网络编程
网络编程概述:
计算机网络
是指将地理位置不同的具有独立功能的多台计算机及其外部设备,通过通信线路连接起来,在网络编程操作系统,
网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下,实现资源共享和信息传递的计算机系统
网络编程
在网络通信协议下,实现网络互联的不同计算机上运行的程序间可以进行数据交换
网络编程三要素
IP地址
要想让网络中的计算机能够互相通信,必须为每台计算机指定一个标识号,通过这个标识号来指定要接收i数据的
计算机和识别发送的计算机,而 IP地址就是这个标识号,也就是设备的标识
端口
网络的通信,本质上是两个应用程序的通信,每台计算机都有很多的应用程序,那么在网络通信时,如何区分这
些应用程序呢?如果说IP地址可以唯一标识网络中的设备,那么端口号就可以唯一标识设备中的应用程序了,也
就是应用程序的标识
协议
通过计算机网络可以使多台计算机实现连接,位于同一个网络中的计算机在进行连接和通信时要遵守一定
的规则,这就好比在道路中行驶的汽车一定要遵守交通规则一样,在计算机网络中,这些连接和通信的规则
被称为网络通信协议,它对数据的传输格式、传输效率、传输步骤等做了统一的规定,通信双方必须同时遵守
才能完成数据交换,常见的协议有UDP协议和TCP协议
IP地址
IP地址:是网络中设备的唯一标识
IP地址分为两大类
IPv4:是给每个连接在网络上的主机分配一个32bit地址。按照TCP/IP规定,IP地址用二进制来表示,每个IP地址长
32bit,也就是4个字节,例如一个采用二进制形式的IP地址值是“11000000 10101000 00000001 01000010”,这么长
的地址,处理起来太费劲了。为了方便使用,IP地址经常被写成十进制的形式,中间使用符号“ . ”分隔不同的字节。
于是,上面的IP地址可以表示为“192.168.1.66”。IP地址的这种表示法叫做“点分十进制表示法”,这显然比1和0容
易记忆得多。
IPv6:由于互联网的蓬勃发展,IP地址的需求越来越大,但是网络地址资源有限,使得 IP的分配越发紧张。为了扩大
地址空间,同构IPv6重新定义地址空间,采用128位地址长度,每16个字节一组,分成8组十六进制数,这样就解决了网
络地址资源数量不够的问题
常用命令:
ipconfig:查看本机 IP地址
ping IP地址:检查网络是否接通
特殊IP地址:
127.0.0.1:是会送地址,可以代表本机地址,一般用来测试使用
InetAddress的使用
为了方便我们对 IP地址的获取和操作,Java提供了一个类InetAddress供我们使用
InetAddress:此类表示Inteme协议(IP)地址
端口
端口:设备上应用程序的唯一标识
端口号:用两个字节表示的整数,它的取值范围是0-65535。其中,0~1023之间的端口号用于一些知名的网络
服务和应用,普通的应用程序需要使用1024以上的端口类,如果端口号被另外一个服务或应用所占用,会导
致当前程序启动失败。
协议
协议:计算机网络中,连接和通信的规则被称为网络通信协议
UDP协议
用户数据报协议(User Datagram Protocol)
UDP是无线连接通信协议,即在数据传输时,数据的发送端和接收端不建立逻辑连接,简单来说,当一台计算机向另外一台计算机
发送数据时,发送端不会确认接收端是否存在,就会发出数据,同样接收端在收到数据时,也不会向发送端反馈是否收到数据。
例如视频会议通常采用UDP协议,因为这种情况即使偶尔丢失一两个数据包,也不会接受结果产生太大的影响。但是在使用UDP协
议传送数据时,由于UDP的面向无线连接性,不能保证数据的完整性,因此在传输重要的数据时不建议采用UDP协议
TCP协议
传输控制协议(Transmission Control Protocol)
TCP协议是面向连接的通信协议,即传输数据之前,在发送端和接收端建立逻辑连接,然后再传输数据,它提供了两台计算机之间
可靠无差错的数据传输,在TCP连接中必须要明确客户端与服务器,由客户端向服务器发出连接请求,每次连接的创建都需要
经过 “ 三次握手 ”。
三次握手:TCP协议中,在发送数据的准备阶段,客户端与服务器之间的三次交互,以保证连接的可靠
第一次握手,客户端向服务器端发出连接请求,等待服务器确认
第二次握手,服务器端向客户端回送一个响应,通知客户端接收到了连接请求
第三次握手,客户都但再次向服务器端发送确认信息,确认连接
完成三次握手,连接建立后,客户端和服务器端就可以开始进行数据传输了,由于这种面向连接的特性,TCP协议可以保证传输
数据的安全,所以应用十分广泛,例如上传文件、下载文件、浏览网页等。
UDP通信原理
UDP协议是一种不可靠的网络协议,它在通信的两端各建立一个Socke对象,但是这两个Socket只是发送,接受数据的对象。
因此对于基于UDP协议的 通信双发而言,没有所谓的客户端和服务器的概念。
Java提供了DatagramSocket类作为基于UDP协议的Socket
UDP发送数据
发送数据的步骤:
1.创建发送端的Socket对象(DatagramSocket)
DatagramSocket()
2.创建数据,并把数据打包
DatagramPacket(byte buf[], int length, InetAddress address, int port)
3.调用DatagramSocket对象的方法发送数据
void send(DatagramPacket p)
4.关闭发送端
void close()
UDP接收数据
接收数据的步骤
1.创建接收端的Socket对象(DatagramSocket)
DatagramSocket(int port)
2.创建一个数据包,用于接收数据
DatagramPacket(byte[] buf, int length)
3.调用DatagramSocket对象的方法接收数据
void receive(DatagramPacket p)
4.解析数据报,并把数据在控制台显示
byte[] getData()
int getLength()
5.关闭接收端
void close()
TCP通信原理
TCP通信协议是一种可靠的网络协议,它在通信的两端各建立一个Socket对象,从而在通信的两端形成网络虚拟链路
一旦建立了虚拟网络链路,两端程序就可以通过虚拟链路进行通信
Java对基于TCP协议的网络提供了良好的封装,使用Socket对象来代表两端的通信端口,并通过Socket产生IO流来进行网通信
Java为客户端提供了Socket类,为服务器端提供了ServerSciket类
TCP发送数据
发送数据的步骤:
1.创建客户端的Socket对象(Socket)
Socket(String host, int port)
2.获取输出流,写数据
OutputStream getOutputStream()
3.释放资源
TCP接收数据
接收数据的步骤:
1.创建服务器端的Socket对象(ServerSocket)
ServerSocket(int port)
2.监听客户端连接,返回一个Socket对象
Socket accept()
3.获取输入流,读数据,并把数据显示在控制台
InputStream getInputStream()
4.释放资源
Lambda表达式
Lambda表达式又被称为函数式编程思想
在数学中,函数就是有输入量,输出量的一套计算方案,也就是“拿数据做操作”
面向对象思想强调“必须通过对象的形式来做事情”
函数式思想则尽量忽略面向对象的复杂语法:“强调做什么,而不是以什么形式去做”
而我们要学习的Lambda表达式就是函数式思想的体现
Lambda表达式的代码分析
():里面没有内容,可以看成是方法形式参数为空
->:用箭头指向后面要做的事情
{}:包含一段代码,我们称之为代码块,可以看成是方法体中的内容
组成Lambda表达式的三要素:形式参数、箭头、代码块
Lambda表达式的格式
格式:(形式参数) -> {代码块}
形式参数:如果有多个参数,参数之间用逗号隔开;如果没有参数,留空即可
->:由英文中的横杠和大于符号组成,固定写法。代表指向动作
代码块:是我们具体要做的事情,也就是以前我们写的方法体内容
Lambda表达式的省略模式
省略规则:
参数类型可以省略,但是有多个参数的情况下,不能只省略一个,需要全部省略
如果参数有且只有一个,那么小括号可以省略
如果代码块的语句只有一个,可以省略大括号和分号,甚至是return
Lambda表达式的注意事项:
注意事项:
使用Lambda必须要有接口,并且要求接口中有且仅有一个抽象方法
必须有上下文环境,才能推导出Lambda对应的接口
根据局部变量的赋值得知Lambda对应的接口:Runnable r = () -> System.out.println("Lambda表达式");
根据调用方法的参数得知Lambda对应的接口: new Thread(() -> System.out.println("Lambda表达式")).start();
Lambda表达式和匿名内部类的区别
所需类型不同
匿名内部类:可以是接口,也可以是抽象类,还可以是具体类
Lambda表达式:只能是接口
使用限制不同
如果接口中有且仅有一个抽象方法,可以使用Lambda表达式,也可以使用匿名内部类
如果接口中多于一个抽象方法,只能使用匿名内部类,而不使用Lambda表达式
实现原理不同
匿名内部类:编译之后,产生一个单独的.Class文件
Lambda表达式:编译之后,没有一个单独的.Class字节码文件。对应的字节码会在运行的时候动态生成
接口组成更新
接口组成更新概述:
接口的组成:
常量
public static final
抽象方法
public abstract
默认方法(Java8开始)
静态方法(Java8开始)
私有方法(Java9开始)
接口中默认方法
接口中默认方法的定义格式:
格式:public default 返回值类型 方法名(参数列表){}
范例:public default void show3(){}
接口中默认方法的注意事项:
