java网络编程
java.net.Socket
Socket(套接字)封装了TCP协议的通讯细节，是的我们使用它可以与服务端建立网络链接，并通过 它获取两个流(一个输入一个输出)，然后使用这两个流的读写操作完成与服务端的数据交互
java.net.ServerSocket
ServerSocket运行在服务端，作用有两个:
1:向系统申请服务端口，客户端的Socket就是通过这个端口与服务端建立连接的。
2:监听服务端口，一旦一个客户端通过该端口建立连接则会自动创建一个Socket，并通过该Socket与客户端进行数据交互。
如果我们把Socket比喻为电话，那么ServerSocket相当于是某客服中心的总机。
与服务端建立连接案例:
package socket;
import java.io.IOException;
import java.net.Socket;
/**
* 聊天室客户端
*/
public class Client {
/*
java.net.Socket 套接字
Socket封装了TCP协议的通讯细节，我们通过它可以与远端计算机建立链接，
并通过它获取两个流(一个输入，一个输出)，然后对两个流的数据读写完成
与远端计算机的数据交互工作。
我们可以把Socket想象成是一个电话，电话有一个听筒(输入流)，一个麦克
风(输出流)，通过它们就可以与对方交流了。
*/
private Socket socket;
/**
* 构造方法，用来初始化客户端
*/
public Client(){
try {
System.out.println("正在链接服务端...");
/*
实例化Socket时要传入两个参数
参数1:服务端的地址信息
可以是IP地址，如果链接本机可以写"localhost"
参数2:服务端开启的服务端口
我们通过IP找到网络上的服务端计算机，通过端口链接运行在该机器上
的服务端应用程序。
实例化的过程就是链接的过程，如果链接失败会抛出异常:
java.net.ConnectException: Connection refused: connect
*/
socket = new Socket("localhost",8088);
System.out.println("与服务端建立链接!");
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
/**
* 客户端开始工作的方法
*/
public void start(){
}
public static void main(String[] args) {
Client client = new Client();
client.start();
}
}
package socket;
import java.io.IOException;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
/**
* 聊天室服务端
*/
public class Server {
/**
* 运行在服务端的ServerSocket主要完成两个工作:
* 1:向服务端操作系统申请服务端口，客户端就是通过这个端口与ServerSocket建立链接
* 2:监听端口，一旦一个客户端建立链接，会立即返回一个Socket。通过这个Socket
* 就可以和该客户端交互了
*
* 我们可以把ServerSocket想象成某客服的"总机"。用户打电话到总机，总机分配一个
* 电话使得服务端与你沟通。
*/
private ServerSocket serverSocket;
/**
* 服务端构造方法，用来初始化
*/
public Server(){
try {
System.out.println("正在启动服务端...");
/*
实例化ServerSocket时要指定服务端口，该端口不能与操作系统其他
应用程序占用的端口相同，否则会抛出异常:
java.net.BindException:address already in use
端口是一个数字，取值范围:0-65535之间。
6000之前的的端口不要使用，密集绑定系统应用和流行应用程序。
*/
serverSocket = new ServerSocket(8088);
System.out.println("服务端启动完毕!");
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
/**
* 服务端开始工作的方法
*/
public void start(){
try {
System.out.println("等待客户端链接...");
/*
ServerSocket提供了接受客户端链接的方法:
Socket accept()
这个方法是一个阻塞方法，调用后方法"卡住"，此时开始等待客户端
的链接，直到一个客户端链接，此时该方法会立即返回一个Socket实例
通过这个Socket就可以与客户端进行交互了。
可以理解为此操作是接电话，电话没响时就一直等。
*/
Socket socket = serverSocket.accept();
System.out.println("一个客户端链接了！");
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
public static void main(String[] args) {
Server server = new Server();
server.start();
}
}
客户端与服务端完成第一次通讯(发送一行字符串)
Socket提供了两个重要的方法:
OutputStream getOutputStream()
该方法会获取一个字节输出流，通过这个输出流写出的字节数据会通过网络发送给对方。
InputStream getInputStream()
通过该方法获取的字节输入流读取的是远端计算机发送过来的数据。
客户端代码：
package socket;
import java.io.*;
import java.net.Socket;
/**
* 聊天室客户端
*/
public class Client {
/*
java.net.Socket 套接字
Socket封装了TCP协议的通讯细节，我们通过它可以与远端计算机建立链接，
