网络编程基础
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, 迅雷等软件
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
网络通信协议分类
UDP: User Datagram Protocol, 用户数据报协议
特点:
1. 无连接的不可靠协议
2. 数据按包发送, 64K一个包
3. 速度快效率高, 容易丢包
用于视频直播, 网络电话
TCP: Transmission Control Protocol, 传输控制协议
特点:
1. 需要建立连接的可靠协议 电话
2. 数据传输无大小限制
3. 速度慢效率低 重发机制
用于文件下载, 浏览网页
TCP通信的三次握手: 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
1. 客户端向服务端发送验证信息, 等待服务器确认
2. 服务端收到验证信息后, 回复客户端验证信息, 同时发送自己的一条验证信息
3. 客户端收到服务端回复的信息, 确认自己之前发的信息无误, 并再次向服务器发回服务端的验证信息
网络编程三要素: IP地址
网络编程三要素:
1. 通信协议 TCP
2. IP地址
3. 端口号
IP地址: 互联网协议地址(Internet Protocol Address). 是网络中计算机的唯一标识
版本:
IPv4: 192.168.1.2
IPv6: ABCD:EF01:2345:6789:ABCD:EF01:2345:6789
特殊的IP地址: "127.0.0.1", "localhost", 都代表自己的电脑
常用DOS命令:
// 查看自己电脑的IP地址
ipconfig
// 查看是否能连接到指定IP地址
ping IP地址
ping 192.168.31.2
网络编程三要素: 端口号
端口号: 计算机中进程的唯一标识
端口号的取值范围: 0~65535的整数, 其中0~1024不建议使用
注意:
通信的两端是2个计算机中的2个程序在相互通信, 所以2个程序都要有端口号. 端口号可以相同, 也可以不同, 相互之间能识别就行
TCP通信
java.net.ServerSocket类: TCP服务端
// 构造方法
ServerSocket(int port): 创建一个TCP服务端, 并监听指定端口
// 成员方法
Socket accept(): 监听数据, 会阻塞. 收到数据后返回Socket对象
void close(): 关闭服务端ServerSocket
java.net.Socket类: TCP客户端
// 构造方法
Socket(String ip, int port): 创建TCP客户端对象
// 成员方法
OutputStream getOutputStream(): 获取输出流对象, 用于发送数据
InputStream getInputStream(): 获取输入流, 用于接收数据
void shutdownOutput(): 关闭输出流, 发送结束标记
void close(): 关闭客户端Socket
TCP严格区分为 客户端(Client) 与 服务端(Server)
两端通信时步骤：
1. 服务端程序需要先启动, 等待客户端的连接
2. 客户端主动连接服务器端, 连接成功才能通信. 服务端不可以主动连接客户端
两端之间以 "IO字节流" 进行通信
一个服务端可以和多个客户端同时通信
服务端(ServerSocket)可以通过 accept() 方法等待一个客户端(Socket)主动连接, 从而得到一个客户端对象(Socket), 来识别不同的客户端
TCP程序: 客户端代码实现
实现步骤:
1.创建一个客户端对象 Socket, 构造方法传入服务器的IP地址和端口号
2.使用Socket对象中的方法 getOutputStream() 获取网络字节输出流OutputStream对象
3.使用网络字节输出流OutputStream对象中的方法 write(), 给服务器发送数据
4.使用Socket对象中的方法 getInputStream() 获取网络字节输入流InputStream对象
5.使用网络字节输入流InputStream对象中的方法 read(), 读取服务器回写的数据
6.释放资源(Socket)
注意:
1.客户端和服务器端进行交互, 必须使用Socket中提供的网络流, 不能使用自己创建的流对象
