在线视频：尚硅谷2024最新Java入门视频教程(下部)-网络编程
课程资料：尚硅谷2024新版Java基础
随堂代码：https://gitee.com/an_shiguang/learn-java
重点内容：
1.了解三次握手和四次挥手
2.客户端和服务端的交互过程
3.会使用TCP协议写一个简单的程序
4.知道正则表达式的基本使用
5.会单例模式
6.会Lombok的使用
网络编程
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| 概述:在网络通信协议下,不同计算机上运行的程序,进行数据传输
比如:通信,视频通话,网游,邮件等
只要是计算机之间通过网络进行数据传输,就有网络编程的存在
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软件结构
C/S结构 ：全称为Client/Server结构，是指客户端和服务器结构。常见程序有ＱＱ、红蜘蛛、飞秋等软件。
B/S结构 ：全称为Browser/Server结构，是指浏览器和服务器结构。常见浏览器有IE、谷歌、火狐等。
两种架构各有优势，但是无论哪种架构，都离不开网络的支持。网络编程，就是在一定的协议下，实现两台计算机的通信的程序。
服务器概念
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| 1.概述:安装了服务器软件的计算机
2.后面马上要见到的服务器软件:tomcat
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网络通信协议:两台计算机在做数据交互时要遵守的规则,协议会对数据的格式,速率等进行规定,只有都遵守了这个协议,才能完成数据交互
两台计算机想完成数据交互,需要遵守网络通信协议
通信三要素
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| [IP地址]:计算机的唯一标识,用于两台计算机之间的连接
a.概述:指互联网协议地址（Internet Protocol Address），俗称IP
计算机的唯一标识
b.作用:可用于计算机和计算机之间的连接
c.IPV4
32位的二进制数，通常被分为4个字节，表示成a.b.c.d 的形式，例如192.168.65.100 。其中a、b、c、d都是0~255之间的十进制整数，那么最多可以表示42亿个。
IPV6
为了扩大地址空间，拟通过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，表示成ABCD:EF01:2345:6789:ABCD:EF01:2345:6789->号称能给地球上的每一粒沙子分配一个IP地址
d.查看ip的命令:ipconfig
测试是否能连接其他计算机的命令:ping ip地址
e:特殊的网址:代表的是本机地址,到了哪里都不会变,代表自己
127.0.0.1 -> 固定不变
localhost
localhost(主机名,写的是服务器的IP):端口号/应用名称/资源
localhost:8080/应用名称/index.html
[协议]
TCP:面向连接协议
需要先确认连接,才能进行数据交互
三次握手:
- 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，通知客户端收到了连接请求。
- 第三次握手，客户端再次向服务器端发送确认信息，确认连接。
好处:数据安全,能给数据的传输提供一个安全的传输环境
坏处:效率低
UDP:面向无连接协议
好处:效率高
坏处:传输的数据不安全,容易丢失数据包
[端口号]
每一个应用程序的唯一标识
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以上的端口号。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。
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TCP协议中的三次握手和四次挥手
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| 三次握手:
- 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，通知客户端收到了连接请求。
- 第三次握手，客户端再次向服务器端发送确认信息，确认连接。
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| 四次挥手:
- 第一次挥手：客户端向服务器端提出结束连接，让服务器做最后的准备工作。此时，客户端处于半关闭状态，即表示不再向服务器发送数据了，但是还可以接受数据。
- 第二次挥手：服务器接收到客户端释放连接的请求后，会将最后的数据发给客户端。并告知上层的应用进程不再接收数据。
- 第三次挥手：服务器发送完数据后，会给客户端发送一个释放连接的报文。那么客户端接收后就知道可以正式释放连接了。
- 第四次挥手：客户端接收到服务器最后的释放连接报文后，要回复一个彻底断开的报文。这样服务器收到后才会彻底释放连接。这里客户端，发送完最后的报文后，会等待2MSL，因为有可能服务器没有收到最后的报文，那么服务器迟迟没收到，就会再次给客户端发送释放连接的报文，此时客户端在等待时间范围内接收到，会重新发送最后的报文，并重新计时。如果等待2MSL后，没有收到，那么彻底断开。
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UDP协议编程
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| 1.DatagramSocket -> 好比寄快递找的快递公司
2.DatagramPacket -> 好比快递公司打包
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客户端(发送端)
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| 1.创建DatagramSocket对象(快递公司)
a.空参:端口号从可用的端口号中随机一个使用
b.有参:自己指定
2.创建DatagramPacket对象,将数据进行打包
a.要发送的数据-> byte[]
b.指定接收端的IP
c.指定接收端的端口号
3.发送数据
4.释放资源
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| public class Send {
public static void main(String[] args) throws Exception{
DatagramSocket socket = new DatagramSocket();
byte[] bytes = "你好呀".getBytes();
InetAddress ip = InetAddress.getByName("127.0.0.1");
int port = 6666;
DatagramPacket dp = new DatagramPacket(bytes, bytes.length, ip, port);
socket.send(dp);
socket.close();
}
}
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直接执行发现,发送端在没有接收端的情况下,不会报错,因为UDP协议是面向无连接协议,不管有没有接收端,照发不误
服务端(接收端)
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| 1.创建DatagramSocket对象,指定服务端的端口号
2.接收数据包
3.解析数据包
4.释放资源
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| public class Receive {
public static void main(String[] args) throws Exception{
DatagramSocket socket = new DatagramSocket(6666);
byte[] bytes = new byte[1024];
DatagramPacket dp = new DatagramPacket(bytes, bytes.length);
socket.receive(dp);
byte[] data = dp.getData();
