一、網絡編程是什么？
在網絡通信協議下，不同計算機上運行的程序，進行數據傳輸。
- 應用場景：即時通訊、網游對戰、金融證券、國際貿易、郵件、等等。
不管是什么場景，都是計算機與計算機之間通過網絡進行數據傳輸。
- Java中可以使用
java.net包下的技術輕松開發出常見的網絡應用程序。
二、常見的軟件架構？
-
常見的軟件架構有哪些？
CS/BS。 即Client/Server 和 Browser/Server模式
-
通信的軟件架構CS/BS的各有什么優缺點和區別？
CS：客戶端服務端模式都需要開發客戶端
BS：瀏覽器服務器模式不需要開發客戶端
CS：適合定制專業化的辦公類軟件：IDEA、網游
BS：適合移動互聯網應用，可以在任何地方隨時訪問系統
三、網絡編程三要素？
- IP：設備在網絡中的地址，是唯一的標識
- 端口號：應用程序在設備中唯一標識
- 協議：數據在網絡中傳輸的規則，常見的協議游UDP、TCP、HTTP、HTTPS、FTP
四、Socket編程（Java）
Socket（套接字）使用TCP提供了兩臺計算機之間的通信機制。客戶端程序創建一個套接字，并嘗試連接服務器的套接字。當連接建立的時候，服務器會創建一個Socket對象。客戶端和服務器可以通過對Socket對象寫入和讀取來進行通信。
java.net.Socket類代表一個套接字，并且java.net.ServerSocket類為服務器程序提供了一種監聽客戶端，并與他們建立連接的機制。
以下步驟在兩臺計算機之間使用Socket建立TCP連接出現：
- 服務器實例化一個
ServerSocket對象，表示通過服務器端口通信。（ServerSocket本質就是監聽端口等待Socket對象連接） - 服務器調用
ServerSocket類的accept()方法，該方法將一直等待，直到一個客戶端連接到服務器上給定的端口。 - 服務器
ServerSocket監聽等待連接的過程中，客戶端創建一個Socket對象，并指定該Socket要連接到的服務器的名稱和端口。 Socket類的構造函數試圖將客戶端連接到指定的服務器和端口號。如果通信被建立，則在客戶端創建一個 Socket 對象能夠與服務器進行通信。- 在服務器端，
accept()方法返回服務器上一個新的 socket 引用，該 socket 連接到客戶端的 socket。
- 連接建立后，通過使用 I/O 流在進行通信，每一個socket都有一個
輸出流和一個輸入流，客戶端的輸出流連接到服務器端的輸入流，而客戶端的輸入流連接到服務器端的輸出流。- TCP 是一個雙向的通信協議，因此數據可以通過兩個數據流在同一時間發送。
五、ServerSocket類的方法
服務器應用程序通過使用 java.net.ServerSocket 類以獲取一個端口,并且偵聽客戶端請求。
ServerSocket 類有四個構造方法：
| 序號 | 方法描述 |
|---|---|
| 1 | public ServerSocket(int port) throws IOException 創建監聽特定端口的服務器套接字。 |
| 2 | public ServerSocket(int port, int backlog) throws IOException 利用指定的 backlog 創建服務器套接字并將其綁定到指定的本地端口號。 |
| 3 | public ServerSocket(int port, int backlog, InetAddress address) throws IOException 使用指定的端口、偵聽 backlog 和要綁定到的本地 IP 地址創建服務器。 |
| 4 | public ServerSocket() throws IOException 創建非綁定服務器套接字。 |
創建非綁定服務器套接字。 如果 ServerSocket 構造方法沒有拋出異常，就意味著你的應用程序已經成功綁定到指定的端口，并且偵聽客戶端請求。
這里有一些 ServerSocket 類的常用方法：
| 序號 | 方法描述 |
|---|---|
| 1 | public int getLocalPort() 返回此套接字在其上偵聽的端口。 |
| 2 | public Socket accept() throws IOException 偵聽并接受到此套接字的連接。 |
| 3 | public void setSoTimeout(int timeout) 通過指定超時值啟用/禁用 SO_TIMEOUT，以毫秒為單位。 |
| 4 | public void bind(SocketAddress host, int backlog) 將 ServerSocket 綁定到特定地址（IP 地址和端口號）。 |
六、Socket 類的方法
java.net.Socket 類代表客戶端和服務器都用來互相溝通的套接字。客戶端要獲取一個 Socket 對象通過實例化 ，而 服務器獲得一個 Socket 對象則通過 accept() 方法的返回值。
Socket 類有五個構造方法.
