20145211 《Java程序设计》第10周学习总结——昨夜星辰昨夜风

教材学习内容总结

网络编程

• 网络编程就是在两个或两个以上的设备(例如计算机)之间传输数据。
• 程序员所作的事情就是把数据发送到指定的位置，或者接收到指定的数据，这个就是狭义的网络编程范畴。
• 在发送和接收数据时，大部分的程序设计语言都设计了专门的API实现这些功能，程序员只需要调用即可。

网络概述

• 网络编程就是两个或多个设备（程序）之间的数据交换。
• 识别网络上的每个设备
• IP地址：每个计算机在联网以后都拥有一个唯一的合法IP地址，就像手机号，在计算机网络中,现在命名IP地址的规定是IPv4协议，该协议规定每个IP地址由4个0-255之间的数字组成。这个IP地址可能是动态的，也可能是固定的。
• 域名(Domain Name)。
• 一个IP地址可以对应多个域名，一个域名只能对应一个IP地址。
• DNS服务器：在网络中传输的数据，全部是以IP地址作为地址标识，所以在实际传输数据以前需要将域名转换为IP地址，实现这种功能的服务器称之为DNS服务器，也就是通俗的说法叫做域名解析。 当DNS服务器正常工作时，使用IP地址或域名都可以很方便的找到计算机网络中的某个设备，例如服务器计算机。当DNS不正常工作时，只能通过IP地址访问该设备。
• C/S结构：网络编程的结构被称作客户端/服务器结构，也叫做Client/Server结构。
• B/S结构：使用浏览器作为客户端的结构被称作浏览器/服务器结构，也叫做Browser/Server结构。B/S结构其实也就是一种特殊的C/S结构。
• P2P程序：P2P程序中既包含客户端程序，也包含服务器端程序，是一种特殊的程序。
• 端口：让一个计算机可以同时运行多个网络程序。端口的号码必须位于0-65535之间，每个端口唯一的对应一个网络程序，一个网络程序可以使用多个端口。
• 协议(Protocol)：在实际进行数据交换时，为了让接收端理解该数据，需要规定该数据的格式，这个数据的格式就是协议。
• 如何来编写协议格式：只要按照这种协议格式能够生成唯一的编码，按照该编码可以唯一的解析出发送数据的内容即可。也正因为各个网络程序之间协议格式的不同，所以才导致了客户端程序都是专用的结构。
• TCP(传输控制协议)方式：进行网络通讯时，需要建立专门的虚拟连接，然后进行可靠的数据传输，如果数据发送失败，则客户端会自动重发该数据。
• UDP(用户数据报协议)方式：进行网络通讯时，不需要建立专门的虚拟连接，传输也不是很可靠，如果发送失败则客户端无法获得。
• 客户端/服务器结构，也叫做Client/Server结构，简称C/S结构。优点是表现力丰富，缺点是通用性差、维护的压力比较大。
• 浏览器/服务器结构，也叫做Browser/Server结构，简称为B/S结构。优点是开发的压力比较小，不需要维护客户端。缺点是限制比较大，表现力不强，无法进行系统级操作等。

网络编程技术

• 客户端的编程主要由三个步骤实现

1. 建立网络连接：在建立网络连接时需要指定连接到的服务器的IP地址和端口号，建立完成以后，会形成一条虚拟的连接，后续的操作就可以通过该连接实现数据交换了。
2. 交换数据：连接建立以后，就可以通过这个连接交换数据了。交换数据严格按照请求响应模型进行，由客户端发送一个请求数据到服务器，服务器反馈一个响应数据给客户端，如果客户端不发送请求则服务器端就不响应。根据逻辑需要，可以多次交换数据，但是还是必须遵循请求响应模型。
3. 关闭网络连接：在数据交换完成以后，关闭网络连接，释放程序占用的端口、内存等系统资源，结束网络编程。

• 服务器端网络编程步骤

1. 监听端口：服务器端属于被动等待连接，所以服务器端启动以后，不需要发起连接，而只需要监听本地计算机的某个固定端口即可。这个端口就是服务器端开放给客户端的端口，服务器端程序运行的本地计算机的IP地址就是服务器端程序的IP地址。
2. 获得连接：当客户端连接到服务器端时，服务器端就可以获得一个连接，这个连接包含客户端的信息，服务器端和客户端也通过该连接进行数据交换。一般在服务器端编程中，当获得连接时，需要开启专门的线程处理该连接，每个连接都由独立的线程实现。
3. 交换数据：服务器端通过获得的连接进行数据交换。服务器端的数据交换步骤是首先接收客户端发送过来的数据，然后进行逻辑处理，再把处理以后的结果数据发送给客户端。这个和客户端的数据交换数序不同。服务器端获得的连接和客户端连接是一样的，只是数据交换的步骤不同。当然，服务器端的数据交换也是可以多次进行的。在数据交换完成以后，关闭和客户端的连接。
4. 关闭连接：当服务器程序关闭时，需要关闭服务器端，通过关闭服务器端使得服务器监听的端口以及占用的内存可以释放出来，实现了连接的关闭。

• 实现服务器端监听的代码为：

ServerSocket ss = new ServerSocket(10000);

• 实现UDP方式的编程，包含客户端网络编程和服务器端网络编程，主要由两个类实现，分别是：

1. DatagramSocket：实现“网络连接”，包括客户端网络连接和服务器端网络连接。DatagramSocket实现的就是发送数据时的发射器，以及接收数据时的监听器的角色。类比于TCP中的网络连接，该类既可以用于实现客户端连接，也可以用于实现服务器端连接。
2. DatagramPacket：实现对于网络中传输的数据封装，该类的对象代表网络中交换的数据。在UDP方式的网络编程中，无论是需要发送的数据还是需要接收的数据，都必须被处理成DatagramPacket类型的对象，该对象中包含发送到的地址、发送到的端口号以及发送的内容等。和TCP方式的网络传输相比，IO编程在UDP方式的网络编程中变得不是必须的内容，结构也要比TCP方式的网络编程简单一些。
3. InetAddress类：该类的功能是代表一个IP地址，并且将IP地址和域名相关的操作方法包含在该类的内部。

代码调试中的问题和解决过程

我尝试创建了一个20M的文件example_memory_mapped_file.txt，并且用字符A对它进行填充，然后读取前30个字节。在实际的应用中，内存映射不仅仅擅长提高I/O的原始速度，同时它也允许多个不同的reader和writer同时处理同一个文件镜像。

学习进度条

	代码行数（新增/累积）	博客量（新增/累积）	学习时间（新增/累积）	重要成长
目标	5000行	30篇	400小时
第一周	100/100	2/2	15/15	学会搭建Java环境，学会写一些简单程序，掌握一些小技巧
第二周	100/200	2/4	22/37	学会使用IDEA
第三周	400/650	1/5	24/61	深入了解面向对象
第四周	750/1450	1/6	30/91	理解继承、多态、接口
第五周	750/2200	2/10	30/120	接触异常处理与Map
第六周	400/2600	2/12	30/150	感悟输入输出流与线程
第七周	600/3200	1/13	16/176	掌握日期和时间的运用
第八周	700/3900	1/14	16/192	逐步了解API
第九周	890/4790	2/16	12/204	继续深入
第十周	1000/5790	1/17	12/204	学习并掌握网络编程

实验代码托管截图

参考资料

• Java学习笔记(第8版)
• 《Java学习笔记(第8版)》学习指导