20155327 2016-2017-2 《Java程序设计》第10周学习总结

20155327 2016-2017-2 《Java程序设计》第十周学习总结

教材学习内容总结

Java的网络编程
网络编程

网络编程就是在两个或两个以上的设备(例如计算机)之间传输数据。
网络概述

1.计算机网络概述

（1）路由器和交换机组成了核心的计算机网络，计算机只是这个网络上的节点以及控制等，通过光纤、网线等连接将设备连接起来，从而形成了一张巨大的计算机网络。

（2）网络最主要的优势在于共享：共享设备和数据，现在共享设备最常见的是打印机。

（3）IP地址：为了能够方便的识别网络上的每个设备，网络中的每个设备的唯一的数字标识。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。IP地址可能是固定的，例如网络上各种各样的服务器；也可以是动态的，例如使用ADSL拨号上网的宽带用户。

（4）域名(Domain Name)：例如sohu.com等。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。

（5）DNS服务器：在网络中传输的数据，全部是以IP地址作为地址标识，所以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。

（6）端口(port)：让一个计算机可以同时运行多个网络程序，在同一个计算机中每个程序对应唯一的端口。 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。

2.网络编程概述

网络编程就是在两个或两个以上的设备(例如计算机)之间传输数据。程序员所作的事情就是把数据发送到指定的位置，或者接收到指定的数据，这个就是狭义的网络编程范畴。在发送和接收数据时，大部分的程序设计语言都设计了专门的API实现这些功能，程序员只需要调用即可。

3.网络通讯方式

（1）现有的网络中，网络通讯的方式主要有两种：

·TCP(传输控制协议)方式
·UDP(用户数据报协议)方式
（2）TCP方式：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。重要的数据一般使用TCP方式进行数据传输。由于TCP需要建立专用的虚拟连接以及确认传输是否正确，所以使用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。

（3）UDP方式：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。大量的非核心数据则都通过UDP方式进行传递。
网络编程技术

1.网络编程步骤

（1）客户端网络编程步骤

1、建立网络连接：客户端网络编程的第一步都是建立网络连接。在建立网络连接时需要指定连接到的服务器的IP地址和端口号，建立完成以后，会形成一条虚拟的连接，后续的操作就可以通过该连接实现数据交换了。
2、交换数据：连接建立以后，就可以通过这个连接交换数据了。交换数据严格按照请求响应模型进行，由客户端发送一个请求数据到服务器，服务器反馈一个响应数据给客户端，如果客户端不发送请求则服务器端就不响应。根据逻辑需要，可以多次交换数据，但是还是必须遵循请求响应模型。
3、关闭网络连接：在数据交换完成以后，关闭网络连接，释放程序占用的端口、内存等系统资源，结束网络编程。
（2）服务器端网络编程步骤

1、 监听端口：服务器端属于被动等待连接，所以服务器端启动以后，不需要发起连接，而只需要监听本地计算机的某个固定端口即可。这个端口就是服务器端开放给客户端的端口，服务器端程序运行的本地计算机的IP地址就是服务器端程序的IP地址。

2、 获得连接：当客户端连接到服务器端时，服务器端就可以获得一个连接，这个连接包含客户端的信息，例如客户端IP地址等等，服务器端和客户端也通过该连接进行数据交换。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。

3、 交换数据：服务器端通过获得的连接进行数据交换。服务器端的数据交换步骤是首先接收客户端发送过来的数据，然后进行逻辑处理，再把处理以后的结果数据发送给客户端。简单来说，就是先接收再发送，这个和客户端的数据交换数序不同。其实，服务器端获得的连接和客户端连接是一样的，只是数据交换的步骤不同。当然，服务器端的数据交换也是可以多次进行的。在数据交换完成以后，关闭和客户端的连接。

4、 关闭连接：当服务器程序关闭时，需要关闭服务器端，通过关闭服务器端使得服务器监听的端口以及占用的内存可以释放出来，实现了连接的关闭。

（3）TCP方式是需要建立连接的，对于服务器端的压力比较大，而UDP是不需要建立连接的，对于服务器端的压力比较小。

2.Java网络编程技术

（1）和网络编程有关的基本API位于~java.net~包中，该包中包含了基本的网络编程实现，该包是网络编程的基础。该包中既包含基础的网络编程类，也包含封装后的专门处理WEB相关的处理类。