2.当我们创建客户端对象Socket的时候, 就会去请求服务器和服务器经过3次握手建立连接通路
这时如果服务器没有启动, 那么就会抛出异常ConnectException: Connection refused: connect
如果服务器已经启动, 那么就可以进行交互了
TCP程序: 服务器端代码实现
java.net.ServerSocket类: TCP服务端
// 构造方法
ServerSocket(int 服务端自己用的port): 创建一个TCP服务端, 并监听指定端口
// 成员方法
Socket accept(): 等待客户端连接, 会阻塞. 客户端连接后返回客户端的Socket对象
void close(): 关闭服务端ServerSocket, 断开所有流
服务器的实现步骤:
1.创建服务器ServerSocket对象并指定服务器占用的端口号
2.使用ServerSocket对象中的方法 accept(), 获取到请求的客户端对象Socket
3.使用Socket对象中的方法 getInputStream() 获取网络字节输入流InputStream对象
4.使用网络字节输入流InputStream对象中的方法 read(), 读取客户端发送的数据
5.使用Socket对象中的方法 getOutputStream() 获取网络字节输出流OutputStream对象
6.使用网络字节输出流OutputStream对象中的方法 write(), 给客户端回写数据
7.释放资源(Socket,ServerSocket)
文件上传案例: 优化(命名, 循环, 多线程)
解决方案:
1. 上传文件的命名规则: 域名+毫秒值+随机数
2. 将serverSocket.accept()直到最后的操作放入死循环中, 服务器就可以一直接收文件上传
3. 当serverSocket.accept()得到Socket客户端对象后的操作, 全都放在子线程中执行
服务端(ServerSocket)没有IO流, 是通过获取到"每个客户端对象(Socket)的IO流对象"来进行通信的.
使用"客户端的InputStream"读取客户端发来的数据
使用"客户端的OutputStream"向客户端回写数据
函数式接口
是指: 有且仅有一个抽象方法的接口
@FunctionalInterface的作用:
在接口上使用, 检测当前的接口是否为函数式接口
函数式接口的使用:
作为方法的参数类型, 传递Lambda表达式, 代替匿名内部类方式
Lambda具有"延迟执行"的特点:
传递Lambda对象, 只有当符合执行条件时, 才会执行代码
函数式编程
使用Lambda表达式作为方法参数
当一个方法的参数是一个函数式接口时, 可以使用Lambda表达式传递该参数, 简化匿名内部
类的代码
使用Lambda表达式作为方法返回值
当一个方法的返回值是一个函数式接口时, 可以返回Lambda表达式, 简化匿名内部类的代码
常用函数式接口
Supplier生产型函数式接口
java.util.function.Supplier<T>函数式接口: 生产型函数式接口
// 抽象方法
T get(): 用于获取一个对象或值.
至于获取什么值, 怎么获取, 需要我们根据应用场景编写Lambda来实现
Consumer消费型函数式接口
java.util.function.Consumer<T>函数式接口: 消费型函数式接口
// 抽象方法
void accept(T t): 用于消费(使用)一个对象或值. 至于怎么消费, 要我们根据应用场景编写Lambda实现
// 默认方法
default Consumer<T> andThen(Consumer<? super T> after): 拼接两个Consumer接
口的Lambda对象实现连续操作. 谁写前面, 谁先消费
Predicate条件判断函数式接口
java.util.function.Predicate<T>函数式接口: 条件接口, 用于判断
// 抽象方法
boolean test(T t): 判断参数传递的对象. 至于怎么判断, 判断什么, 需要我们编写Lambda表达式实现
// 默认方法 (用于连接多个判断条件)
default Predicate<T> and(Predicate<? super T> other): 与 &&
default Predicate<T> or(Predicate<? super T> other): 或 ||
default Predicate<T> negate(): 非, 取相反结果 !
