【JavaEE初阶】 网络编程基础与Socket套接字

文章目录

🎋网络编程基础

🚩为什么需要网络编程？

用户在浏览器中，打开在线视频网站，如腾讯看视频，实质是通过网络，获取到网络上的一个视频资源。

与本地打开视频文件类似，只是视频文件这个资源的来源是网络。

相比本地资源来说，网络提供了更为丰富的网络资源：

所谓的网络资源，其实就是在网络中可以获取的各种数据资源。

而所有的网络资源，都是通过网络编程来进行数据传输的。

🚩什么是网络编程？

网络编程，指网络上的主机，通过不同的进程，以编程的方式实现网络通信（或称为网络数据传输）。

当然，我们只要满足进程不同就行；所以即便是同一个主机，只要是不同进程，基于网络来传输数据，也属于网络编程

特殊的情况，对于开发来说，在条件有限的情况下，一般也都是在一个主机中运行多个进程来完成网络编程。

但是，我们一定要明确，我们的目的是提供网络上不同主机，基于网络来传输数据资源：

• 进程A：编程来获取网络资源
• 进程B：编程来提供网络资源

🚩网络编程中的基本概念

关于网络编程中涉及到的一些基本概念我们有必要了解一下

📌发送端和接收端

在一次网络数据传输时：

发送端：数据的发送方进程，称为发送端。发送端主机即网络通信中的源主机。
接收端：数据的接收方进程，称为接收端。接收端主机即网络通信中的目的主机。
收发端：发送端和接收端两端，也简称为收发端。

注意：发送端和接收端只是相对的，只是一次网络数据传输产生数据流向后的概念

📌请求和响应

一般来说，获取一个网络资源，涉及到两次网络数据传输：

• 第一次：请求数据的发送
• 第二次：响应数据的发送。

好比在快餐店点一份炒饭：

• 先要发起请求：点一份炒饭
• 再有快餐店提供的对应响应：提供一份炒饭

📌客户端和服务端

服务端：在常见的网络数据传输场景下，把提供服务的一方进程，称为服务端，可以提供对外服务。

客户端：获取服务的一方进程，称为客户端。

对于服务内容来说，一般是提供以下几种：

• 客户端获取服务资源
• 客户端保存资源在服务端

好比在银行办事：

• 银行提供取款服务：用户（客户端）获取服务端资源（银行替用户保管的现金）
• 银行提供存款服务：用户（客户端）保存资源（现金）在银行（服务端）

📌常见的客户端服务端模型

最常见的场景，客户端是指给用户使用的程序，服务端是提供用户服务的程序：

1. 客户端先发送请求到服务端
2. 服务端根据请求数据，执行相应的业务处理
3. 服务端返回响应：发送业务处理结果
4. 客户端根据响应数据，展示处理结果（展示获取的资源，或提示保存资源的处理结果）

🌴Socket套接字

🚩概念

Socket套接字，是由系统提供用于网络通信的技术，是基于TCP/IP协议的网络通信的基本操作单元。基于Socket套接字的网络程序开发就是网络编程

🚩分类

Socket套接字主要针对传输层协议划分为如下三类：

1. 流套接字：使用传输层TCP协议

TCP，即Transmission Control Protocol（传输控制协议），传输层协议。

以下为TCP的特点（细节请关注博主后续创作）：

• 有连接
• 可靠传输
• 面向字节流
• 有接收缓冲区，也有发送缓冲区
• 大小不限

对于字节流来说，可以简单的理解为，传输数据是基于IO流，流式数据的特征就是在IO流没有关闭的情
况下，是无边界的数据，可以多次发送，也可以分开多次接收

1. 数据报套接字：使用传输层UDP协议

UDP，即User Datagram Protocol（用户数据报协议），传输层协议。

以下为UDP的特点（细节请关注博主后续创作）：

• 无连接
• 不可靠传输
• 面向数据报
• 有接收缓冲区，无发送缓冲区
• 大小受限：一次最多传输64k

对于数据报来说，可以简单的理解为，传输数据是一块一块的，发送一块数据假如100个字节，必须一次发送，接收也必须一次接收100个字节，而不能分100次，每次接收1个字节。

1. 原始套接字

原始套接字用于自定义传输层协议，用于读写内核没有处理的IP协议数据

关于原始套接字博主不会详细介绍，有兴趣的小伙伴可以自己区了解一下。

🚩Java数据报套接字通信模型

java中使用UDP协议通信，主要基于 DatagramSocket 类来创建数据报套接字，并使用

DatagramPacket 作为发送或接收的UDP数据报。对于一次发送及接收UDP数据报的流程如下：

以上只是一次发送端的UDP数据报发送，及接收端的数据报接收，并没有返回的数据。也就是只有请求，没有响应。对于一个服务端来说，重要的是提供多个客户端的请求处理及响应，流程如下：

🚩Java流套接字通信模型

🚩Socket编程注意事项

1. 客户端和服务端：开发时，经常是基于一个主机开启两个进程作为客户端和服务端，但真实的场景，一般都是不同主机。
2. 注意目的IP和目的端口号，标识了一次数据传输时要发送数据的终点主机和进程
3. Socket编程我们是使用流套接字和数据报套接字，基于传输层的TCP或UDP协议，但应用层协议，也需要考虑，这块我们在后续来说明如何设计应用层协议。
4. 关于端口被占用的问题 如果一个进程A已经绑定了一个端口，再启动一个进程B绑定该端口，就会报错，这种情况也叫端口被占用。对于java进程来说，端口被占用的常见报错信息如下：

• 此时需要检查进程B绑定的是哪个端口，再查看该端口被哪个进程占用。以下为通过端口号查进程 的方式： 在cmd输入 netstat -ano | findstr 端口号 ，则可以显示对应进程的pid。如以下命令显示了8888进程的pid
• 在任务管理器中，通过pid查找进程

解决端口被占用的问题：

• 如果占用端口的进程A不需要运行，就可以关闭A后，再启动需要绑定该端口的进程B
• 如果需要运行A进程，则可以修改进程B的绑定端口，换为其他没有使用的端口。

⭕总结

关于《【JavaEE初阶】 网络编程基础与Socket套接字简介》就讲解到这儿，感谢大家的支持，欢迎各位留言交流以及批评指正，如果文章对您有帮助或者觉得作者写的还不错可以点一下关注，点赞，收藏支持一下！