int len = dp.getLength();
InetAddress address = dp.getAddress();
int port = dp.getPort();
System.out.println(new String(data,0,len));
System.out.println(address+"..."+port);
socket.close();
}
}
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TCP协议编程
编写客户端
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| 1.创建Socket对象,指明服务端的ip以及端口号
2.调用socket中的getOutputStream,往服务端发送请求
3.调用socket中的getInputStream,读取服务端响应回来的数据
4.关流
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| public class Client {
public static void main(String[] args)throws Exception {
Socket socket = new Socket("127.0.0.1", 6666);
OutputStream os = socket.getOutputStream();
os.write("我想下载一个小电影".getBytes());
InputStream is = socket.getInputStream();
byte[] bytes = new byte[1024];
int len = is.read(bytes);
System.out.println(new String(bytes,0,len));
is.close();
os.close();
socket.close();
}
}
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编写服务端
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| 1.创建ServerSocket对象,设置端口号
2.调用ServerSocket中的accept方法,等待客户端连接,返回Socket对象
3.调用socket中的getInputStream,用于读取客户端发送过来的数据
4.调用socket中的getOutputStream,用于给客户端响应数据
5.关闭资源
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| public class Server {
public static void main(String[] args)throws Exception {
ServerSocket ss = new ServerSocket(6666);
Socket socket = ss.accept();
InputStream is = socket.getInputStream();
byte[] bytes = new byte[1024];
int len = is.read(bytes);
System.out.println(new String(bytes,0,len));
OutputStream os = socket.getOutputStream();
os.write("给你一个小电影".getBytes());
os.close();
is.close();
socket.close();
ss.close();
}
}
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文件上传
文件上传客户端以及服务端实现
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| public class Client {
public static void main(String[] args)throws Exception {
Socket socket = new Socket("127.0.0.1", 6666);
FileInputStream fis = new FileInputStream("E:\\Idea\\io\\24.jpg");
OutputStream os = socket.getOutputStream();
byte[] bytes = new byte[1024];
int len;
while((len = fis.read(bytes))!=-1){
os.write(bytes,0,len);
}
socket.shutdownOutput();
System.out.println("======以下代码是读取响应的结果======");
InputStream is = socket.getInputStream();
byte[] bytes1 = new byte[1024];
int len1 = is.read(bytes1);
System.out.println(new String(bytes1,0,len1));
is.close();
os.close();
fis.close();
socket.close();
}
}
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| public class Server {
public static void main(String[] args)throws Exception {
ServerSocket ss = new ServerSocket(6666);
Socket socket = ss.accept();
InputStream is = socket.getInputStream();
String s = UUID.randomUUID().toString();
String name = s + System.currentTimeMillis();
FileOutputStream fos = new FileOutputStream("E:\\Idea\\io\\upload\\"+name+".jpg");
byte[] bytes = new byte[1024];
int len;
while((len = is.read(bytes))!=-1){
fos.write(bytes,0,len);
}
System.out.println("======以下代码是给客户端的响应结果======");
OutputStream os = socket.getOutputStream();
os.write("上传成功".getBytes());
os.close();
fos.close();
is.close();
socket.close();
ss.close();
}
}
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| public class Demo01UUID {
public static void main(String[] args) {
String string = UUID.randomUUID().toString();
System.out.println("string = " + string);
}
}
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文件上传服务端实现(多线程)
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| public class ServerThread {
public static void main(String[] args) throws Exception {
ServerSocket ss = new ServerSocket(6666);
while (true) {
Socket socket = ss.accept();
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
InputStream is = null;
FileOutputStream fos = null;
OutputStream os = null;
try {
is = socket.getInputStream();