并通过它获取两个流(一个输入，一个输出)，然后对两个流的数据读写完成
与远端计算机的数据交互工作。
我们可以把Socket想象成是一个电话，电话有一个听筒(输入流)，一个麦克
风(输出流)，通过它们就可以与对方交流了。
*/
private Socket socket;
/**
* 构造方法，用来初始化客户端
*/
public Client(){
try {
System.out.println("正在链接服务端...");
/*
实例化Socket时要传入两个参数
参数1:服务端的地址信息
可以是IP地址，如果链接本机可以写"localhost"
参数2:服务端开启的服务端口
我们通过IP找到网络上的服务端计算机，通过端口链接运行在该机器上
的服务端应用程序。
实例化的过程就是链接的过程，如果链接失败会抛出异常:
java.net.ConnectException: Connection refused: connect
*/
socket = new Socket("localhost",8088);
System.out.println("与服务端建立链接!");
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
/**
* 客户端开始工作的方法
*/
public void start(){
try {
/*
Socket提供了一个方法:
OutputStream getOutputStream()
该方法获取的字节输出流写出的字节会通过网络发送给对方计算机。
*/
//低级流，将字节通过网络发送给对方
OutputStream out = socket.getOutputStream();
//高级流，负责衔接字节流与字符流，并将写出的字符按指定字符集转字节
OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(out,"UTF-8");
//高级流，负责块写文本数据加速
BufferedWriter bw = new BufferedWriter(osw);
//高级流，负责按行写出字符串，自动行刷新
PrintWriter pw = new PrintWriter(bw,true);
pw.println("你好服务端!");
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
public static void main(String[] args) {
Client client = new Client();
client.start();
}
}
服务端代码:
package socket;
import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.InputStreamReader;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
/**
* 聊天室服务端
*/
public class Server {
/**
* 运行在服务端的ServerSocket主要完成两个工作:
* 1:向服务端操作系统申请服务端口，客户端就是通过这个端口与ServerSocket建立链接
* 2:监听端口，一旦一个客户端建立链接，会立即返回一个Socket。通过这个Socket
* 就可以和该客户端交互了
*
* 我们可以把ServerSocket想象成某客服的"总机"。用户打电话到总机，总机分配一个
* 电话使得服务端与你沟通。
*/
private ServerSocket serverSocket;
/**
* 服务端构造方法，用来初始化
*/
public Server(){
try {
System.out.println("正在启动服务端...");
/*
实例化ServerSocket时要指定服务端口，该端口不能与操作系统其他
应用程序占用的端口相同，否则会抛出异常:
java.net.BindException:address already in use
端口是一个数字，取值范围:0-65535之间。
6000之前的的端口不要使用，密集绑定系统应用和流行应用程序。
*/
serverSocket = new ServerSocket(8088);
System.out.println("服务端启动完毕!");
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
/**
* 服务端开始工作的方法
*/
public void start(){
try {
System.out.println("等待客户端链接...");
/*
ServerSocket提供了接受客户端链接的方法:
Socket accept()
这个方法是一个阻塞方法，调用后方法"卡住"，此时开始等待客户端
的链接，直到一个客户端链接，此时该方法会立即返回一个Socket实例
通过这个Socket就可以与客户端进行交互了。
可以理解为此操作是接电话，电话没响时就一直等。
*/
Socket socket = serverSocket.accept();
System.out.println("一个客户端链接了！");
/*
Socket提供的方法:
InputStream getInputStream()
获取的字节输入流读取的是对方计算机发送过来的字节
*/
InputStream in = socket.getInputStream();
InputStreamReader isr = new InputStreamReader(in,"UTF-8");
BufferedReader br = new BufferedReader(isr);
String message = br.readLine();
System.out.println("客户端说:"+message);
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
public static void main(String[] args) {
Server server = new Server();
server.start();
}
}
实现客户端循环发消息给服务端
客户端代码:
