java中网络编程udp多播 java udp socket编程主要用到的两个类

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archangle 2023-12-23 21:32:35

文章标签 java中网络编程udp多播 java socket高级编程套接字 System java 文章分类 Java 后端开发

四、Java 网络编程：网络编程是指编写运行在多个设备(计算机)的程序，这些设备都通过网络连接起来。1、java.net 包中 J2SE 的 API 包含有类和接口，它们提供低层次的通信细节。

一、常用的两种网络协议：

TCP：TCP(英语：Transmission Control Protocol，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，TCP 层是位于 IP 层之上，应用层之下的中间层。TCP 保障了两个应用程序之间的可靠通信。通常用于互联网协议，被称 TCP/IP。

UDP：UDP (英语：User Datagram Protocol，用户数据报协议)，位于 OSI 模型的传输层。一个无连接的协议。提供了应用程序之间要发送数据的数据报。由于UDP缺乏可靠性且属于无连接协议，所以应用程序通常必须容许一些丢失、错误或重复的数据包。

二、Socket 编程：java.net.Socket 类代表一个套接字

套接字使用TCP提供了两台计算机之间的通信机制。客户端程序创建一个套接字，并尝试连接服务器的套接字。1、java.net.ServerSocket 类为服务器程序提供了一种来监听客户端，并与他们建立连接的机制。

ServerSocket类的构造方法：1、public ServerSocket(int port) throwsIOException

创建绑定到特定端口的服务器套接字2、public ServerSocket(int port,int backlog) throwsIOException

利用指定的 backlog 创建服务器套接字并将其绑定到指定的本地端口号。3.public ServerSocket(int port,int backlog,InetAddress address) throwsIOException

使用指定的端口、侦听 backlog 和要绑定到的本地 IP 地址创建服务器。4.public ServerSocket() throwsIOException

创建非绑定服务器套接字。

类的常用其他方法：public intgetLocalPort()

返回此套接字在其上侦听的端口。public Socket accept() throwsIOException

侦听并接受到此套接字的连接。public void setSoTimeout(inttimeout)

通过指定超时值启用/禁用 SO_TIMEOUT，以毫秒为单位。public void bind(SocketAddress host, intbacklog)

将 ServerSocket 绑定到特定地址(IP 地址和端口号)。2.Socket 类的方法:java.net.Socket 类代表客户端和服务器都用来互相沟通的套接字。客户端要获取一个 Socket 对象通过实例化，

而服务器获得一个 Socket 对象则通过 accept() 方法的返回值。

Socket 类有五个构造方法.

序号方法描述1 public Socket(String host, int port) throwsUnknownHostException, IOException.

创建一个流套接字并将其连接到指定主机上的指定端口号。2 public Socket(InetAddress host, int port) throwsIOException

创建一个流套接字并将其连接到指定 IP 地址的指定端口号。3 public Socket(String host, int port, InetAddress localAddress, int localPort) throwsIOException.

创建一个套接字并将其连接到指定远程主机上的指定远程端口。4 public Socket(InetAddress host, int port, InetAddress localAddress, int localPort) throwsIOException.

创建一个套接字并将其连接到指定远程地址上的指定远程端口。5 publicSocket()

通过系统默认类型的 SocketImpl 创建未连接套接字3.1 public void connect(SocketAddress host, int timeout) throwsIOException

将此套接字连接到服务器，并指定一个超时值。2 publicInetAddress getInetAddress()

返回套接字连接的地址。3 public intgetPort()

返回此套接字连接到的远程端口。4 public intgetLocalPort()

返回此套接字绑定到的本地端口。5 publicSocketAddress getRemoteSocketAddress()

返回此套接字连接的端点的地址，如果未连接则返回null。6 public InputStream getInputStream() throwsIOException

返回此套接字的输入流。7 public OutputStream getOutputStream() throwsIOException

返回此套接字的输出流。8 public void close() throwsIOException

关闭此套接字。4.InetAddress方法1 static InetAddress getByAddress(byte[] addr)

在给定原始 IP 地址的情况下，返回 InetAddress 对象。2 static InetAddress getByAddress(String host, byte[] addr)

