Java网络编程

Java最初是作为一种网络编程语言出现的，它能够使用网络上的各种资源和数据，与服务器建立各种传输通道，将自己的数据传送到网络的各个地方。你可以用Java很轻松地完成这些，因为Java类库提供了很强大的网络功能。

本章主要介绍如下内容：

Java网络类和接口

InetAddress类

URL和URLConnection类

TCP/IP服务器与客户端套接字

Datagram套接字

Java网络类和接口

Java中有关网络方面的功能都定义在java.net程序包中。Java所提供的网络功能可大致分为三大类：

URL和URLConnection 这是三大类功能中最高级的一种。通过URL的网络资源表达方式，很容易确定网络上数据的位置。利用URL的表示和建立，Java程序可以直接读入网络上所放的数据，或把自己的数据传送到网络的另一端。

Socket 所谓Socket，可以想像成两个不同的程序通过网络的通道，而这是传统网络程序中最常用的方法。一般在TCP/IP网络协议下的客户服务器软件采用Socket作为交互的方式。

Datagram 是这些功能中最低级的一种。其他网络数据传送方式，都假想在程序执行时，建立一条安全稳定的通道。但是以Datagram的方式传送数据时，只是把数据的目的地记录在数据包中，然后就直接放在网络上进行传输，系统不保证数据一定能够安全送到，也不能确定什么时候可以送到。也就是说，Datagram不能保证传送质量。

InetAddress类

java.net.InetAddress类是Java的IP地址封装类，它不需要用户了解如何实现地址的细节。该类的定义如下：
public final class InetAddress extends object implements Serializable

该类里有两个字段：hostName(String)和address(int)，即主机名和IP地址。这两个字段是不公开的，我们不能直接访问它们。

下面我们介绍InetAddress类提供的Internet地址的操作。

1 创建InetAddress对象的方法

InetAddress类没有构造方法，要创建该类的实例对象，可以通过该类的静态方法获得该对象。这些静态方法如下。

public static InetAddress getLocalHost()

方法getLocalHost()获得本地机的InetAddress对象，当查找不到本地机器的地址时，触发一个UnknownHostException异常。示范代码如下：

try {
    InetAddress address=InetAddress.getLocalHost( );
    …;     // 其他处理代码
}
catch(UnknownException e) { 
    …;  // 异常处理代码
}

public static InetAddress getByName (String host)

方法getByName(String host)获得由host指定的InetAddress对象，host是计算机的域名（也就是名字），其作用跟IP地址一样，只不过域名标识计算机比IP 标识计算机更易于记忆。如果找不到主机会触发UnknownHostException异常。示范代码如下：

try {
    InetAddress  address=InetAddress.getByName( host );
    …;      // 其他处理代码
}
catch(UnknownException e) {
    …   // 异常处理代码
}

public static InetAddress[] getAllByName(String host)

我们知道，在Internet上不允许多台计算机共用一个名字（或者说是IP地址），但是在Web中，可以用相同的名字代表一组计算机。通过方法InetAddress［］getAllByName(String host)可以获得具有相同名字的一组InetAddress对象。出错了同样会抛出UnknownException异常。示范代码如下：

try {
    InetAddress  address=InetAddress.getAllByName( host );
    …;    // 其他处理代码
}
catch(UnknownException e) {
    …   // 异常处理代码
}

2 实例：查询IP地址的版本

InteAddress类有一个getAddress()方法，该方法将IP地址以网络字节顺序作为字节数组返回。当前IP只有 4个字节，但是当实行IPV6时，就有16个字节了。如果需要知道数组的长度，可以用数组的length字段。使用getAddress( )方法的一般性用法如下所示：

InetAddress inetaddress=InetAddress.getLocalHost( );
byte[ ] address=inetaddress.getAddress( );

我们要注意的是返回的byte[ ]字节是无符号的。但是Java没有无符号字节的基本数据类型，因此如果要对返回的字节操作时，必须要将int做适当的调整。下面的方法就实现了这个目的：
int unsignbyte = signbyte < 0 ? signbyte + 256 : signbyte;

