20145327 《Java程序设计》第十周学习总结

20145327 《Java程序设计》第十周学习总结

教材学习内容总结

• 网络编程就是运行在不同计算机中两个程序之间的数据交换。

• 网络中的每个设备都会有一个唯一的数字标识，这个就是IP地址。在计算机网络中,现在命名IP地址的规定是IPv4协议，该协议规定每个IP地址由4个0-255之间的数字组成，例如10.0.120.34。

• 一个IP地址可以对应多个域名，一个域名只能对应一个IP地址。

• 在实际传输数据以前需要将域名转换为IP地址，实现这种功能的服务器称之为DNS服务器，也就是通俗的说法叫做域名解析。

• IP地址的使用要比域名通用一些。

• 在硬件上规定，端口的号码必须位于0-65535之间，每个端口唯一的对应一个网络程序，一个网络程序可以使用多个端口。

• 通讯的一端发送数据，另外一端反馈数据，网络通讯都基于该模型。

• 在网络通讯中，第一次主动发起通讯的程序被称作客户端(Client)程序，简称客户端，而在第一次通讯中等待连接的程序被称作服务器端(Server)程序，简称服务器。一旦通讯建立，则客户端和服务器端完全一样，没有本质的区别。

• 这种网络编程的结构被称作客户端/服务器结构，也叫做Client/Server结构，简称C/S结构。

• 其实在运行很多程序时，没有必要使用专用的客户端，而需要使用通用的客户端，例如浏览器，使用浏览器作为客户端的结构被称作浏览器/服务器结构，也叫做Browser/Server结构，简称为B/S结构。

• B/S结构其实也就是一种特殊的C/S结构。

• 因为各个网络程序之间协议格式的不同，所以才导致了客户端程序都是专用的结构。

• 在现有的网络中，网络通讯的方式主要有两种：1、 TCP(传输控制协议)方式；2、 UDP(用户数据报协议)方式。在网络通讯中，TCP方式就类似于拨打电话，使用该种方式进行网络通讯时，需要建立专门的虚拟连接，然后进行可靠的数据传输，如果数据发送失败，则客户端会自动重发该数据。而UDP方式就类似于发送短信，使用这种方式进行网络通讯时，不需要建立专门的虚拟连接，传输也不是很可靠，如果发送失败则客户端无法获得。

• 重要的数据一般使用TCP方式进行数据传输，而大量的非核心数据则都通过UDP方式进行传递，在一些程序中甚至结合使用这两种方式进行数据的传递。TCP方式的速度稍微慢一些，而且传输时产生的数据量要比UDP稍微大一些。

• 客户端的编程主要由三个步骤实现：1、 建立网络连接；2、 交换数据；3、 关闭网络连接

• 服务器端的编程由四个步骤实现实现：1、 监听端口；2、 获得连接；3、 交换数据；4、 关闭连接。

• 一般在服务器端编程中，当获得连接时，需要开启专门的线程处理该连接，每个连接都由独立的线程实现。

• 基础的网络类——InetAddress类。该类的功能是代表一个IP地址，并且将IP地址和域名相关的操作方法包含在该类的内部。

• 在Java语言中，对于TCP方式的网络编程提供了良好的支持，在实际实现时，以java.net.Socket类代表客户端连接，以java.net.ServerSocket类代表服务器端连接。

• 在客户端网络编程中，首先需要建立连接，在Java API中以java.net.Socket类的对象代表网络连接，所以建立客户端网络连接，也就是创建Socket类型的对象，该对象代表网络连接，示例如下：

  Socket socket1 = new Socket(“192.168.1.103”,10000);
  
  Socket socket2 = new Socket(“www.sohu.com”,80);
  

• socket1实现的是连接到IP地址是192.168.1.103的计算机的10000号端口，而socket2实现的是连接到域名是www.sohu.com的计算机的80号端口，至于底层网络如何实现建立连接，对于程序员来说是完全透明的。如果建立连接时，本机网络不通，或服务器端程序未开启，则会抛出异常。