根据提供的主机名和 IP 地址创建 InetAddress。3 staticInetAddress getByName(String host)

在给定主机名的情况下确定主机的 IP 地址。4String getHostAddress()

返回 IP 地址字符串(以文本表现形式)。5String getHostName()

获取此 IP 地址的主机名。6 staticInetAddress getLocalHost()

返回本地主机。7String toString()

将此 IP 地址转换为 String。

案例1：

""" packageDemo2;import java.net.*;import java.io.*;public classGreetingClient
{public static voidmain(String [] args)
{
String serverName= args[0];int port = Integer.parseInt(args[1]);try{
System.out.println("连接到主机：" + serverName + " ，端口号：" +port);
Socket client= newSocket(serverName, port);
System.out.println("远程主机地址：" +client.getRemoteSocketAddress());
OutputStream outToServer=client.getOutputStream();
DataOutputStream out= newDataOutputStream(outToServer);
out.writeUTF("Hello from " +client.getLocalSocketAddress());
InputStream inFromServer=client.getInputStream();
DataInputStream in= newDataInputStream(inFromServer);
System.out.println("服务器响应： " +in.readUTF());
client.close();
}catch(IOException e)
{
e.printStackTrace();
}
}
}"""案例2""" packageDemo2;import java.net.*;import java.io.*;public class GreetingServer extendsThread
{privateServerSocket serverSocket;public GreetingServer(int port) throwsIOException
{
serverSocket= newServerSocket(port);
serverSocket.setSoTimeout(10000);
}public voidrun()
{while(true)
{try{
System.out.println("等待远程连接，端口号为：" + serverSocket.getLocalPort() + "...");
Socket server=serverSocket.accept();
System.out.println("远程主机地址：" +server.getRemoteSocketAddress());
DataInputStream in= newDataInputStream(server.getInputStream());
System.out.println(in.readUTF());
DataOutputStream out= newDataOutputStream(server.getOutputStream());
out.writeUTF("谢谢连接我：" + server.getLocalSocketAddress() + "\nGoodbye!");
server.close();
}catch(SocketTimeoutException s)
{
System.out.println("Socket timed out!");break;
}catch(IOException e)
{
e.printStackTrace();break;
}
}
}public static voidmain(String [] args)
{int port = Integer.parseInt(args[0]);try{
Thread t= newGreetingServer(port);
t.run();
}catch(IOException e)
{
e.printStackTrace();
}
}
}

"""五、Java 多线程编程

Java 给多线程编程提供了内置的支持。一条线程指的是进程中一个单一顺序的控制流，一个进程中可以并发多个线程，每条线程并行执行不同的任务。

多线程是多任务的一种特别的形式，但多线程使用了更小的资源开销。1、进程：一个进程包括由操作系统分配的内存空间，包含一个或多个线程。2、一个线程不能独立的存在，它必须是进程的一部分。3、一个进程一直运行，直到所有的非守护线程都结束运行后才能结束。

多线程能满足程序员编写高效率的程序来达到充分利用 CPU 的目的。

线程是一个动态执行的过程，它也有一个从产生到死亡的过程。

start()--->run()--->stop() or destory()

二、新建状态:

使用new关键字和 Thread 类或其子类建立一个线程对象后，该线程对象就处于新建状态。它保持这个状态直到程序 start() 这个线程。

就绪状态:

当线程对象调用了start()方法之后，该线程就进入就绪状态。就绪状态的线程处于就绪队列中，要等待JVM里线程调度器的调度。

运行状态:

如果就绪状态的线程获取 CPU 资源，就可以执行 run()，此时线程便处于运行状态。处于运行状态的线程最为复杂，它可以变为阻塞状态、就绪状态和死亡状态。

阻塞状态:

如果一个线程执行了sleep(睡眠)、suspend(挂起)等方法，失去所占用资源之后，该线程就从运行状态进入阻塞状态。在睡眠时间已到或获得设备资源后可以重新进入就绪状态。可以分为三种：

