20145231第十周学习笔记

20145231 《Java程序设计》第10周学习总结

教材学习内容总结

Java网络编程技术

数据交换

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。每个接入网络的计算机都拥有唯一的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。

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。

计算机可以通过端口将数据传输给不同的网络程序而互不干扰。

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。

网络通讯基于“请求-响应”模型。也就是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。

网络编程中的两种程序就分别是客户端和服务器端。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。

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。

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。

协议：规定了传输数据格式。

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

客户端网络编程步骤

1、建立网络连接
2、交换数据
3、关闭网络连接

服务器端网络编程步骤

1、监听端口
2、获得连接
3、交换数据
4、关闭网络连接

Java网络编程技术

和网络编程有关的基本API位于java.net包中。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。

代码实例：

 package inetaddressdemo;

import java.net.*;
/**
 * 演示InetAddress类的基本使用
 */
public class InetAddressDemo {
         public static void main(String[] args) {
                   try{
                            //使用域名创建对象
                            InetAddress inet1 = InetAddress.getByName("www.163.com");
                            System.out.println(inet1);
                            //使用IP创建对象
                            InetAddress inet2 = InetAddress.getByName("127.0.0.1");
                            System.out.println(inet2);
                            //获得本机地址对象
                            InetAddress inet3 = InetAddress.getLocalHost();
                            System.out.println(inet3);
                            //获得对象中存储的域名
                            String host = inet3.getHostName();
                            System.out.println("域名：" + host);
                            //获得对象中存储的IP
                            String ip = inet3.getHostAddress();
                            System.out.println("IP:" + ip);
                   }catch(Exception e){}
         }
}

执行结果：


www.163.com/220.181.28.50

/127.0.0.1
chen/192.168.1.100
域名：chen
IP:192.168.1.100

TCP编程

TCP方式的网络编程实现时，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。由于高度的封装，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。一方面简化了Java语言网络编程的难度，另外也使得Java语言进行网络底层系统编程很困难，具体点说，Java语言无法实现底层的网络嗅探以及获得IP包结构等信息。

代码示例如下：

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

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

TDP编程

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：

①DatagramSocket：实现“网络连接”，包括客户端网络连接和服务器端网络连接。DatagramSocket实现的就是发送数据时的发射器，以及接收数据时的监听器的角色。类比于TCP中的网络连接，该类既可以用于实现客户端连接，也可以用于实现服务器端连接。

②DatagramPacket：实现对于网络中传输的数据封装，该类的对象代表网络中交换的数据。在UDP方式的网络编程中，无论是需要发送的数据还是需要接收的数据，都必须被处理成DatagramPacket类型的对象，该对象中包含发送到的地址、发送到的端口号以及发送的内容等。和TCP方式的网络传输相比，IO编程在UDP方式的网络编程中变得不是必须的内容，结构也要比TCP方式的网络编程简单一些。

素数判别
1、网络程序的功能都分为客户端程序和服务器端程序实现，下面先描述一下每个程序分别实现的功能：

1、客户端程序功能：

a) 接收用户控制台输入

b) 判断输入内容是否合法

c) 按照协议格式生成发送数据

d) 发送数据

e) 接收服务器端反馈

f) 解析服务器端反馈信息，并输出

2、服务器端程序功能：

a) 接收客户端发送数据

b) 按照协议格式解析数据

c) 判断数字是否是质数

d) 根据判断结果，生成协议数据

e) 将数据反馈给客户端

猜数字小游戏

客户端程序功能列表：

① 接收用户控制台输入

② 判断输入内容是否合法

③ 按照协议格式发送数据

④ 根据服务器端的反馈给出相应提示

 服务器端程序功能列表:

① 接收客户端发送数据

② 按照协议格式解析数据

③ 判断发送过来的数字和随机数字的关系

④ 根据判断结果生产协议数据

⑤ 将生产的数据反馈给客户端

 其中客户端程序协议格式如下：

1、将用户输入的数字转换为字符串，然后转换为byte数组

2、发送“quit”字符串代表退出

 其中服务器端程序协议格式如下：

1、反馈长度为1个字节，数字0代表相等(猜中)，1代表大了，2代表小了，其它数字代表错误。

教材学习中的问题和解决过程

问题：如何实现两台电脑之间的数据传输？

解决方法：以一个简单的网络客户端程序示例

package tcp;
import java.io.*;
import java.net.*;
/**
 * 简单的Socket客户端
 * 功能为：发送字符串“Hello”到服务器端，并打印出服务器端的反馈
 */
public class SimpleSocketClient {
         public static void main(String[] args) {
                   Socket socket = null;
                   InputStream is = null;
                   OutputStream os = null;
                   //服务器端IP地址
                   String serverIP = "127.0.0.1";
                   //服务器端端口号
                   int port = 10000;
                   //发送内容
                   String data = "Hello";
                   try {
                            //建立连接
                            socket = new Socket(serverIP,port);
                            //发送数据
                            os = socket.getOutputStream();
                            os.write(data.getBytes());
                            //接收数据
                            is = socket.getInputStream();
                            byte[] b = new byte[1024];
                            int n = is.read(b);
                            //输出反馈数据
                            System.out.println("服务器反馈：" + new String(b,0,n));
                   } catch (Exception e) {
                            e.printStackTrace(); //打印异常信息
                   }finally{
                            try {
                                     //关闭流和连接
                                     is.close();
                                     os.close();
                                     socket.close();
                            } catch (Exception e2) {}
                   }
         }
}

该代码只起演示目的，还无法达到实用的级别

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

和SimpleSocketServer服务器端组合运行时，程序的输出结果为：

     服务器反馈：Hello

代码调试中的问题和解决过程

问题：新建一个类，出错如下图：

解决方法：项目中没有这个类的包，可以把包名删掉，或者加一个包。如图：

运行如图：

其他（感悟、思考等，可选）

学习了Java网络编程这篇博客后，对网络编程基础有了一些了解，但觉得有些地方说的还是比较抽象，要通过具体运行代码才知道，比如两台计算机之间如何建立网络连接，如何确定IP地址等。

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	2/4	21/41
第三周	450/950	3/7	22/63
第四周	450/1365	2/9	20/83
第五周	450/1815	2/11	20/113
第六周	450/2315	2/13	20/133
第七周	300/2615	2/15	15/148
第八周	300/2915	2/17	15/163
第九周	200/3115	2/19	10/173
第十周	100/3215	2/21	5 /178	了解网络编程