• 连接一旦建立，则完成了客户端编程的第一步，紧接着的步骤就是按照“请求-响应”模型进行网络数据交换，在Java语言中，数据传输功能由Java IO实现，也就是说只需要从连接中获得输入流和输出流即可，代码如下：

  OutputStream os = socket1.getOutputStream(); //获得输出流

  InputStream is = socket1.getInputStream(); //获得输入流

• 关闭网络连接，释放网络连接占用的系统端口和内存等资源，完成网络操作，示例代码如下：

  socket1.close();
  

• 实现服务器端监听的代码为：

  ServerSocket ss = new ServerSocket(10000);
  

  该代码实现的功能是监听当前计算机的10000号端口，如果在执行该代码时，10000号端口已经被别的程序占用，那么将抛出异常。否则将实现监听。

• 实现获得连接的代码是：

  Socket socket = ss.accept();
  

• 关闭服务器端连接。实现的代码为：
  
     ss.close();
  

• 在Java API中，实现UDP方式的编程，包含客户端网络编程和服务器端网络编程，主要由两个类实现，分别是：DatagramSocket与DatagramPacket。

• UDP方式的建立连接只需要建立一个连接对象即可， 实现的代码为：

   DatagramSocket ds = new DatagramSocket();
  

• 实现发送数据的代码如下：

   String s = “Hello”;
  
   String host = “127.0.0.1”;
  
   int port = 10001;
  
   //将发送的内容转换为byte数组
  
    byte[] b = s.getBytes();
  
   //将服务器IP转换为InetAddress对象
  
    InetAddress server = InetAddress.getByName(host);
  
    //构造发送的数据包对象
  
    DatagramPacket sendDp = new DatagramPacket(b,b.length,server,port);
  
    //发送数据
  
    ds.send(sendDp);
  

• 实现接收数据以及显示服务器端反馈内容的示例代码如下：

  //构造缓冲数组

  byte[] data = new byte[1024];

  //构造数据包对象

  DatagramPacket received = new DatagramPacket(data,data.length);

  //接收数据

  ds.receive(receiveDp);

  //输出数据内容

  byte[] b = receiveDp.getData(); //获得缓冲数组

  int len = receiveDp.getLength(); //获得有效数据长度

  String s = new String(b,0,len);

  System.out.println(s);

• 闭连接使用连接对象中的close方法即可，实现的代码如下：

         ds.close();
  

• UDP方式的同一个网络连接对象，可以发送到达不同服务器端IP或端口的数据包，这点是TCP方式无法做到的。

• UDP方式服务器端网络编程需要建立一个连接，该连接监听某个端口，实现的代码为：

  DatagramSocket ds = new DatagramSocket(10010);

• 服务器端需要获得客户端的IP和客户端使用的端口号，这个都可以从接收到的数据包中获得。示例代码如下：

  //获得客户端的IP

  InetAddress clientIP = receiveDp.getAddress();

  //获得客户端的端口号

  Int clientPort = receiveDp.getPort();

• 关闭服务器端连接，代码如下：

  ds.close();
  

• 由于各种网络程序使用不同的协议格式，所以不同网络程序的客户端之间无法通用。常见协议的格式：HTTP(Hyper Text Transfer Protocol，超文本传输协议)、FTP(File Transfer Protocol，文件传输协议)，SMTP(Simple Mail Transfer Protocol，简单邮件传输协议)。

教材学习中的问题和解决过程

本周代码托管截图

学习进度条

	代码行数（新增/累积）	博客量（新增/累积）	学习时间（新增/累积）	重要成长
目标	5000行	30篇	400小时
第一周	100/100	1/2	20/20
第二周	250/350	1/3	20/40
第三周	500/850	1/4	25/65
第四周	500/1350	1/5	20/85
第五周	550/1900	1/6	20/105
第六周	600/2500	2/8	20/125
第七周	500/3000	2/10	20/145
第八周	400/3400	3/13	15/160
第九周	100/3500	2/15	15/175
第十周	500/4000	2/17	25/200

参考资料

• Java学习笔记(第8版)
• 《Java学习笔记(第8版)》学习指导
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