等待阻塞：运行状态中的线程执行 wait() 方法，使线程进入到等待阻塞状态。

同步阻塞：线程在获取synchronized同步锁失败(因为同步锁被其他线程占用)。

其他阻塞：通过调用线程的 sleep() 或 join() 发出了 I/O 请求时，线程就会进入到阻塞状态。当sleep() 状态超时，join() 等待线程终止或超时，或者 I/O 处理完毕，线程重新转入就绪状态。

死亡状态:

一个运行状态的线程完成任务或者其他终止条件发生时，该线程就切换到终止状态。

三、线程的优先级

每一个 Java 线程都有一个优先级，这样有助于操作系统确定线程的调度顺序。

Java 线程的优先级是一个整数，其取值范围是1 (Thread.MIN_PRIORITY ) - 10(Thread.MAX_PRIORITY )。

默认情况下，每一个线程都会分配一个优先级 NORM_PRIORITY(5)。

具有较高优先级的线程对程序更重要，并且应该在低优先级的线程之前分配处理器资源。但是，线程优先级不能保证线程执行的顺序，而且非常依赖于平台。

四、创建一个线程

Java 提供了三种创建线程的方法：

通过实现 Runnable 接口；

通过继承 Thread 类本身；

通过 Callable 和 Future 创建线程。

五、线程的几个主要概念:线程属于一次性消耗品，在执行完 run() 方法之后线程便会正常结束了，线程结束后便会销毁，不能再次 start，只能重新建立新的线程对象。

在多线程编程时，你需要了解以下几个概念：

线程同步

线程间通信

线程死锁

线程控制：挂起、停止和恢复

多线程的使用：

有效利用多线程的关键是理解程序是并发执行而不是串行执行的。例如：程序中有两个子系统需要并发执行，这时候就需要利用多线程编程。

通过对多线程的使用，可以编写出非常高效的程序。不过请注意，如果你创建太多的线程，程序执行的效率实际上是降低了，而不是提升了。

请记住，上下文的切换开销也很重要，如果你创建了太多的线程，CPU 花费在上下文的切换的时间将多于执行程序的时间！

案例：

""" packageDemo2;importjava.util.concurrent.Callable;importjava.util.concurrent.ExecutionException;importjava.util.concurrent.FutureTask;public class CallableThreadTest implements Callable{public static voidmain(String[] args) {
CallableThreadTest ctt= newCallableThreadTest();
FutureTask ft = new FutureTask<>(ctt);for (int i = 0; i < 100; i++) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+ " 的循环变量i的值" +i);if (i == 20) {new Thread(ft, "有返回值的线程").start();
}
}try{
System.out.println("子线程的返回值：" +ft.get());
}catch(InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}catch(ExecutionException e) {
e.printStackTrace();
}
}
@Overridepublic Integer call() throwsException {int i = 0;for (; i < 100; i++) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+ " " +i);
}returni;
}
}"""java常用实例：1、字符串替换""" public classStringReplaceEmp{public static voidmain(String args[]){
String str="Hello World";
System.out.println( str.replace('H','W') );
System.out.println( str.replaceFirst("He", "Wa") );
System.out.println( str.replaceAll("He", "Ha") );
}
}"""

2、删除字符串中的一个字符

案例2：

""" public classMain{public static voidmain(String args[]){
String str= "this is java";
System.out.println(removeCharAt(str,3));
}public static String removeCharAt(String s,intpos){return s.substring(0,pos)+s.substring(pos+1);
}
}"""

3。字符串反转

Java 实例 Java：以下实例演示了如何使用 Java 的反转函数 reverse() 将字符串反转：

""" public classStringReverseExample{public static voidmain(String[] args){
String string="runoob";
String reverse= newStringBuffer(string).reverse().toString();
System.out.println("字符串反转前:"+string);
System.out.println("字符串反转后:"+reverse);
}
}"""

注意点：1、java 基本数据类型传递参数时是值传递；引用类型传递参数时是引用传递。然而数组虽然是引用传递，但是将引用 z = null只是将引用z不指向任何对象，并不会对原先指向的对象数据进行修改。

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