Function转换型函数式接口
java.util.function.Function<T,R>: 根据一个 T类型的数据 转换为 另一个R类型的数据
T是 输入(input)的类型
R是 返回结果(result)的类型
有进有出, 所以称为"函数Function"
// 抽象方法
R apply(T t): 将T转换为R. 至于T和R是什么类型, 以及如何转换, 需要传递Lambda表达式实现
// 默认方法
default <V> Function<T, V> andThen(Function<? super R, ? extends V> after): 拼接
多个Function转换
Stream流
JDK 8 出现, 是函数式编程中的一大特性
Stream流式思想处理数据的方式:
让代码的执行像流水线一样, 先设计好处理方案, 然后一按开关开始执行
流相比于集合的2个优点:
1. Pipelining(管道特性): "可以链式调用"
Stream流对象的 延迟方法 调用后, 会返回新的Stream流对象, 可以链式调用
每个方法类似于一条一条的管道, 衔接了不同的处理方案
2. 内部迭代特性: "不用写for循环"
集合遍历通过 Iterator 或者 增强for, 显式的在集合外部进行迭代, 这叫做外部迭代
Stream提供了内部迭代的方法 forEach(Consumer c), 可以直接调用遍历方法
使用Stream流的3个步骤:
1. 获取数据源 (从"集合"或"数组"转换为"Stream"对象)
2. 数据处理 (调用延迟方法, 编写处理方案)
3. 获得结果 (调用终结方法, 启动开关)
获取Stream流对象的2种方式:
1. 利用"Collection接口"中的默认方法 default Stream<E> stream() 方法: 集合转Stream对象
2. 利用"Stream接口"中的静态方法 static <T> Stream<T> of(T... values): 数组转Stream对象
延迟方法: (具有延迟执行的特性)
返回值类型"是Stream"类型的方法, 支持链式调用
Stream filter(): 过滤 //只能调用一次
Stream map(): 映射/转换
Stream limit(): 截取 //可以连续调用
Stream skip(): 跳过
终结方法:
返回值类型"不是Stream"类型的方法, 不支持链式调用
void forEach(): 遍历
long count(): 统计
注意:
除了终结方法外, 其余方法均为延迟方法
Stream流的特点: 只能使用一次
每次调用延迟方法返回的Stream流对象, 都是经过处理后返回的"新的Stream流对象"
之前的Stream流在调用方法后, 已经使用过并关闭了, 不能再次使用, 否则会抛出异常:
java.lang.IllegalStateException: stream has already been operated upon or closed
Stream API: 静态方法concat()合并两个流
// 静态方法
static <T> Stream<T> concat(Stream<? extends T> a, Stream<? extends T> b): 合并两个流的元素, 变成一个新的流. 两个流中的元素类型必须相同, 或有共同的父类
(扩展: 收集器)
如何理解Stream流:
Stream不是集合, 也不是数组, 也不是某种数据结构, 所以Stream内部"不能存储"元素
Stream是一种"函数模型", 规定一些对于集合或数组的处理方案:
在调用"延迟方法"时, 就是在编写处理方案, 但并未真正执行方案
在调用"终结方法"时, 才一次性按照处理方案来操作集合
这也是流式操作"延迟执行"的特点
收集器的作用:
收集Stream操作后的结果, 转换为其他容器
对流操作完成之后, 如果需要将其结果进行收集, 例如转换为对应的"集合"或"数组"等
java.util.stream.Stream<T>接口: 流
Object[] toArray(): 将当前Stream流对象转换为Object[]数组
<R,A> R collect(Collector<? super T,A,R> collector): 将当前Stream流对象根据传入的Collector转换为集合或数组
java.util.stream.Collectors类: 收集器静态工具类, 提供不同转换方式的Collector
static <T> Collector<T,?,List<T>> toList(): Stream转List集合
static <T> Collector<T,?,Set<T>> toSet(): Stream转Set集合
static <...> Collector<...> toMap(Function<? super T,? extends K> keyMapper,
Function<? super T,? extends U> valueMapper)
Stream转Map集合.
