据，防止注入攻击 3. 限制最大连接数，防止拒绝服务攻击 4. 敏感数据加密传输

总结[编辑 | 编辑源代码]

Java网络编程提供了强大的API来处理各种网络通信需求。理解TCP和UDP的区别、掌握Socket编程是Java网络开发的基础。在实际应用中，还需要考虑性能优化和安全问题。随着学习的深入，可以进一步探索NIO、Netty等高级网络编程技术。