（2）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。

3.TCP编程

（1）TCP方式的网络通讯是指在通讯的过程中保持连接，只需要建立一次网络连接，就可以多次传输数据。

（2）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。程序员实际编程时，只需要指定IP地址和端口号码就可以建立连接了。

（3）客户端网络编程：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);
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，然后将需要发送的数据写入连接对象的输出流中，在发送完成以后从输入流中读取数据即可。示例代码如下：

OutputStream os = socket1.getOutputStream(); //获得输出流
InputStream is = socket1.getInputStream();//获得输入流
最后当数据交换完成以后，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();
（4）简单的网络客户端程序示例：

如果需要在控制台下面编译和运行该代码，需要首先在控制台下切换到源代码所在的目录，然后依次输入编译和运行命令：

javac –d . SimpleSocketClient.java

java tcp.SimpleSocketClient
（5）服务器端程序编程：由于服务器端实现的是被动等待连接，所以服务器端编程的第一个步骤是监听端口，也就是监听是否有客户端连接到达。实现服务器端监听的代码为：

ServerSocket ss = new ServerSocket(10000);
服务器端编程的第二个步骤是获得连接。该步骤的作用是当有客户端连接到达时，建立一个和客户端连接对应的Socket连 接对象，从而释放客户端连接对于服务器端端口的占用。实现功能就像公司的前台一样，当一个客户到达公司时，会告诉前台我找某某某，然后前台就通知某某某， 然后就可以继续接待其它客户了。通过获得连接，使得客户端的连接在服务器端获得了保持，另外使得服务器端的端口释放出来，可以继续等待其它的客户端连接。 实现获得连接的代码是：

Socket socket = ss.accept();
最后，在服务器端通信完成以后，关闭服务器端连接。实现的代码为：

ss.close();
（6）echo服务器端代码示例：

在控制台下面编译和运行该程序的命令和客户端部分的类似。

（7）复用Socket连接：建立连接以后，将数据交换的逻辑写到一个循环中就可以了。这样只要循环不结束则连接就不会被关闭。

建立一次连接，进行多次数据交换示例（使用SimpleSocketServer服务器代码）：

出现异常的原因：服务器端是对话一次数据以后就关闭了连接，如果服务器端程序关闭了，客户端继续发送数据肯定会出现异常。

复用服务器端的连接示例：

（8）使服务器端支持多个客户端同时工作：服务器端接收到一个连接时，启动一个专门的线程处理和该客户端的通讯。改写的服务端示例程序将由两个部分组成，MulThreadSocketServer类实现服务器端控制，实现接收客户端连接，然后开启专门的逻辑线程处理该连接，LogicThread类实现对于一个客户端连接的逻辑处理，将处理的逻辑放置在该类的run方法中。

（9）线程池(Thread pool)：就是在程序启动时首先把需要个数的线程对象创建好。可以提高程序的执行速度，优化程序对于内存的占用等。

4.网络概述

按照计算机网络的定义，通过一定的物理设备将处于不同位置的计算机连接起来组成的网络，这个网络中包含的设备有：计算机、路由器、交换机等等。路由器和交换机组成了核心的计算机网络，计算机只是这个网络上的节点以及控制等，通过光纤、网线等连接将设备连接起来，从而形成了一张巨大的计算机网络。网络最主要的优势在于共享：共享设备和数据。

了能够方便的识别网络上的每个设备，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，，每个接入网络的计算机都拥有唯一的IP地址，这个IP地址可能是固定的，也可以是动态的，无论以何种方式获得或是否是固定的，每个计算机在联网以后都拥有一个唯一的合法IP地址。

但是由于IP地址不容易记忆，所以为了方便记忆，有创造了另外一个概念——域名(Domain Name)。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。

网络编程就是两个或多个程序之间的数据交换，和普通的单机程序相比，网络程序最大的不同就是需要交换数据的程序运行在不同的计算机上，这样就造成了数据交换的复杂。

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。

网络编程的结构包含两种，分别为：客户端/服务器结构(C/S结构)和浏览器/服务器结构(B/S结构)。 使用C/S结 构的程序，在开发时需要分别开发客户端和服务器端，优势是表现力丰富。但是这种结构也存在着很多不足，例如通用性差，也就是说一种程序的客户端只能和对应的服务器端通讯，而不能和其它服务器端通讯，在实际维护时，也需要维护专门的客户端和服务器端，维护的压力比较大。使用B/S结构的程序，在开发时只需要开发服务器端即可，这种结构的优势在于开发的压力比较小，不需要维护客户端。但是这种结构也存在着很多不足，例如浏览器的限制比较大，表现力不强，无法进行系统级操作等。