Function keyMapper: 生成key的转换方式
Function valueMapper: 生成value的转换方式
方法引用
作用: 简化Lambda表达式
:: 方法引用运算符, 它所在的表达式被称为方法引用
注意:
Lambda中, 重写方法的"参数", 必须是方法引用的方法"要接收的类型", 否则会抛出异常
(String s) -> System.out.println(s) 方法有个参数String s
System.out::println 引用的println方法必须能接收String类型的s
方法引用能简化以下场景: (方法名后不要写小括号)
场景 格式 简化之前的Lambda 方法引用简化后
1. 通过对象名引用成员方法 对象名::成员方法名 ()->person.eat() person::eat
适用场景:
当Lambda表达式中, 仅仅是"通过某个对象, 调用已有的方法"时, 就可以用这种方式简化
2. 通过类名引用静态方法 类名::静态方法名 i -> Math.abs(i) Math::abs
适用场景:
当Lambda表达式中, 仅仅是"通过某个类名, 调用已有的静态方法"时, 就可以用这种方式简化
3. 通过super引用父类成员方法 super::父类方法名 ()->super.eat(); super::eat
适用场景
当Lambda表达式中, 仅仅是"在子类中, 调用父类某个已有的方法"时, 就可以用这种方式简化
4. 通过this引用本类成员方法 this::本类方法名 ()->this.eat(); this::eat
适用场景:
当Lambda表达式中, 仅仅是"调用本类中, 某个已有的方法"时, 就可以用这种方式简化
5. 引用某个类的构造方法 类名::new name->new Person(name) Person::new
使用场景
当Lambda表达式中, 仅仅是"调用某个类的构造方法, 来创建一个对象"时, 就可以用这种方式简化
6. 引用创建数组的方法 数据类型[]::new length->new int[length]; int[]::new
使用场景
当Lambda表达式中, 仅仅是"创建一个数组对象"时, 就可以用这种方式简化
JUnit单元测试
测试分类:黑盒测试:不需要写代码, 给输入值, 看程序是否能够输出期望的值
白盒测试:需要写代码的. 关注程序具体的执行流程 比如今天学习的JUnit
集成测试(多个人,多个模块)
接口测试(网络请求的接口)
单元测试(测试每个定义的方法)
JUnit:使用步骤
JUnit使用步骤：
1. 定义一个测试类(也叫测试用例)
包名：xxx.xxx.xx.test
被测试的类名: Calculator --> 对应的测试类名: CalculatorTest
2. 定义测试方法：可以独立运行
被测试的方法名: add() ---> 对应的测试方法名: testAdd()
建议测试方法的返回值是void, 参数列表是空参
3. 在方法上加 @Test 注解 才能运营测试
4. 在 @Test 注解上按 Alt+Enter, 选择 "Add 'JUnit4' to Classpath" 导入JUnit依赖环境
5. 在方法名上右键, 选择 "Run '方法名()'"
判定结果：
红色：失败
绿色：成功.(测试通过)
断言: Assert
使用断言操作来判断结果是否符合预期:
Assert.assertEquals(期望的结果, 运算的结果);
如果 期望的结果 和 运算的结果 相等, 则认为测试通过, 否则测试失败
测试失败的原因提示:
java.lang.AssertionError:
Expected :1 (表示我期望得到的是1)
Actual :-1 (但是实际得到的是-1)
JUnit:@Before,@After
@Before: 修饰的方法会"在每个测试方法执行 之前"被执行
@After: 修饰的方法会"在每个测试方法执行 之后"被执行
注意:
@Before, @After 修饰的方法可以有多个, 但是谁先执行是由JUnit内部来决定的, 没有明显的规律
所以不要写多个@Before, @After 修饰的方法
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反射(重点)
框架:半成品软件. 可以在框架的基础上进行软件开发, 简化编码
比如JUnit就是一个单元测试框架, 它不是一个独立的软件, 而是和我们开发的软件结合, 简化代码测试
反射:将类的各个组成部分, 封装为其他对象, 这就是反射机制
成员变量(字段): Field类的对象
构造方法: Constructor类的对象
成员方法: Method类的对象
好处:1,可以在程序运行过程中, 操作这些对象
2,可以解耦, 提高程序的可扩展性
Java代码在计算机中的3个阶段:
SOURCE: 源代码阶段
CLASS: 类对象阶段
RUNTIME: 运行时阶段
Java代码 在计算机中 经历的三个阶段 流程图
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反射:获取class对象的3种方式
1,Class.forName("全类名")
将字节码文件加载进内存，返回Class对象
多用于配置文件,将类名定义在配置文件中,读取文件,加载类
2,类名.class:通过类名的属性class获取
多用于参数的传递
3.对象.getClass()
getClass()方法在Object类中定义
多用于对象的获取字节码的方式
同一个类的字节码对象, 只有"唯一的一个"
反射:Class的方法概述
java.lang.Class<T>类: 表示一个类的字节码对象, 其中包含该类中定义的内容
// 成员方法
// 1. 获取成员变量们
Field[] getFields(): 获取所有 public 的成员变量
Field getField(String name): 获取指定名称的 public 的成员变量
Field[] getDeclaredFields(): 获取所有的成员变量, 不考虑权限修饰符
Field getDeclaredField(String name): 获取指定名称的成员变量, 不考虑权限修饰符
