Java网络编程函数的使用方法和案例讲解

Java网络编程是指利用JAVA语言进行网络通信的技术，它包括使用TCP和UDP协议以及Socket与ServerSocket等类实现网络通信。

一、TCP协议和Socket编程

TCP协议是一种可靠的数据传输协议，它通过三次握手建立连接，确保数据的正确传输。使用TCP协议的Socket编程，可以实现客户端与服务器之间的通信。

1. 创建客户端Socket

String ip = "localhost"; // 服务器IP地址
int port = 8000; // 服务器端口号
Socket socket = new Socket(ip, port);

2. 创建服务器端ServerSocket

int port = 8000; // 服务器端口号
ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(port);

3. 创建输入输出流

客户端需要通过输出流向服务器端发送数据，服务器端需要通过输入流接收客户端发送的数据。

// 客户端输出流
OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();
// 服务器端输入流
InputStream inputStream = socket.getInputStream();

4. 发送和接收数据

客户端可以通过输出流向服务器发送数据，服务器端通过输入流接收客户端发送的数据。

// 客户端发送数据
String message = "Hello Server!";
byte[] data = message.getBytes();
outputStream.write(data);

// 服务器端接收数据
byte[] buffer = new byte[1024];
inputStream.read(buffer);
String message = new String(buffer);
System.out.println(message);

二、UDP协议和DatagramPacket编程

UDP协议是一种不可靠的数据传输协议，但是它的传输效率比TCP协议高。使用UDP协议的DatagramPacket编程，可以实现不需要连接的客户端和服务器之间的通信。

1. 创建DatagramSocket

int port = 8000; // 端口号
DatagramSocket datagramSocket = new DatagramSocket(port);

2. 创建DatagramPacket

// 发送数据
String message = "Hello Server!";
byte[] data = message.getBytes();
InetAddress address = InetAddress.getByName("localhost");
int port = 8000;
DatagramPacket packet = new DatagramPacket(data, data.length, address, port);

// 接收数据
byte[] buffer = new byte[1024];
DatagramPacket packet = new DatagramPacket(buffer, buffer.length);
datagramSocket.receive(packet);

3. 发送和接收数据

// 发送数据
datagramSocket.send(packet);

// 接收数据
byte[] buffer = packet.getData();
String message = new String(buffer);
System.out.println(message);

三、NIO网络编程

NIO（New IO）是一种基于缓冲区、通道和选择器的高效IO操作方式，可以实现非阻塞IO。使用NIO网络编程，可以实现异步、高效的网络通信。

1. 创建Selector

Selector selector = Selector.open();

2. 创建Channel

// 创建ServerSocketChannel
ServerSocketChannel serverSocketChannel = ServerSocketChannel.open();
serverSocketChannel.bind(new InetSocketAddress(8000));
serverSocketChannel.configureBlocking(false);

// 创建SocketChannel
SocketChannel socketChannel = SocketChannel.open();
socketChannel.configureBlocking(false);
socketChannel.connect(new InetSocketAddress("localhost", 8000));

3. 注册Channel和Selector的关系

serverSocketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);
socketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_CONNECT | SelectionKey.OP_READ | SelectionKey.OP_WRITE);

4. 通过Selector选择注册的Channel并处理事件

while (true) {
    int select = selector.select();
    if (select > 0) {
        Set<SelectionKey> selectionKeys = selector.selectedKeys();
        for (SelectionKey selectionKey : selectionKeys) {
            if (selectionKey.isAcceptable()) {
                ServerSocketChannel server = (ServerSocketChannel) selectionKey.channel();
                SocketChannel channel = server.accept();
                channel.configureBlocking(false);
                channel.register(selector, SelectionKey.OP_READ | SelectionKey.OP_WRITE);
            } else if (selectionKey.isConnectable()) {
                SocketChannel channel = (SocketChannel) selectionKey.channel();
                channel.finishConnect();
                channel.configureBlocking(false);
                channel.register(selector, SelectionKey.OP_READ | SelectionKey.OP_WRITE);
            } else if (selectionKey.isReadable()) {
                SocketChannel channel = (SocketChannel) selectionKey.channel();
                ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
                channel.read(buffer);
                buffer.flip();
                System.out.println(new String(buffer.array()));
            } else if (selectionKey.isWritable()) {
                SocketChannel channel = (SocketChannel) selectionKey.channel();
                String message = "Hello Server!";
                ByteBuffer buffer = ByteBuffer.wrap(message.getBytes());
                channel.write(buffer);
            }
        }
        selectionKeys.clear();
    }
}

总结

在JAVA网络编程中，TCP和UDP协议及Socket和DatagramPacket类是最常用的类库，使用NIO网络编程可以实现高效的非阻塞IO通信。对于不同的应用场景，可以选择适合的网络编程方式。