默认方法不是抽象方法,所以不强制被重写,但是可以重写,重写的时候去掉default关键字
public可以省略,default不能省略
接口中静态方法
接口中静态方法的定义格式:
格式:public static 返回值类型 方法名(参数列表){ }
范例:public static void show()_{ }
接口中静态方法的注意事项:
静态方法只能通过接口名调用,不能通过实现类名或者对象名调用
public可以省略,static不能省略
接口中私有方法
Java 9 中新增了带方法体的私有方法,这其实在Java 8 中就埋下了伏笔,Java 8 允许在接口中定义带参方法体的默认方法
和静态方法。这样可以就会引发一个问题:当两个默认方法或者静态方法中包含一段相同的代码实现时,程序比如考虑
将这段实现代码抽取成一个共性方法,而这个共性方法是不需要让别人使用的,因此用私有给隐藏起来,这就是Java 9
增加私有方法的必然性
接口中私有方法的定义格式:
格式1: private 返回值类型 方法名(参数列表){ }
范例1:private void show(){ }
格式2:private static 返回值类型 方法名(参数列表){ }
范例2:private static void method(){ }
接口中私有方法的注意事项:
默认方法可以调用私有的静态方法和非静态方法
静态方法只能调用私有的静态方法
方法引用
体验方法引用
在使用Lambda表达式的时候,我们实际上传递进去的代码就是一种解决方案:拿参数做操作
那么考虑一种情况:如果我们在Lambda中所指定的操作方案,已经有地方存在相同的方案 ,那是否还有必要再写重复逻辑呢?
答案肯定是没有必要
那我们又是如何使用已经存在的方案呢?
这就是我们要讲解的方法引用,我们是通过方法引用来使用已经存在的方案
方法引用符
方法引用符
:: 该符号为引用运算符,而它所在的表达式被称为方法引用
回顾一下我们在体验方法引用中的代码
Lambda表达式:userPrintable(s -> System.out.println(s));
分析:拿到参数 s 之后通过Lambda表达式,传递给System.out.println方法去处理
方法引用:userPrintable(System.out::println);
分析:直接使用System.out中的println方法来取代Lambda,代码更加简洁
推导与省略
如果使用Lambda,那么根据 ” 可推导就是可省略 “ 的原则,无需指定参数类型,也就无法指定重载形式,它们都将被自动推导
如果使用方法引用,也同样可以根据上下文进行推导
方法引用是Lambda的孪生兄弟
Lambda表达式支持的方法引用
常见的引用方式:
引用类方法
引用对象的实例方法
引用类的实例方法
引用构造器
引用类方法
引用类方法,其实就是引用类的静态方法
格式:类名::静态方法
范例:Integer::parseInt
Integer类的方法:public static int parseInt(String s) 将此String转换为 int 类型数据
Lambda表达式被类方法替代的时候,它的形式参数全部传递给静态方法作为参数
引用对象实例方法
引用对象的实例方法,其实就是引用类中的成员方法
格式:对象::成员方法
范例:"HelloWord"::toUpperCase
String类中的方法:public String toUpperCase()将此String所有字符转换为大写
Lambda表达式被对象的实例方法替代的时候,它的形式参数全部传递给该方法作为参数
引用类的实例方法
引用类的实例方法,其实就是引用类中的成员方法
格式:类名::成员方法
范例:String::substring
String类中的方法:public String substring(int beginIndex,int endIndex)
从beginIndex开始到endIndex结束,截取字符串。返回一个字串,字串的长度为endIndex-beginIndex
Lambda表达式被类的实例方法替代的时候
第一个参数作为调用者
后面的参数全部传递给该方法作为参数
引用构造器
引用构造器,其实就是引用构造方法
格式:类名::new
范例:Student::new
Lambda表达式被构造器替代的时候,它的形式参数全部传递给构造器作为参数
函数式接口
函数式接口概述:
函数式接口:有且只有一个抽象方法的接口
Java中的函数式编程体现就是Lambda表达式,所以函数式接口就是可以适用于Lambda使用的接口
只有确保接口中有且只有一个抽象方法,Java中的Lambda才能顺利地进行推导
如何检测一个接口是不是函数式接口呢?
@Functionallnterface
如果放在接口定义的上方:如果接口是函数式接口,编译通过;如果不是,编译不通过
注意:
我们自己定义函数式接口的时候,@Functionallnterface是可选的,就算我不写这个注释,只要保证满足函数式接口
定义的条件,也照样是函数式接口。但是,建议加上该注解