20145235 《Java程序设计》第10周学习总结

教材学习内容总结

网络编程

• 网络编程对于很多的初学者来说，都是很向往的一种编程技能，但是很多的初学者却因为很长一段时间无法进入网络编程的大门而放弃了对于该部分技术的学习。
• 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。
• IP地址和域名很好的解决了在网络中找到一个计算机的问题，但是为了让一个计算机可以同时运行多个网络程序，就引入了另外一个概念——端口(port)。计算机上可以并发运行多个网络程序，而不会在互相之间产生干扰。

计算机网络概述

• 计算机网络：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。
• IP地址：网络中的每个设备都会有一个唯一的数字标识，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
• 域名：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。
• 域名解析：通过DNS服务器将域名转换为IP地址。
• 端口：在同一个计算机中每个程序对应唯一的端口，这样一个计算机上就可以通过端口区分发送给每个端口的数据了，也就是一个计算机上可以并发运行多个网络程序，而不会在互相之间产生干扰。
• 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。

网络编程步骤

客户端的编程主要由三个步骤实现：

• 建立网络连接: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。
• 交换数据
• 关闭网络连接

服务器端一般实现程序的核心逻辑以及数据存储等核心功能四个步骤:

• 1·监听端口
• 2·获得链接
• 3·交换数据
• 4·关闭连接

Java网络编程技术

• 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。
• 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。关于该类的使用，下面通过一个基础的代码示例演示该类的使用。

TCP编程

• TCP方式的网络编程,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，连接一旦建立，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。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。
• TCP类型的服务器端的编写：
• 1.服务器端编程的第一个步骤是监听端口，如ServerSocket ss = new ServerSocket(10000)。
• 2.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,实现获得连接的代码是：Socket socket = ss.accept()。
• 3.连接获得以后，后续的编程就和客户端的网络编程类似了，这里获得的Socket类型的连接就和客户端的网络连接一样了，只是服务器端需要首先读取发送过来的数据，然后进行逻辑处理以后再发送给客户端，也就是交换数据的顺序和客户端交换数据的步骤刚好相反。
• 4.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()。
• 下面以一个简单的echo服务实现为例子，介绍综合使用示例。echo的意思就是“回声”，echo服务器端实现的功能就是将客户端发送的内容再原封不动的反馈给客户端。

UDP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。

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。

学习进度条