P2P程序是一种特殊的程序，一个P2P程序中既包含客户端程序，也包含服务器端程序。

协议在网络编程中就是确定网络中传输的数据格式。

在现有的网络中，网络通讯的方式主要有两种：TCP(传输控制协议)方式以及UDP(用户数据报协议)方式。在网络通讯中，TCP方式在网络通讯时，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方式在进行网络通讯时，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。

在网络编程中，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。由于TCP需要建立专用的虚拟连接以及确认传输是否正确，所以使用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。
网络协议

1.网络协议是指对于网络中传输的数据格式的规定。网络协议的实质也是客户端程序和服务器端程序对于数据的一种约定，使用数字来代表内容，进行设计时一般遵循“简单、通用、容易解析”的原则进行。

2.在网络编程中，对于同一个网络程序来说，一般都会涉及到两个网络协议格式：客户端发送数据格式和服务器端反馈数据格式，在实际设计时，需要一一对应。

3.客户端程序和服务器端程序需要进行协议处理的代码分别如下。

客户端程序需要完成的处理为：

1、 客户端发送协议格式的生成
2、 服务器端反馈数据格式的解析
服务器端程序需要完成的处理为：

1、 服务器端反馈协议格式的生成
2、 客户端发送协议格式的解析
4.对于一种网络程序来说，网络协议格式是该程序最核心的技术秘密。

上周考试错题总结

• 教材第十章示例代码中（p 305 IO .java ）类符合SOLID原则中的OCP和DIP原则。

• 连线题
  答案：类与接口之间也要有连线。

结对及互评

评分标准

正确使用Markdown语法（加1分）：
不使用Markdown不加分
有语法错误的不加分（链接打不开，表格不对，列表不正确...）
排版混乱的不加分
模板中的要素齐全（加1分）
缺少“教材学习中的问题和解决过程”的不加分
缺少“代码调试中的问题和解决过程”的不加分
代码托管不能打开的不加分
缺少“结对及互评”的不能打开的不加分
缺少“上周考试错题总结”的不能加分
缺少“进度条”的不能加分
缺少“参考资料”的不能加分
教材学习中的问题和解决过程, 一个问题加1分

代码调试中的问题和解决过程, 一个问题加1分

本周有效代码超过300分行的（加2分）
一周提交次数少于20次的不加分
其他加分：
周五前发博客的加1分
感想，体会不假大空的加1分
排版精美的加一分
进度条中记录学习时间与改进情况的加1分
有动手写新代码的加1分
课后选择题有验证的加1分
代码Commit Message规范的加1分
错题学习深入的加1分
点评认真，能指出博客和代码中的问题的加1分
结对学习情况真实可信的加1分
扣分：
有抄袭的扣至0分
代码作弊的扣至0分
迟交作业的扣至0分
点评模板：

博客中值得学习的或问题：
xxx
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...
代码中值得学习的或问题：
xxx
xxx
...
基于评分标准，我给本博客打分：XX分。得分情况如下：xxx

参考示例

点评过的同学博客和代码

本周结对学习情况

20155327
结对照片
结对学习内容

...
上周博客互评情况（只要链接，具体点评放相应博客下）

20155302
20155215
20155334
20155306
20155209

其他（感悟、思考等，可选）

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 10/10 1/1 10/10
第二周 110/200 1/2 10/20
第三周 150/350 1/3 10/30
第四周 400/750 1/4 15/45
第五周 430/1200 1/5 20/65
第六周 700/2000 1/6 20/85
第七周 700/2700 3/9 30/115
第八周 300/3000 1/10 40/135
第九周 500/3500 2/12 65/200
第十周 500/4000 1/13 30/230
尝试一下记录「计划学习时间」和「实际学习时间」，到期末看看能不能改进自己的计划能力。这个工作学习中很重要，也很有用。
耗时估计的公式
：Y=X+X/N ，Y=X-X/N，训练次数多了，X、Y就接近了。

参考：软件工程软件的估计为什么这么难，软件工程 估计方法

计划学习时间:XX小时

实际学习时间:XX小时

改进情况：

(有空多看看现代软件工程 课件
软件工程师能力自我评价表)

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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