// 2. 获取构造方法们
Constructor<?>[] getConstructors(): 获取所有 public 的构造方法
Constructor<T> getConstructor(Class<?>... parameterTypes): 获取指定的 public 构造方法
Constructor<?>[] getDeclaredConstructors(): 获取所有的构造方法, 不考虑权限修饰符
Constructor<T> getDeclaredConstructor(Class<?>... parameterTypes): 获取指定的构造方法, 不考虑权限修饰符
// 3. 获取成员方法们：
Method[] getMethods(): 获取所有 public 的成员方法
Method getMethod(String name, Class<?>... parameterTypes) : 获取指定的 public 成员方法
Method[] getDeclaredMethods(): 获取所有的成员方法, 不考虑权限修饰符
Method getDeclaredMethod(String name, Class<?>... parameterTypes): 获取指定的成员方法, 不考虑权限修饰符
// 4. 获取Class对象代表的类的全类名
String getName(): 获取当前Class对象代表的类的全类名
// 5. 创建对象
T newInstance(): 使用当前类的空参构造, 创建一个对象
反射:获取成员变量Field
java.lang.reflect.Field: 表示一个成员变量
// 成员方法 String name; Person p = new Person(); p1.name = "abc";
void set(Object obj, Object value): 设置指定对象的成员变量的值 field.set(p2, "abc")
Object get(Object obj): 获取指定对象的成员变量的值 field.get(p1)
void setAccessible(boolean flag): 传true时忽略访问权限修饰符的安全检查. 暴力反射 field.set
反射: 获取构造方法Constructor
java.lang.reflect.Constructor<T>: 表示一个构造方法
// 成员方法
T newInstance(Object... initargs): 使用当前构造方法传入参数, 创建对象
void setAccessible(boolean flag): 注意: 构造方法不能利用此方法忽略权限, 会抛异常
反射: 获取成员方法Method
// 成员方法 Person p = new Person(); p.eat("adf", 123);
Object invoke(Object obj, Object... args): 使用指定对象和指定参数值调用此方法
String getName(): 获取方法名
void setAccessible(boolean flag): 传true时忽略访问权限修饰符的安全检查. 暴力反射
反射案例
java.lang.Class<T>
// 成员方法
ClassLoader getClassLoader(): 返回该类的类加载器
java.lang.ClassLoader: 类加载器 加载.class文件到内存的方法区中, 其他类型文件.properties
// 成员方法
InputStream getResourceAsStream(String name): 读取相对于 out/production/模块名 目录中的文件, 返回一个字节流
使用类加载器加载配置文件
// 随便获取一个类的字节码对象
Class clazz = 类名.class;
// 用字节码对象获取类加载器, 可加载bin目录中编译的文件
ClassLoader classLoader = clazz.getClassLoader();
// 使用类加载器加载一个文件, 返回一个字节流
InputStream is = classLoader.getResourceAsStream("相对于src目录的相对路径");
// 有了字节流, 就可以使用Properties的load(InputStream in)方法读取配置
Properties p = new Properties();
p.load(is);
String value = p.getProperty("key");
注解
注解: Annotation
JDK 1.5 引入. 也叫元数据, 是一种代码级别的说明
它可以声明在包, 类, 字段(成员变量), 方法, 局部变量, 方法参数等的前面, 用来对这些元素进行说明
注解: 说明程序的。给计算机看的
注释: 用文字描述程序的。给程序员看的
使用注解: @注解名称
作用分类:
1. 编写文档: 通过代码里标识的注解生成文档
(生成API文档 @author @version @since @param @return)
2. 代码分析: 通过代码里标识的注解对代码进行分析 (使用反射)
(JUnit提供的 @Test @Before @After)
3. 编译检查: 通过代码里标识的注解让编译器能够实现基本的编译检查
(@Override @FunctionalInterface)
C:/Users/Administrator/AppData/Local/YNote/data/x409428917@163.com/905d83d09c2f463996800549d3813eea/clipboard.png
注解: JDK内置注解
JDK中预定义的一些注解:
@Override: 检测被该注解标注的方法是否是"重写"父类(接口)的
@Deprecated: 该注解标注的内容，表示已过时
@SuppressWarnings: 压制警告. 一般传递参数all @SuppressWarnings("all")
自定义注解: 格式和本质
自定义注解格式：关键字 @interface
元注解
public @interface 注解名称 {
属性; (接口中的抽象方法)
属性;
属性;
...
