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# Java Socket
## ☎️基礎知識點
1. 網絡：將不同區域的計算機連接一起；局域網、城域網、互聯網
2. 地址：IP地址，確定網絡上，一個絕對地址、位置
3. 端口號：區分計算機軟件的，0-65535
- 在同一個協議下，端口號不能重複，不同協議下可以重複
- 1024以下的不要使用，80-->http，21-->ftp
4. 資源定位：URL-->統一資源+定位符；URI-->統一資源
5. 數據的傳輸
- 協議：TCP和UDP協議
- TCP(Transfer Confrol Protocol)：電話，類似三次握手，面向連接，安全可靠，效率低下
- UDP(User Datagram Protocol)：短信，非面向連接，效率高
- 傳輸：先封裝，後拆封
## ☎️相關Java類
- InetAddress(不包含端口) InetSocketAddress(包含端口)
DNS域名解析
- URL
- TCP: ServerSocket Socket
- UDP: DatagramSocket DatagramPacket
### InetAddress
封裝IP及DNS域名解析，不封裝端口
[Java8 官方API文檔 InetAddress](https://docs.oracle.com/javase/8/docs/api/java/net/InetAddress.html)
```java
InetAddress addr = InetAddress.getLocalHost();//使用getLocalHost方法創建InetAddress對象
System.out.println(addr.getHostAddress());//192.168.1.100
System.out.println(addr.getHostName());//返回域名或計算機名，DESKTOP-2496BOD
addr = InetAddress.getByName("www.163.com");//根據域名得到InetAddress對象
System.out.println(addr.getHostAddress());//210.61.180.160
System.out.println(addr.getHostName());//www.163.com
addr = InetAddress.getByName("61.135.253.15");//根據IP得到InetAddress對象
System.out.println(addr.getHostAddress());//61.135.253.15
System.out.println(addr.getHostName());//61.135.253.15；若這個IP地址不存在或域名不能解析，則返回IP地址
```
### InetSocketAddress
[Java8 官方API文檔 InetSocketAddress](https://docs.oracle.com/javase/8/docs/api/java/net/InetSocketAddress.html)
- 建構子
```java
InetSocketAddress(String hostname, int port)
InetSocketAddress(InetAddress addr, int port)
```
- 常用方法
```java
InetSocketAddress address = new InetSocketAddress("127.0.0.1", 9999);
address = new InetSocketAddress(InetAddress.getByName("127.0.0.1", 9999));
System.out.println(address.getAddress());/// 獲取InetAddress，IP地址，127.0.0.1
System.out.println(address.getHostName());// 獲取計算機名，activate.adobe.com
System.out.println(address.getPort());// 獲取端口號，9999
```
### URL
[Java8 官方API文檔 URL](https://docs.oracle.com/javase/8/docs/api/java/net/URL.html)
URI(Uniform Resource Identifier)：統一資源標識符，用來唯一的標識一個資源
URL(Uniform Resource Locator)：統一資源定位器，它是一種具體的URI
- 組成：
1. 協議
2. 存放資源的主機域名
3. 端口(默認:80)
4. 資源名(端口之後，相對於主機的地址)
- 建構子
```java
URL(String spec);// 絕對路徑構建
URL(URL context, String spec);// 相對路徑構建
```
- 常用方法
```java
URL url = new URL("http://www.baidu.com:80/index.html#aa?uname=michong");//絕對路徑構建
url = new URL("http://www.baidu.com:80/a/");
url = new URL(url, "b.txt");//相對路徑構建
System.out.println(url.toString());
System.out.println("協議：" + url.getProtocol());//協議：http
System.out.println("域名：" + url.getHost());//域名：www.baidu.com
System.out.println("端口：" + url.getPort());//端口：80
System.out.println("資源：" + url.getFile());//資源：/a/b.txt
System.out.println("相對路徑：" + url.getPath());
System.out.println("錨點：" + url.getRef());
System.out.println("參數：" + url.getQuery());//存在錨點為null
```
#### 獲取網頁資源
IO流的使用可參考[🍀JavaSE_04_IO](https://hackmd.io/@W3snnHv8TgC_U2ElYL9ATQ/JavaSE_04_IO)。
- 使用字節流獲取：不建議使用此方法，會亂碼。
```java
URL url = new URL("http://www.baidu.com");//主頁默認資源index.html
//獲取資源網絡流，會亂碼
InputStream is = url.openStream();
byte[] flush = new byte[1024];
int len = 0;
while(-1 != (len=is.read(flush))){
System.out.println(new String(flush, 0, len));
is.colse();
}
```
- 使用字符流獲取：建議使用的方法。
```java
//轉換流，網路爬蟲(下載資源)
BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(url.openStream(), "utf-8"));//解碼字符集
BrfferedWriter bw = new BufferedWriter(new OutputStream(new FileOutputStream("baidu.html", "utf-8")));//指定轉出的文件