String s = UUID.randomUUID().toString();
String name = s + System.currentTimeMillis();
fos = new FileOutputStream("E:\\Idea\\io\\upload\\" + name + ".jpg");
byte[] bytes = new byte[1024];
int len;
while ((len = is.read(bytes)) != -1) {
fos.write(bytes, 0, len);
}
System.out.println("======以下代码是给客户端的响应结果======");
os = socket.getOutputStream();
os.write("上传成功".getBytes());
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}finally {
CloseUtils.closeQ(socket,fos,is,os);
}
}
}).start();
}
}
}
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| public class CloseUtils {
private CloseUtils(){
}
public static void closeQ(Socket socket, FileOutputStream fos, InputStream is, OutputStream os){
if (os!=null){
try {
os.close();
} catch (IOException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
}
if (fos!= null){
try {
fos.close();
} catch (IOException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
}
if (is!=null){
try {
is.close();
} catch (IOException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
}
if (socket!=null){
try {
socket.close();
} catch (IOException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
}
}
}
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正则表达式
正则表达式的概念及演示
Regular Expression，简称Regex
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| 1.概述:正则表达式是一个具有特殊规则的字符串
2.作用:校验
比如:校验手机号,身份证号,密码,用户名,邮箱等
3.String中有一个校验正则的方法:
boolean matches(String regex) 校验字符串是否符合指定的regex的规则
4.比如:校验QQ号(不能以0开头,必须都是数字,必须是5-15位的)
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| public class Demo01Regex {
public static void main(String[] args) {
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
String data = scanner.next();
boolean result02 = method02(data);
System.out.println("result02 = " + result02);
}
private static boolean method02(String data) {
boolean result = data.matches("[1-9][0-9]{4,14}");
return result;
}
private static boolean method01(String data) {
if (data.startsWith("0")) {
return false;
}
char[] chars = data.toCharArray();
for (char aChar : chars) {
if (aChar < '0' || aChar > '9') {
return false;
}
}
if (data.length()<5 || data.length()>15){
return false;
}
return true;
}
}
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正则表达式-字符类
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| java.util.regex.Pattern:正则表达式的编译表示形式。
正则表达式-字符类:[]表示一个区间,范围可以自己定义
语法示例：
1. [abc]：代表a或者b，或者c字符中的一个。
2. [^abc]：代表除a,b,c以外的任何字符。
3. [a-z]：代表a-z的所有小写字符中的一个。
4. [A-Z]：代表A-Z的所有大写字符中的一个。
5. [0-9]：代表0-9之间的某一个数字字符。
6. [a-zA-Z0-9]：代表a-z或者A-Z或者0-9之间的任意一个字符。
7. [a-dm-p]：a 到 d 或 m 到 p之间的任意一个字符
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private static void method01() {
boolean result01 = "had".matches("[h][aeiou][d]");
System.out.println("result01 = " + result01);
boolean result02 = "hyd".matches("[h][^aeiou][d]");
System.out.println("result02 = " + result02);
boolean result03 = "had".matches("[a-z][a][d]");
System.out.println("result03 = " + result03);
}
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正则表达式-逻辑运算符
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| 正则表达式-逻辑运算符
语法示例：
1. &&：并且
2. | ：或者
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private static void method02() {
boolean result01 = "yad".matches("[[a-z]&&[^aeiou]][a][d]");
System.out.println("result01 = " + result01);
boolean result02 = "had".matches("[a|e|i|o|u][a][d]");
System.out.println("result02 = " + result02);
}
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正则表达式-预定义字符
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| 正则表达式-预定义字符
语法示例：
1. "." ： 匹配任何字符。(重点) 不能加[]
2. "\\d"：任何数字[0-9]的简写；(重点)
3. "\\D"：任何非数字[^0-9]的简写；
4. "\\s"： 空白字符：[ \t\n\x0B\f\r] 的简写
5. "\\S"： 非空白字符：[^\s] 的简写
6. "\\w"：单词字符：[a-zA-Z_0-9]的简写(重点)
7. "\\W"：非单词字符：[^\w]
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private static void method03() {
