一、为什么需要网络编程？

本地资源VS网络资源

        当你在电脑上打开一个本地视频文件时，播放器直接从硬盘读取数据并解码显示。这是本地IO，数据来源于你的磁盘。

        当你通过浏览器打开b站看视频时，视频文件不在你的电脑上，而是存储在某台远程服务器上。你的浏览器通过网络，将数据一点一点“下载”到本地，再边下边播。

 网络编程的作用，就是让你的程序能从网络上获取数据，或者把数据提供给网络上的其他程序。

二、网络编程的基本概念

2.1发送端和接收端

在一次网络数据传输中：

        发送端：数据的发送方进程，源主机

        接收端：数据的接收方进程，目的主机。

        这两个概念是相对的。

2.2请求和响应

        在典型的客户端--服务器端模型中，一次完整的数据交互包含两次传输：

1.请求：客户端向服务器端发送数据，表明“我想要什么”

2.响应：服务器端处理完请求后，向客户端返回结果数据。

2.3通信流程

        1.客户端构建请求数据，发送给服务器端

        2.服务器端接收请求，解析并执行相应业务

        3.服务器端将处理结果封装为响应数据，发送给客户端。

        4.客户端接收响应，展示结果给用户

三、Socket套接字——网络编程的基石

3.1什么是Scoket？

        Socket是操作系统提供的一组用于网络通信的编程接口。它封装了TCP/IP协议栈的细节，让我们可以通过简单的函数调用来发送和接收数据。

        在Java中，java.net包提供了Socket相关的类，我们无需关心底层协议实现，直接使用即可。

3.2按传输层协议分类

        Socket主要分为三大类，后续重点介绍前两种：

1.数据报套接字（Datagram Socket）——基于UDP

        UDP（用户数据报协议）是无连接、不可靠的传输层协议。特点：

无连接：发送数据前不需要建立连接，直接发送。

不可靠传输：数据可能丢失、重复、乱序，且没有重传机制。

面向数据报：每次发送和接收都必须以完整的报文为单位。一次发送100字节，接收端必须一次读满100字节，不能分多次读。

有接收缓冲区，无发送缓冲区（直接发送）。

大小受限：单个数据报最大为64KB

2.流套接字（Steam Socket）——基于TCP

        TCP（传输控制协议）是面向连接、可靠的传输层协议。特点：

有连接：通信前必须建立连接（三次握手），通信结束后释放连接（四次挥手）。

可靠传输：这是相对的可靠性，不是绝对不丢包、绝对不重复，而是通过一些规则让接收到的数据是无差错、不丢失、不重复、按序到达的。

有发送缓冲区和接收缓冲区，大小不限（取决于内存）

3.原始套接字（Raw Socket）

        原始套接字允许用户直接操作IP层数据，可以自定义传输层协议。通常用于开发网络工具或安全分析。

四、开发中的注意事项

4.1同一主机测试

在开发阶段，可以在同一台电脑上启动两个Java进程，分别扮演客户端和服务端。此时IP地址使用回环地址（127.0.0.1），数据不会真正经过网卡，而是由操作系统内部转发，非常高效。

4.2端口被占用问题

每个端口同时只能被一个进程绑定。如果服务端尝试绑定一个已经被占用的端口，会抛出BindException。输入命令netstat -ano |findstr 端口号        即可显示占用该端口的进程PID，在任务管理器中可以根据PID找到对应进程。

4.3应用层协议的设计

TCP/UDP指负责传输字节，但接收方如何理解这些字节？这就需要通信双方约定应用层协议。

例如：我们约定请求格式为”命令+参数“，用换行符分隔；响应格式为”状态码+数据“，用JSON或XML序列化。