浅析网络编程

1.Java网络编程

网络编程是指编写运行在多个设备（计算机）并且通过网络连接起来的程序

常见的网络协议：

• TCP：传输控制协议，是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议
• UDP：用户数据报协议，是一种无连接的通信协议

两个协议常见的应用场景：

1. TCP：
   • 客户端程序和服务器端程序需要多次交互才能实现应用程序的功能，以邮件的接收为例：接收电子邮件使用的是POP3，发送电子邮件使用的是SMTP，传输文件使用的是FTP，在传输层使用的是TCP
   • 应用程序传输的文件需要分段传输，如使用浏览器访问网页，下载文件
2. UTP：
   • 实时通信：视频聊天、微信语言聊天
   • 客户端程序和服务器端程序通信，应用程序发送的数据包不需要分段：域名解析
   • 多播和广播通信：机房老师的屏幕共享

1.1 Socket编程

socket编程也叫套接字编程，应用程序可以通过它发送或者接受数据,可对其像打开文件一样打开/关闭/读写

在TCP/IP协议中，“IP地址+TCP或UDP端口号”唯一标识网络通讯中的一个进程。“IP地址+端口号”就对应一个socket。

以两台计算机使用套接字建立TCP连接为例，分析其步骤：

1. 服务器实例化一个ServerSocket对象，表示是服务器上的端口通信
2. 服务器调用 ServerSocket 类的 accept() 方法，该方法将一直等待，直到客户端连接到服务器上给定的端口
3. 服务器正在等待时，一个客户端实例化一个 Socket 对象，指定服务器名称和端口号来请求连接
4. Socket 类的构造函数试图将客户端连接到指定的服务器和端口号。如果通信被建立，则在客户端创建一个 Socket 对象能够与服务器进行通信
5. 在服务器端，accept() 方法返回服务器上一个新的 socket 引用，该 socket 连接到客户端的 socket
6. 连接建立后，通过使用 I/O 流在进行通信，每一个socket都有一个输出流和一个输入流，客户端的输出流连接到服务器端的输入流，而客户端的输入流连接到服务器端的输出流。

1.2 实例代码

 	import java.io.IOException;
    import java.net.ServerSocket;
    import java.net.Socket;
    
    public class Server {
    
        public Server(int port) {
            try {
                ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(port);
                System.out.println("服务器已启动，等待客户端连接...");
    
                while (true) {
                    Socket socket = serverSocket.accept();
                    System.out.println("收到来自客户端IP：" + socket.getInetAddress() + "，端口号：" + socket.getPort() + " 的连接");
    
                    MyThread myThread = new MyThread(socket);
                    myThread.start();
                }
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    
        public static void main(String[] args) {
            new Server(6666);
        }
    }
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  	import java.io.IOException;
    import java.io.OutputStream;
    import java.net.Socket;
    import java.util.Scanner;
    
    public class Client {
        private static Socket socket;
        private static Scanner in;
        private static OutputStream out;
    
        static {
            try {
                socket = new Socket("127.0.0.1", 6666);
                in = new Scanner(socket.getInputStream());
                out = socket.getOutputStream();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    
        public Client() {
        }
    
        public static void write(String msg) {
    
            try {
                System.out.println("已向服务器发送的数据：" + msg);
                out.write(msg.getBytes());
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    
        public static String read() {
            return in.nextLine();
        }
    }
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2.1 多线程编程

进程是一次程序的执行，是一个程序及其数据在处理机上顺序执行所发生的活动，是系统进行资源分配和调度的一个独立单位

线程是进程中独立运行的子任务

注意：多线程是异步的，线程被调用的时机是随机的，所以使用多线程技术时，代码的运行结果和代码的执行顺序时无关的

实现多线程的常见方法：

1. 继承Thread类
   Thread类的结构：
   public class Thread implements Runnable
2. 实现Runnable接口（推荐）

非线性安全：多个线程对同一对象中的同一实例变量进行操作时会出现值被更改，值不同步的情况，进而影响程序的执行流程

解决出现共享数据的非线程安全问题：在run()方法前加上synchronized，使得多线程在执行run方法时，以排队的方式进行处理，synchronized可以在任意对象及方法上进行加锁操作，加锁的这段代码被称为“互斥区”或“临界区”

sleep()方法：在指定的毫秒数内让当前“正在执行的线程”休眠，暂停执行