如果signbyte是负数，就加256使其成为正数，否则就保持不变。
下面的程序示例12-1可以查询IP地址是IPV4还是IPV6，还能查询IP的类别。
【程序源代码】

1 // ==================== Program Description ==================
2 // 程序名称：示例12-1: IPVersion.java
3 // 程序目的：查询IP的版本，熟悉InetAddress用法
4 // ======================================================
5 import java.net.*;
6 import java.io.*;
7 
8 public class IPVersion 
9 {
10     public static void main(String args[])
11     {
12    try
13    {
14    InetAddress inetadd=InetAddress.getLocalHost();
15    byte[ ] address=inetadd.getAddress( );
16    if (address.length==4)
17    {
18                System.out.println("The ip version is ipv4");
19 int firstbyte=address[0];
20 if (firstbyte<0)
21   firstbyte += 256;
22      if((firstbyte&0x80)==0 )
23      System.out.println("the ip class is A");
24      else if ((firstbyte&0xC0)==0x80 )
25      System.out.println("The ip class is B");
26      else if((firstbyte&0xE0)==0xC0 )
 
27        System.out.println("The ip class is C");
28                 else if((firstbyte&0xF0)==0xE0)
29                    System.out.println("The ip class is D");
30                    else if((firstbyte&0xF8)==0xF0 )
31                       System.out.println("The ip class is E");     
32    }
33    else if(address.length==16)
34    System.out.println("The ip version is ipv6");
35       }
36       catch (Exception e)
37       { };
38     }
39 }

【程序输出结果】

The ip version is ipv4
The ip class is C

【程序注解】
在第14行用getLocalHost()方法得到本地的InetAddress对象 inetadd，然后调用getAddress()方法返回IP字节数组，如果是4个字节的，就是IPV4，如果是16个字节的，就是IPV6。最后我们就可以根据第一个字节数判断网络类型。如果第一字节的形式是0*******，则这个地址就是A类地址。以表12-1判定可以得到B、C、D、E类地址。

表12-1  判断网络类型的位串
类 高  位  串
A 0……
B 10……
C 110……
D 1110……
E 11110……

笔者所用主机的IP地址是C类地址，所以程序的输出结果为"The ip class is C"。如果运行该程序的主机的IP地址为其他类型，输出结果会随之改变。

下面我们再介绍InetAddress类的另外两个方法。

public String getHostName()
getHostName()方法返回一个字符串，就是主机名字。如果被查询的机器没有主机名，或者如果使用了Applet，但是它的安全性却禁止查询主机名，则该方法就返回一个具有点分形式的数字IP地址。一般的使用方法如下所示：

InetAddress inetadd = InetAddress.getLocalHost( );
String localname= inetadd.getHostName( );

public String toString()
toSring()方法得到主机名和IP地址的字符串，其具体形式如下：主机名/点分地址

如果一个InetAddress对象没有主机名，则点分格式的IP地址将会被代替。

下面的程序示例12-2就综合使用了getHostName( )和tostring( )方法。
【程序源代码】

1 // ==================== Program Description ==================
2 // 程序名称：示例12-2: Internet.java
3 // 程序目的：熟悉getHostName( )和tostring( )方法
4 // ==============================================================
5 import java.net.*;
6 import java.io.*;
7 
8 class Internet
9 {
10  public static void main(String args[])
11     {
12      try {
13         InetAddress inetadd;
14            inetadd=InetAddress.getLocalHost();
15            System. out. println("hostname="+inetadd.getHostName());
16            System. out. println(inetadd.toString() );
17        }
18        catch(Exception e) {
19            System.out.println(e);
20        }
21     }
22 }

【程序输出结果】

D:java project>java internet
hostname=kevin
kevin/192.168.50.31
D:java project>java internet
hostname=kevin
kevin/192.168.50.31