Java学习（十一）

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Java学习（十一）
- - 网络编程

网络编程

基本网络支持
1. InetAddress类
  
  其有两个子类分别表示ipv4和ipv6，即Inet4Address、Inet6Address
  
  该类没有构造器，通过两个静态方法：getByName(String host)和getByAddress(byte[] addr)来获取实例
  
  通过实例方法获取主机名、IP地址：getHostAddress()、getHostName()、getLocalHost()
  
  测试是否可达：isReachable(int timeout)
2. URLDecoder和URLEncoder
  
  这两个类用于完成普通字符串和application/x-www-form-urlencoded MIME字符串之间的转换，后者是特殊编码的字符串，当URL中包含非西欧字符时（例如浏览器中的中文），就会使用上述编码进行转换。
  
  URLDecoder用于把后者转换成前者，URLEncoder则相反。
  
  形参都是（String s, String enc），enc是字符集
3. URL、URLConnection、URLPermission
  
  URL类包含如下实例方法：
  
  getFile()：获取资源名
  
  getHost()：获取主机名
  
  getPath()：获取URL的路径部分
  
  getPort()：int端口号
  
  getProtocol
  
  getQuery()：获取查询字符串
  
  URLConnection代表与URL引用的远程对象的通信连接（TCP连接），由URL类实例的openConnection()返回得到，HttpURLConnection表示与URL之间的HTTP连接。URLConnection 可以走邮件、文件传输协议，而HttpURLConnection 就单指浏览器的HTTP协议
  
  InputStream openStream()，得到一个读取该URL资源的InputStream
  
  URLPermission用于管理HttpURLConnection的权限问题
  
  从创建URL连接、发送请求，到读取URL资源一般需要的步骤如下：
  1. openConnection()获取URLConnection对象
  2. 设置URLConnection的参数和普通请求属性
  3. 发送GET请求：直接用connect()建立实际连接即可；发送POST请求：获取URLConnection实例对应的输出流来发送请求参数（必须设置setDoOutput(true);setDoInput(true);）
  4. 等待远程资源变成可用，通过访问头字段或通过输入流读取远程资源的数据
TCP网络编程
1. 建立服务端
  
  使用ServerSocket类，用于监听客户端请求
  
  Socket accpet()：返回与客户端对应的Socket对象；若没有客户端连接则一直处于阻塞状态
  
  close();：关闭该ServerSocket
  
  构造器：
  
  ServerSocket(int port)：指定端口建立
  
  ServerSocket(int port, int backlog)：启用用于改变连接队列长度的backlog参数
  
  ServerSocket(int port, int backlog, InetAddress localAddr)：服务端有多个IP，将该实例绑定到指定的IP
2. 通信
  
  使用Socket类进行通信，其构造器需要指定远程主机和其端口
  
  InputStream getIntputStream()：得到Socket的输入流
  
  OutputStream getOutputStream()：得到Socket的输出流
  
  setSoTimeout(int timeout)：超过此时间认为超时通信失败，如果超时后仍然操作Socket，那么会抛出SocketTimeoutException异常
  
  判断建立连接超时：先创建无连接的Socket，再调用connect(InetAddress host, int timeout)实例方法设置超时时长。
3. 多线程的必要性
  
  如果使用传统的BufferReader的readLine()方法，那么在该方法返回成功之前，线程将被阻塞，所以服务端应该为每个不同的客户端连接建立一个线程；同样地，客户端也应该专门为从服务端读取数据建立一个线程。
  
  特别地：如果考虑聊天室的话，其实是一个全连接的模型：群聊（一对多）、私聊（一对一），需要建立一个根据value映射key的特殊map，因为此map一个key（客户端）的value（输出流）不能与别的重复。
4. 半关闭
  
  shutdownInput()、isInputShutdown()
  
  shutdownOutput()、isOutputShutdown()
  
  一旦关闭其中一个流，就无法再次打开
  
  如果通过获取Socket的输入/输出流，并单独调用IO流的close()方法，则会导致整个Socket被关闭
5. NIO实现非阻塞式Socket通信
  
  Selector类，通过其静态的open方法来获取实例，可同时监控多个SelectableChannel的IO状况，是非阻塞式IO的核心。
  
  有三种SelectionKey集合：
  1. SelectionKey keys()：所有注册在Selector上的Channel集合
  2. SelectionKey selectedKeys()：可被select()方法获取的需要IO处理的Channel集合
  3. SelectionKey 被取消注册关系的Channel集合
  select系列方法：主要是轮询可读的Channel，是阻塞方法
  
  SelectableChannel：支持非阻塞IO的Channel对象，可通过实例方法register()注册到Selector上，由SelectionKey表示。同时该类支持阻塞和非阻塞两种模式，可通过SelectableChannel configureBlocking(boolean block)设置，通过boolean isBlocking()来获取模式。但是不同的SelectableChannel支持的操作不尽相同，比如ServerSocketChannel就只代表ServerSocket，只支持OP_ACCEPT操作，可以通过int validOps()获取他支持的所有操作。
  
  使用ServerSocketChannel来建立服务端：
```
ServerSocketChannel server = ServerSocketChannel.open();
/*SelectableChannel只能通过open方法获得*/
InetSocketAddress isa = new InetSocketAddress("127.0.0.1", 30000);
server.bind(isa);
/*java7以后支持bind方法，否则需要先获取ServerSocket对象，用这个对象去关联地址和端口*/

server.configureBlocking(false);
server.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);
```
6. AIO实现非阻塞通信
  
  与同步IO的区别：AIO通过OS完成IO，再将结果返回给程序，而同步IO则是由程序自主实现IO，此时会阻塞线程。这种方式比较复杂。
  
  为了达到完全的异步操作，可以使用CompletionHandler监听器来监测IO是否完成。
UDP网络编程

Java使用DatagramSocket类来处理UDP通信。

构造器：
1. DatagramSocket()：绑定到本机默认IP和某个端口
2. DatagramSocket(int port)
3. DatagramSocket(int port, InetAddress laddr)
发送与接收：

receive(DatagramPacket p)

send(DatagramPacket p)

数据包自主决定目的地：

DatagramPacket(byte[] buf, int offset, int length, InetAddress address, int port)：以buf创建数据包对象，从offset开始长度为length的数据包，发送到指定的目的地。（最复杂的构造器）

setData(byte[] buf)实例方法，可以反复设置其中的数据内容

有三种实例方法知道DatagramSocket的来源：
1. InetAddress getAddress()
2. int getPort()
3. SocketAddress getSocketAddress()，SocketAddress类封装了一个InetAddress对象和一个int值（端口）
多点广播：MulticastSocket

joinGroup(InetAddress multicastAddr)：加入指定的多点广播地址

leaveGroup(InetAddress multicastAddr)：离开指定的多点广播地址
代理服务器

直接使用Proxy类创建URLConnection