网络编程 （1）

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