boolean result01 = "111".matches("\\d\\d\\d");
System.out.println("result01 = " + result01);
boolean result02 = "13838381438".matches("[1][358]\\d\\d\\d\\d\\d\\d\\d\\d\\d");
System.out.println("result02 = " + result02);
boolean result03 = "had".matches("[h].[d]");
System.out.println("result03 = " + result03);
}
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正则表达式-数量词
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| 正则表达式-数量词
语法示例：x代表字符
1. X? : x出现的数量为 0次或1次
2. X* : x出现的数量为 0次到多次 任意次
3. X+ : x出现的数量为 1次或多次 X>=1次
4. X{n} : x出现的数量为 恰好n次 X=n次
5. X{n,} : x出现的数量为 至少n次 X>=n次 x{3,}
6. X{n,m}: x出现的数量为 n到m次(n和m都是包含的) n=<X<=m
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private static void method04() {
boolean result01 = "111".matches("\\d{3}");
System.out.println("result01 = " + result01);
boolean result02 = "13838381438".matches("[1][358]\\d{9}");
System.out.println("result02 = " + result02);
boolean result03 = "111111".matches("[1-9][0-9]{4,14}");
System.out.println("result03 = " + result03);
}
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正则表达式-分组括号( )
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private static void method05() {
boolean result = "abcabc".matches("(abc)*");
System.out.println("result = " + result);
}
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String类中和正则表达式相关的方法
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| String类中和正则表达式相关的方法
boolean matches(String regex) 判断字符串是否匹配给定的正则表达式。
String[] split(String regex) 根据给定正则表达式的匹配拆分此字符串。
String replaceAll(String regex, String replacement)把满足正则表达式的字符串,替换为新的字符
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| private static void method06() {
String s1 = "abc hahah hehe hdhshsh";
String[] arr1 = s1.split(" +");
System.out.println(Arrays.toString(arr1));
String s2 = s1.replaceAll(" +", "z");
System.out.println("s2 = " + s2);
}
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正则表达式生成网址:
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| https://www.sojson.com/regex/generate
[\u4e00-\u9fa5]
[^\x00-\xff]
^[a-zA-Z0-9._%+-]+@[a-zA-Z0-9.-]+\.[a-zA-Z]{2,}$
^(https?:\/\/)?([\da-z\.-]+)\.([a-z\.]{2,6})([\/\w \.-]*)*\/?$
^(?:(?:25[0-5]|2[0-4][0-9]|[01]?[0-9][0-9]?)\.){3}(?:25[0-5]|2[0-4][0-9]|[01]?[0-9][0-9]?)$
^\d{4}-(0[1-9]|1[0-2])-(0[1-9]|[12][0-9]|3[01])$
^1[3-9]\d{9}$
\d{17}[\d|x]|\d{15}
[A-Za-z0-9_\-\u4e00-\u9fa5]+
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设计模式
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| 设计模式（Design pattern），是一套被反复使用、经过分类编目的、代码设计经验的总结，使用设计模式是为了可重用代码、保证代码可靠性、程序的重用性,稳定性。
1995 年，GoF（Gang of Four，四人组）合作出版了《设计模式：可复用面向对象软件的基础》一书，共收录了 23 种设计模式。<大话设计模式>
总体来说设计模式分为三大类：
创建型模式，共五种：工厂方法模式、抽象工厂模式、单例模式、建造者模式、原型模式。-->创建对象
结构型模式，共七种：适配器模式、装饰器模式、代理模式、外观模式、桥接模式、组合模式、享元模式。-->对功能进行增强
行为型模式，共十一种：策略模式、模板方法模式、观察者模式、迭代子模式、责任链模式、命令模式、备忘录模式、状态模式、访问者模式、中介者模式、解释器模式。
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模版方法设计模式
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| 模板方法（Template Method）模式：定义一个操作中的算法的骨架，而将一些步骤延迟到子类中。明确了一部分功能，而另一部分功能不明确。需要延伸到子类中实现
饭店中吃饭: 点菜，吃菜和买单三个步骤。点菜和买单基本上一致的，但是吃菜不同，吃法也不同。明确了一部分功能，而另一部分功能不明确。
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| public abstract class Hotel {
public void eat(){
System.out.println("点菜");
eatCai();
System.out.println("买单");
}
public abstract void eatCai();
}
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| public class QuanJuDe extends Hotel{
@Override
public void eatCai() {
System.out.println("薄饼");
System.out.println("放鸭肉");
System.out.println("酱");
System.out.println("葱丝");
System.out.println("黄瓜丝");
System.out.println("卷着吃");
}
}
public class ZhangLiang extends Hotel{
@Override
public void eatCai() {
System.out.println("调麻酱");
System.out.println("放辣椒油");
System.out.println("倒到大碗中吃");
}
}