package socket;
import java.io.*;
import java.net.Socket;
import java.util.Scanner;
/**
* 聊天室客户端
*/
public class Client {
/*
java.net.Socket 套接字
Socket封装了TCP协议的通讯细节，我们通过它可以与远端计算机建立链接，
并通过它获取两个流(一个输入，一个输出)，然后对两个流的数据读写完成
与远端计算机的数据交互工作。
我们可以把Socket想象成是一个电话，电话有一个听筒(输入流)，一个麦克
风(输出流)，通过它们就可以与对方交流了。
*/
private Socket socket;
/**
* 构造方法，用来初始化客户端
*/
public Client(){
try {
System.out.println("正在链接服务端...");
/*
实例化Socket时要传入两个参数
参数1:服务端的地址信息
可以是IP地址，如果链接本机可以写"localhost"
参数2:服务端开启的服务端口
我们通过IP找到网络上的服务端计算机，通过端口链接运行在该机器上
的服务端应用程序。
实例化的过程就是链接的过程，如果链接失败会抛出异常:
java.net.ConnectException: Connection refused: connect
*/
socket = new Socket("localhost",8088);
System.out.println("与服务端建立链接!");
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
/**
* 客户端开始工作的方法
*/
public void start(){
try {
/*
Socket提供了一个方法:
OutputStream getOutputStream()
该方法获取的字节输出流写出的字节会通过网络发送给对方计算机。
*/
//低级流，将字节通过网络发送给对方
OutputStream out = socket.getOutputStream();
//高级流，负责衔接字节流与字符流，并将写出的字符按指定字符集转字节
OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(out,"UTF-8");
//高级流，负责块写文本数据加速
BufferedWriter bw = new BufferedWriter(osw);
//高级流，负责按行写出字符串，自动行刷新
PrintWriter pw = new PrintWriter(bw,true);
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
while(true) {
String line = scanner.nextLine();
if("exit".equalsIgnoreCase(line)){
break;
}
pw.println(line);
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
try {
/*
通讯完毕后调用socket的close方法。
该方法会给对方发送断开信号。
*/
socket.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
public static void main(String[] args) {
Client client = new Client();
client.start();
}
}
服务端代码:
package socket;
import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.InputStreamReader;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
/**
* 聊天室服务端
*/
public class Server {
/**
* 运行在服务端的ServerSocket主要完成两个工作:
* 1:向服务端操作系统申请服务端口，客户端就是通过这个端口与ServerSocket建立链接
* 2:监听端口，一旦一个客户端建立链接，会立即返回一个Socket。通过这个Socket
* 就可以和该客户端交互了
*
* 我们可以把ServerSocket想象成某客服的"总机"。用户打电话到总机，总机分配一个
* 电话使得服务端与你沟通。
*/
private ServerSocket serverSocket;
/**
* 服务端构造方法，用来初始化
*/
public Server(){
try {
System.out.println("正在启动服务端...");
/*
实例化ServerSocket时要指定服务端口，该端口不能与操作系统其他
应用程序占用的端口相同，否则会抛出异常:
java.net.BindException:address already in use
端口是一个数字，取值范围:0-65535之间。
6000之前的的端口不要使用，密集绑定系统应用和流行应用程序。
*/
serverSocket = new ServerSocket(8088);
System.out.println("服务端启动完毕!");
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
/**
* 服务端开始工作的方法
*/
public void start(){
try {
System.out.println("等待客户端链接...");
/*
ServerSocket提供了接受客户端链接的方法:
Socket accept()
这个方法是一个阻塞方法，调用后方法"卡住"，此时开始等待客户端
的链接，直到一个客户端链接，此时该方法会立即返回一个Socket实例
通过这个Socket就可以与客户端进行交互了。
可以理解为此操作是接电话，电话没响时就一直等。
*/
Socket socket = serverSocket.accept();
System.out.println("一个客户端链接了！");
/*
Socket提供的方法:
InputStream getInputStream()
获取的字节输入流读取的是对方计算机发送过来的字节
*/
InputStream in = socket.getInputStream();
InputStreamReader isr = new InputStreamReader(in,"UTF-8");
BufferedReader br = new BufferedReader(isr);
String message = null;
while((message = br.readLine())!=null) {
System.out.println("客户端说:" + message);
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
public static void main(String[] args) {
Server server = new Server();
server.start();
}
}
需要注意的几个点:
1:当客户端不再与服务端通讯时，需要调用socket.close()断开链接，此时会发送断开链接的信号给服务端。这时服务端的br.readLine()方法会返回null，表示客户端断开了链接。
2:当客户端链接后不输入信息发送给服务端时，服务端的br.readLine()方法是出于阻塞状态的，直到读取了一行来自客户端发送的字符串。
多客户端链接
之前只有第一个连接的客户端可以与服务端说话。
原因:
服务端只调用过一次accept方法，因此只有第一个客户端链接时服务端接受了链接并返回了Socket,此时可以与其交互。
而第二个客户端建立链接时，由于服务端没有再次调用accept，因此无法与其交互。
package socket;
import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.InputStreamReader;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
/**
* 聊天室服务端
*/
public class Server {
/**
* 运行在服务端的ServerSocket主要完成两个工作:
* 1:向服务端操作系统申请服务端口，客户端就是通过这个端口与ServerSocket建立链接
* 2:监听端口，一旦一个客户端建立链接，会立即返回一个Socket。通过这个Socket
* 就可以和该客户端交互了
*
* 我们可以把ServerSocket想象成某客服的"总机"。用户打电话到总机，总机分配一个
* 电话使得服务端与你沟通。
*/
private ServerSocket serverSocket;
/**
* 服务端构造方法，用来初始化
*/
public Server(){
try {
System.out.println("正在启动服务端...");
/*
实例化ServerSocket时要指定服务端口，该端口不能与操作系统其他
应用程序占用的端口相同，否则会抛出异常:
java.net.BindException:address already in use
端口是一个数字，取值范围:0-65535之间。
6000之前的的端口不要使用，密集绑定系统应用和流行应用程序。
*/
serverSocket = new ServerSocket(8088);
System.out.println("服务端启动完毕!");
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
/**
* 服务端开始工作的方法
*/
public void start(){
try {
while(true) {
System.out.println("等待客户端链接...");
/*
ServerSocket提供了接受客户端链接的方法:
Socket accept()
这个方法是一个阻塞方法，调用后方法"卡住"，此时开始等待客户端
的链接，直到一个客户端链接，此时该方法会立即返回一个Socket实例
通过这个Socket就可以与客户端进行交互了。
可以理解为此操作是接电话，电话没响时就一直等。
*/
Socket socket = serverSocket.accept();
System.out.println("一个客户端链接了！");
/*
Socket提供的方法:
InputStream getInputStream()
获取的字节输入流读取的是对方计算机发送过来的字节
*/
InputStream in = socket.getInputStream();
InputStreamReader isr = new InputStreamReader(in, "UTF-8");
BufferedReader br = new BufferedReader(isr);
String message = null;
while ((message = br.readLine()) != null) {
System.out.println("客户端说:" + message);
}
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
public static void main(String[] args) {
Server server = new Server();
server.start();
}
}
添加循环操作后，发现依然无法实现。
原因在于:
外层的while循环里面嵌套了一个内层循环(循环读取客户端发送消息)，而循环执行机制决定了里层循环不结束，外层循环则无法进入第二次操作。
多线程
线程:一个顺序的单一的程序执行流程就是一个线程。代码一句一句的有先后顺序的执行。
多线程:多个单一顺序执行的流程并发运行。造成"感官上同时运行"的效果。
并发:
多个线程实际运行是走走停停的。线程调度程序会将CPU运行时间划分为若干个时间片段并
尽可能均匀的分配给每个线程，拿到时间片的线程被CPU执行这段时间。当超时后线程调度
程序会再次分配一个时间片段给一个线程使得CPU执行它。如此反复。由于CPU执行时间在
纳秒级别，我们感觉不到切换线程运行的过程。所以微观上走走停停，宏观上感觉一起运行
的现象成为并发运行!
