20145214 《Java程序设计》第10周学习总结

20145214 《Java程序设计》第10周学习总结

学习内容总结

计算机网络概述

• 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。每个计算机在联网以后都拥有一个唯一的合法IP地址。
• 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。
• 有了IP地址和端口的概念以后，在进行网络通讯交换时，就可以通过IP地址查找到该台计算机，然后通过端口标识这台计算机上的一个唯一的程序。这样就可以进行网络数据的交换了。

网络编程概述

• 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。
• C/S结构和B/S结构是现在网络编程中常见的两种结构，B/S结构其实也就是一种特殊的C/S结构。
• P2P程序是一种特殊的程序，应该一个P2P程序中既包含客户端程序，也包含服务器端程序，例如BT，使用客户端程序部分连接其它的种子(服务器端)，而使用服务器端向其它的BT客户端传输数据。
• 在实际进行数据交换时，为了让接收端理解该数据，计算机比较笨，什么都不懂的，那么就需要规定该数据的格式，这个数据的格式就是协议。

网络通讯方式

• 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

• 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。

客户端网络编程步骤

• 1、 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：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。
• 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。

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：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：先接收再发送，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。

Java网络编程技术

• 一个基础的网络类——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。
• InetAddressDemo.java运行结果如下
  
  

TCP编程

• 创建Socket类型的对象，该对象代表网络连接。

    Socket socket1 = new Socket(“192.168.1.103”,10000);
  

• 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。

     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。

    socket1.close();
  

• 简单的echo服务实现如下。
  
  
  
  

• 建立一次连接，进行多次数据交换实现如下。
  
  
  
  
  
  

UDP方式的网络编程

• 首先介绍UDP方式的网络编程中建立连接的实现。其中UDP方式的建立连接和TCP方式不同，只需要建立一个连接对象即可，不需要指定服务器的IP和端口号码。

• 在发送数据时，需要将需要发送的数据内容首先转换为byte数组，然后将数据内容、服务器IP和服务器端口号一起构造成一个DatagramPacket类型的对象，这样数据的准备就完成了，发送时调用网络连接对象中的send方法发送该对象即可。

• 接收数据在Java语言中的实现是这样的：首先构造一个数据缓冲数组，该数组用于存储接收的服务器端反馈数据，该数组的长度必须大于或等于服务器端反馈的实际有效数据的长度。然后以该缓冲数组为基础构造一个DatagramPacket数据包对象，最后调用连接对象的receive方法接收数据即可。接收到的服务器端反馈数据存储在DatagramPacket类型的对象内部。

• UDP方式客户端网络编程的最后一个步骤就是关闭连接。虽然UDP方式不建立专用的虚拟连接，但是连接对象还是需要占用系统资源，所以在使用完成以后必须关闭连接。关闭连接使用连接对象中的close方法即可

• UDP客户端编程中发送数据的实现如下。
  
  
  
  
  
  

• 客户端多次发送以及服务器端支持多个数据包同时处理实现如下。
  
  
  
  

网络协议

• 网络协议是指对于网络中传输的数据格式的规定。
• 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。

质数判别示例运行如下

代码托管截图如下

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	200/200	2/2	20/20
第二周	300/500	1/3	20/40
第三周	400/900	1/4	25/65
第四周	1236/2136	1/5	30/95
第五周	1045/3181	1/6	35/130
第六周	1827/5028	2/8	35/165
第七周	234/5262	2/10	30/195
第八周	265/5527	2/12	30/225
第九周	438/5665	2/14	30/255
第十周	2186/7851	2/16	30/285

参考资料

• Java学习笔记(第8版)
• 《Java学习笔记(第8版)》学习指导