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| public class Test01 {
public static void main(String[] args) {
QuanJuDe quanJuDe = new QuanJuDe();
quanJuDe.eat();
System.out.println("================");
ZhangLiang zhangLiang = new ZhangLiang();
zhangLiang.eat();
}
}
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单例模式
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| 1.目的:单(一个) 例(实例,对象)
让一个类只产生一个对象,供外界使用
2.分类:
a.饿汉式:我好饥渴呀,好饥饿呀,迫不及待要这个对象,所以和对象就需要赶紧new出来
b.懒汉式:我好懒呀,不着急要对象,想啥时候使用,你啥时候new给我
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饿汉式：
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| 饿汉式:我好饥渴呀,好饥饿呀,迫不及待要这个对象,所以和对象就需要赶紧new出来
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| public class Singleton {
private Singleton(){
}
private static Singleton singleton = new Singleton();
public static Singleton getSingleton(){
return singleton;
}
}
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| public class Test01 {
public static void main(String[] args) {
for (int i = 0; i < 10; i++) {
Singleton singleton = Singleton.getSingleton();
System.out.println(singleton);
}
}
}
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懒汉式：
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| 懒汉式:我好懒呀,不着急要对象,想啥时候使用,你啥时候new给我
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| public class Singleton1 {
private Singleton1() {
}
private static Singleton1 singleton1 = null;
public static Singleton1 getSingleton1() {
if (singleton1==null){
synchronized (Singleton1.class){
if (singleton1 == null) {
singleton1 = new Singleton1();
}
}
}
return singleton1;
}
}
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小结
Lombok
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| 1.作用:简化javabean开发
2.使用:
a.下插件 -> 如果是idea2022不用下载了,自带
b.导lombok的jar包
c.修改设置
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lombok介绍
Lombok通过增加一些“处理程序”，可以让javabean变得简洁、快速。
Lombok能以注解形式来简化java代码，提高开发效率。开发中经常需要写的javabean，都需要花时间去添加相应的getter/setter，也许还要去写构造器、equals等方法，而且需要维护。
Lombok能通过注解的方式，在编译时自动为属性生成构造器、getter/setter、equals、hashcode、toString方法。出现的神奇就是在源码中没有getter和setter方法，但是在编译生成的字节码文件中有getter和setter方法。这样就省去了手动重建这些代码的麻烦，使代码看起来更简洁些。
lombok常用注解
@Getter和@Setter
- 作用：生成成员变量的get和set方法。
- 写在成员变量上，指对当前成员变量有效。
- 写在类上，对所有成员变量有效。
- 注意：静态成员变量无效。
@ToString
- 作用：生成toString()方法。
- 注解只能写在类上。
@NoArgsConstructor和@AllArgsConstructor
- @NoArgsConstructor：无参数构造方法。
- @AllArgsConstructor：满参数构造方法。
- 注解只能写在类上。
@EqualsAndHashCode
- 作用：生成hashCode()和equals()方法。
- 注解只能写在类上。
@Data
- 作用：生成get/set，toString，hashCode，equals，无参构造方法
- 注解只能写在类上。
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| @Data
@AllArgsConstructor
@NoArgsConstructor
public class Person {
private String name;
private Integer age;
}
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| public class Test01 {
public static void main(String[] args) {
Person person = new Person();
person.setName("涛哥");
person.setAge(10);
System.out.println(person.getName()+"..."+person.getAge());
System.out.println("================");
Person p1 = new Person("三上", 28);
System.out.println(p1.getName()+"..."+p1.getAge());
}
}
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总结
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| 模块23回顾:
1.网编:
a.概述:在网络通信协议下,不同计算机上运行的程序
b.软件架构: cs bs(java主要从事bs开发)
c.服务器:安装了服务器软件的计算机
d.通信三要素: IP地址 协议 端口号
e.协议:
UDP:面向无连接协议
TCP:面向连接协议 -> 三次握手 四次挥手
f.UDP: DatagramSocket DatagramPacket
send(dp) receive(dp)
TCP: Socket ServerSocket
getInputStream getOutputStream accept
2.正则表达式:是一个具有特殊规则的字符串,用于校验
a.boolean matches(正则)
b.字符类:[abc] [0-9]
c.逻辑运算符: && |
d.预定义字符: . \\d \\w
e.数量词: x* x+ x? x{n} x{n,} x{n,m}
f.分组括号: ()
3.设计模式
a.模版方法:在一个通用的骨架中,一部分功能确定,一部分功能不确定(延伸到子类中实现)
b.单例模式:目的:让一个类只产生一个对象
饿汉式
懒汉式
4.Lombok:简化javabean
@Data
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