用途:
当出现多个代码片段执行顺序有冲突时，希望它们各干各的时就应当放在不同线程上"同时"运行
一个线程可以运行，但是多个线程可以更快时，可以使用多线程运行
线程的生命周期图
创建线程有两种方式
方式一:继承Thread并重写run方法
定义一个线程类，重写run方法，在其中定义线程要执行的任务(希望和其他线程并发执行的任务)。
注:启动该线程要调用该线程的start方法，而不是run方法！！！
package thread;
/**
* 多线程
* 线程:程序中一个单一的顺序执行流程
* 多线程:多个单一顺序执行流程"同时"执行
*
* 多线程改变了代码的执行方式，从原来的单一顺序执行流程变为多个执行流程"同时"执行。
* 可以让多个代码片段的执行互不打扰。
*
* 线程之间是并发执行的，并非真正意义上的同时运行。
* 常见线程有两种方式:
* 1:继承Thread并重写run方法
*
*/
public class ThreadDemo1 {
public static void main(String[] args) {
//创建两个线程
Thread t1 = new MyThread1();
Thread t2 = new MyThread2();
/*
启动线程,注意:不要调用run方法！！
线程调用完start方法后会纳入到系统的线程调度器程序中被统一管理。
线程调度器会分配时间片段给线程，使得CPU执行该线程这段时间，用完后
线程调度器会再分配一个时间片段给一个线程，如此反复，使得多个线程
都有机会执行一会，做到走走停停，并发运行。
线程第一次被分配到时间后会执行它的run方法开始工作。
*/
t1.start();
t2.start();
}
}
/**
* 第一种创建线程的优点:
* 结构简单，利于匿名内部类形式创建。
*
* 缺点:
* 1:由于java是单继承的，这会导致继承了Thread就无法再继承其他类去复用方法
* 2:定义线程的同时重写了run方法，这等于将线程的任务定义在了这个线程中导致
* 线程只能干这件事。重(chong)用性很低。
*/
class MyThread1 extends Thread{
public void run(){
for (int i=0;i<1000;i++){
System.out.println("hello姐~");
}
}
}
class MyThread2 extends Thread{
public void run(){
for (int i=0;i<1000;i++){
System.out.println("来了~老弟!");
}
}
}
第一种创建线程的方式
优点:
在于结构简单，便于匿名内部类形式创建。
缺点:
1:直接继承线程，会导致不能在继承其他类去复用方法，这在实际开发中是非常不便的。
2:定义线程的同时重写了run方法，会导致线程与线程任务绑定在了一起，不利于线程的重用。
方式二:实现Runnable接口单独定义线程任务
package thread;
/**
* 第二种创建线程的方式
* 实现Runnable接口单独定义线程任务
*/
public class ThreadDemo2 {
public static void main(String[] args) {
//实例化任务
Runnable r1 = new MyRunnable1();
Runnable r2 = new MyRunnable2();
//创建线程并指派任务
Thread t1 = new Thread(r1);
Thread t2 = new Thread(r2);
t1.start();
t2.start();
}
}
class MyRunnable1 implements Runnable{
public void run() {
for (int i=0;i<1000;i++){
System.out.println("你是谁啊?");
}
}
}
class MyRunnable2 implements Runnable{
public void run() {
for (int i=0;i<1000;i++){
System.out.println("开门!查水表的!");
}
}
}
匿名内部类形式的线程创建
package thread;
/**
* 使用匿名内部类完成线程的两种创建
*/
public class ThreadDemo3 {
public static void main(String[] args) {
Thread t1 = new Thread(){
public void run(){
for(int i=0;i<1000;i++){
System.out.println("你是谁啊?");
}
}
};
// Runnable r2 = new Runnable() {
// public void run() {
// for(int i=0;i<1000;i++){
// System.out.println("我是查水表的!");
// }
// }
// };
//Runnable可以使用lambda表达式创建
Runnable r2 = ()->{
for(int i=0;i<1000;i++){
System.out.println("我是查水表的!");
}
};
Thread t2 = new Thread(r2);
t1.start();
t2.start();
}
}
java中的代码都是靠线程运行的，执行main方法的线程称为"主线程"。
线程提供了一个方法:
static Thread currentThread()
该方法可以获取运行这个方法的线程
package thread;
/**
* java中所有的代码都是靠线程执行的，main方法也不例外。JVM启动后会创建一条线程来执行main
* 方法，该线程的名字叫做"main",所以通常称它为"主线程"。
* 我们自己定义的线程在不指定名字的情况下系统会分配一个名字，格式为"thread-x"(x是一个数)。
*
* Thread提供了一个静态方法:
* static Thread currentThread()
* 获取执行该方法的线程。
*
*/
public class CurrentThreadDemo {
public static void main(String[] args) {
/*
后期会学习到一个很重要的API:ThreadLocal,它可以使得我们在一个线程上跨越多个
方法时共享数据使用，其内部要用到currentThread方法来辨别线程。
如spring的事物控制就是靠ThreadLocal实现的。
*/
Thread main = Thread.currentThread();//获取执行main方法的线程(主线程)
System.out.println("线程:"+main);
dosome();//主线程执行dosome方法
}
public static void dosome(){
Thread t = Thread.currentThread();//获取执行dosome方法的线程
System.out.println("执行dosome方法的线程是:"+t);
}
}
使用多线程实现多客户端连接服务端
流程图