| 序號 | 方法描述 |
|---|---|
| 1 | public Socket(String host, int port) throws UnknownHostException, IOException. 創建一個流套接字并將其連接到指定主機上的指定端口號。 |
| 2 | public Socket(InetAddress host, int port) throws IOException 創建一個流套接字并將其連接到指定 IP 地址的指定端口號。 |
| 3 | public Socket(String host, int port, InetAddress localAddress, int localPort) throws IOException. 創建一個套接字并將其連接到指定遠程主機上的指定遠程端口。 |
| 4 | public Socket(InetAddress host, int port, InetAddress localAddress, int localPort) throws IOException. 創建一個套接字并將其連接到指定遠程地址上的指定遠程端口。 |
| 5 | public Socket() 通過系統默認類型的 SocketImpl 創建未連接套接字 |
當 Socket 構造方法返回，并沒有簡單的實例化了一個 Socket 對象，它實際上會嘗試連接到指定的服務器和端口。
下面列出了一些感興趣的方法，注意客戶端和服務器端都有一個 Socket 對象，所以無論客戶端還是服務端都能夠調用這些方法。
| 序號 | 方法描述 |
|---|---|
| 1 | public void connect(SocketAddress host, int timeout) throws IOException 將此套接字連接到服務器，并指定一個超時值。 |
| 2 | public InetAddress getInetAddress() 返回套接字連接的地址。 |
| 3 | public int getPort() 返回此套接字連接到的遠程端口。 |
| 4 | public int getLocalPort() 返回此套接字綁定到的本地端口。 |
| 5 | public SocketAddress getRemoteSocketAddress() 返回此套接字連接的端點的地址，如果未連接則返回 null。 |
| 6 | public InputStream getInputStream() throws IOException 返回此套接字的輸入流。 |
| 7 | public OutputStream getOutputStream() throws IOException 返回此套接字的輸出流。 |
| 8 | public void close() throws IOException 關閉此套接字。 |
例子(一)：Socket 實例
1. 服務端
如下的 MySocketServer 是一個服務端程序，該程序通過 socket 連接到服務器并發送一個請求，然后等待一個響應。
import java.io.DataInputStream;
import java.io.DataOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
import java.util.Scanner;public class MySocketServer extends Thread{private ServerSocket serverSocket;public MySocketServer(int port)throws IOException {//創建ServerSocket監聽端口portserverSocket = new ServerSocket(port);//設置等待時間：10000毫秒沒有監聽到Socket連接該端口就報錯serverSocket.setSoTimeout(10000);}public void run(){try{//ServerSocket等待連接，鏈接成功就創建一個與客戶端對等通信的socketSocket server = serverSocket.accept();System.out.println("客戶"+server.getLocalAddress()+"連接成功");//獲取Socket的輸入流輸出流DataInputStream inputStream = new DataInputStream(server.getInputStream());DataOutputStream outputStream = new DataOutputStream(server.getOutputStream());while(true){//從流中獲取信息String msg = inputStream.readUTF();//當客戶端傳遞的信息為ends時，結束。if(msg.equals("ends")) break;//服務端顯示流中的信息System.out.println(msg);}server.close();}catch(Exception ex){ex.printStackTrace();}}public static void main(String[] args){Scanner scanner = new Scanner(System.in);try{System.out.println("請輸入服務端綁定端口：");//運行線程讓服務端異步運行這樣可以讓主程序繼續干自己的事Thread t = new MySocketServer(scanner.nextInt());t.run();}catch(Exception ex){ex.printStackTrace();}}
}
2. 客戶端
import java.io.DataInputStream;
import java.io.DataOutputStream;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.Socket;
import java.util.Scanner;public class MySocketClient{public static void main(String[] args){try{Scanner keyboard = new Scanner(System.in);System.out.println("請輸入連接主機的IP地址：");String host = keyboard.nextLine();System.out.println("輸入主機"+host+" 的端口號：");int port = keyboard.nextInt();//創建Socket并嘗試連接 IP=host && 端口=port的服務端Socket client = new Socket(host,port);InputStream in = client.getInputStream();OutputStream out = client.getOutputStream();DataInputStream inputStream = new DataInputStream(in);DataOutputStream outputStream = new DataOutputStream(out);while(true){String msg = keyboard.nextLine();outputStream.writeUTF(msg);//當輸入了ends時，客戶端關閉socket，服務端也關閉socket，二者結束通信。if(msg.equals("ends"))break;}client.close();}catch(Exception ex){ex.printStackTrace();};}
}
3. 測試結果
例子(二)：聊天室
1. 服務端
- 服務端使用while循環的添加Socket用戶
- 每個用戶有自己獨立的線程(異步性：使各個用戶可以同時輸出輸入的同時服務端能夠繼續監聽端口)
import java.io.DataInputStream;
import java.io.DataOutputStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