String msg = null;
while((msg = br.readLine()) != null){
System.out.println(msg);
bw.append(msg);
bw.newLine();
}
bw.flash;
bw.close();
br.close();
```
- 字節數組的輸出
```java
//字節數據 + Data輸出流
//DataOutputStream数据输出流 将java基本数据类型写入数据输出流中。并可以通过数据输入流DataInputStream将数据读入。
public static byte[] convert(double num) throws IOException{
byte[] data = null;
ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();
DateOutputStream dos = new DataOutputStream(bos);
dos.writeDouble(num);
dos.flush();
//獲取數據
data = data = bos.toByteArray();
dos.close();
return data;
}
```
- 字節數組的輸入
```java
//字節數組 + Data 輸入流
public static double convert(byte[] data) throws IOEception{
DataInputStream dis = new DataInputStream(new ByteArrayInputStream(data));
double num = dis.readDouble();
dis.close();
return num;
}
```
## ☎️UDP
以數據為中心，非面向連接，不安全，數據可能丟失，效率高
DatagramSocket，相當於是碼頭
DatagramPacket，相當於是發送和接收數據的集裝箱
### 客戶端
```java
// 1. 創建客戶端：DatagramSocket類 + 指定端口
DatagramSocket client = new DatagramSocket(6666);
// 2. 準備數據：字節數組
String msg = "USG編程";
byte[] data = msg.getBytes();
// 3. 打包：DatagramPacket + 服務器地址及端口
//DatagramPacket(byte[] buf, int length, InetAddress, int port)
DatagramPacket packet = new DatagramPacket(data, data.length, new InetSocketAddress("localhost", 8888));
// 4. 發送
client.send(packet);
// 5. 釋放資源
client.close();
```
### 服務器端
```java
// 1. 創建服務端：DatagramSocket類 + 指定端口
DatagramSocket server = new DatagramSocket(8888);
// 2. 準備接收容器：字節數組，封裝DatagramPacket
byte[] container = new byte[1024];
// 3. 封裝成包，DatagramPacket(byte[] buf, int length)
DatagramPacket packet = new DatagramPacket(container, container.length);
// 4. 接受數據
server.receive(packet);
// 5. 分析數據
byte[] data = packet.getData();
int len = packet.getLength();
System.out.println(new String(data, 0, len));
// 6. 釋放資源
server.close();
```
## ☎️TCP
面向連接，安全、可靠、效率低，類似於打電話
1. 面向連接：請求Request-響應Response
2. Socket編程
- 服務器(指定端口號)：ServerSocket([Java8 官方API文檔 Socket](https://docs.oracle.com/javase/8/docs/api/java/net/ServerSocket.html))
- 客戶端(端口號自動分配)：Socket([Java8 官方API文檔 Socket](https://docs.oracle.com/javase/8/docs/api/java/net/Socket.html))
3. 聊天室Socket實現原理
- 客戶端可以發送數據 + 接收數據，並且每個客戶端相互獨立的
- 為每個客戶端建立線程
- 輸入流和輸出流應彼此獨立(多個線程)
### 客戶端
```java
//1. 創建客戶端，必須指定服務器+端口，此時就在連接
//Socket (String host, int port)
Socket client = new Socket("localhost", 8888);
//2. 接收數據 + 發送數據
/*
//輸入流，使用BufferedReader
BufferedReader br = new BufferedReader(new BufferedReader(new InputStreamReader(client.getInputStream())));
String echo = br.readLine();//阻塞式方法，無行結束符會出錯
System.out.println(echo);
*/
DataInputStream dis = new DataInputStream(client.getInputStream());
String echo = dis.readUTF();
System.out.println(echo);
```
### 服務器端
```java
//1. 創建服務器，指定端口，ServerSocket(int port)
ServerSocket server = new ServerSocket(8888);//localhost:8888
//2. 接收客戶端連接，阻塞式
while(true) {//為了可以接收多個客戶端，一個accept()一個客戶端
Socket socket = server.accept();//accept()偵園並接受到此套接字的連接，返回Socket
System.out.println("客戶端建立連接");
//3. 發送數據 + 接收數據
String msg = "歡迎使用";
/*
//輸出流，使用BufferedWriter
BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(socket.getOutputStream()));
bw.write(msg);
bw.newLine();//強制加上行結束符，BufferedWriter和BufferedReader傳遞時要注意
bw.flush();
*/
DataOutputStream dos = new DataOutputStream(socket.getOutputStream());
dos.writeUTF(msg);
dos.flush();
}
```
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