import java.util.ArrayList;public class ChatRoomServer{private static ServerSocket serverSocket;private static ArrayList<Socket> clientList = new ArrayList<Socket>();public static void main(String[] args){try{serverSocket = new ServerSocket(8888);while(true){Socket client = serverSocket.accept();clientList.add(client);//TODO:開啟客戶端線程，進行異步聊天ClientThread ct = new ClientThread(client,clientList);ct.start();}}catch(Exception ex){ex.printStackTrace();}finally {try{if(serverSocket != null)serverSocket.close();}catch(Exception ex){ex.printStackTrace();}}}
}class ClientThread extends Thread{private Socket client = null;private ArrayList<Socket> clientList;public ClientThread(Socket s,ArrayList<Socket>ss){client = s;clientList = ss;}public void run(){DataInputStream input = null;DataOutputStream output = null;try{input = new DataInputStream(client.getInputStream());String rec = null;String send = null;while(true){if(!client.isClosed()){rec = input.readUTF();System.out.println("服務端接收到數據："+rec);clientList.trimToSize();String[] param = rec.split("&");//將輸入進行一些封裝if("$start$".equals(param[1])){send = param[0] + "進入聊天室";}else{send = param[0] + "說: " + param[1];}//將非取消信號的數據發送出去if(!("$ends$".equals(param[1]))){for(Socket socket : clientList){if(!socket.isClosed()){output = new DataOutputStream(socket.getOutputStream());output.writeUTF(send);}}}else{for(Socket socket : clientList){if(socket!= client && !socket.isClosed()){output = new DataOutputStream(socket.getOutputStream());output.writeUTF(param[0]+"已退出聊天室");}}output = new DataOutputStream(client.getOutputStream());output.writeUTF("$ends$");client.close();input.close();output.close();}}}}catch(Exception ex){ex.printStackTrace();}}
}
2. 客戶端
import java.io.DataInputStream;
import java.io.DataOutputStream;
import java.net.Socket;
import java.util.Scanner;public class ChatRoomClient {public static final String ip = "127.0.0.1";public static final int port = 8888;public Socket socket = null;public DataInputStream input = null;public DataOutputStream output = null;public Scanner keyboard = new Scanner(System.in);public String send;public String name;public void start(){try{System.out.println(" ################ 歡迎進入Socket聊天室 ################ ");System.out.println("輸入您在聊天室的昵稱: ");name = keyboard.nextLine();socket = new Socket(ip,port);input = new DataInputStream(socket.getInputStream());output = new DataOutputStream(socket.getOutputStream());send = name + "&$start$";System.out.println(" ################ 進入聊天室成功 ################ ");System.out.println("如需退出聊天室,輸入'$ends$'即可....");output.writeUTF(send);//TODO: 編寫聊天的線程MsgThread mt = new MsgThread(output,name,input);mt.start();while(true){String rec = input.readUTF();if("$ends$".equals(rec)){System.out.println(" ################ 退出聊天室成功 ################ ");input.close();output.close();socket.close();System.exit(0);}else{System.out.println(rec);}}}catch(Exception ex){ex.printStackTrace();}finally {try{if(socket!= null){socket.close();input.close();output.close();}}catch (Exception ex){ex.printStackTrace();}}}public static void main(String[] args){ChatRoomClient client = new ChatRoomClient();client.start();}
}
class MsgThread extends Thread{private DataInputStream input;private DataOutputStream output;private Scanner keyboard = new Scanner(System.in);public static String name;public MsgThread(DataOutputStream o,String n,DataInputStream i){output = o;input = i;name = n;}public void run(){ChatRoomClient client = new ChatRoomClient();try{while(true){String send = name+"&" + keyboard.nextLine();output.writeUTF(send);}}catch(Exception ex){ex.printStackTrace();}finally {System.out.println("sfef");}}
}3. 測試結果
 擴展函數和運算符重載)
)
![[足式機器人]Part2 Dr. CAN學習筆記-數學基礎Ch0-5Laplace Transform of Convolution卷積的拉普拉斯變換](http://pic.xiahunao.cn/[足式機器人]Part2 Dr. CAN學習筆記-數學基礎Ch0-5Laplace Transform of Convolution卷積的拉普拉斯變換)