}
注解的本质：
注解本质上就是一个接口，该接口默认继承Annotation接口
public interface MyAnno extends java.lang.annotation.Annotation {}
枚举:
enum, enumeration. JDK 1.5 引入
主要是用于定义一些"相关的"常量, 比如星期, 颜色, 用来进行区分
枚举定义方式:
public enum 枚举名 {
枚举常量1, 枚举常量2, 枚举常量3;
}
使用方式:
枚举名.常量名
自定义注解: 属性定义
属性：
接口中的"抽象方法"
属性的要求：
1. 属性的"返回值类型"可以是以下类型:
基本数据类型(8种)
String
枚举
注解
以上类型的数组
2. 定义了属性，在使用注解时, 需要"给属性赋值" (其实是抽象方法的返回值)
1. 属性使用 default 关键字指定默认值, 则可以不赋值
2. 如果只有一个名为"value"的属性需要赋值, 则 value 可以省略, 直接写值即可
3. 给数组赋值时，值使用{}包裹。如果数组中只有一个值，则{}可以省略
自定义注解: 元注解
元注解：
用于描述注解的注解
常用元注解:
@Target: 描述注解能够作用的位置
ElementType枚举的常用取值：
TYPE：可以作用于类上
METHOD：可以作用于方法上
FIELD：可以作用于成员变量上
示例: @Target(value = {ElementType.TYPE, ElementType.METHOD})
@Retention: 描述注解被保留的阶段
RetentionPolicy枚举的取值:
SOURCE: 保留到源代码阶段
CLASS: 保留到类对象阶段
RUNTIME: 保留到运行时阶段
示例: @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)：保留注解到class字节码文件中并被JVM读取到
@Documented: 加上后, 当前注解会被抽取到api文档中
@Inherited: 加上后, 当前注解会被子类继承
自定义注解: 解析注解
获取注解属性值的步骤:
1. 获取注解定义位置的对象 (Class对象(类注解), Field对象(成员变量注解), Method对象(方法注解))
2. 调用 ProAnno a = cls.getAnnotation(ProAnno.class) 方法获取注解对象
3. 通过注解对象调用抽象方法获取属性值
// 比如获取一个类上的注解
注解类型 注解变量名 = 被注解的类.class.getAnnotation(注解名.class);
数据类型 变量名 = 注解变量名.抽象方法();
ProAnno proAnno = Test.class.getAnnotation(ProAnno.class);
String className = proAnno.className();
String methodName = proAnno.methodName();
java.lang.reflect.Method类:
// 继承的方法
boolean isAnnotationPresent(注解名.class): 判断当前方法上是否出现了某个注解
java.lang.Class类:
String getName(): 获取类的全名 com.itheima.Person
String getSimpleName(): 获取类名不含包名 Person
java.lang.Throwable
String getMessage(): 获取异常的详细原因
// 成员方法
Throwable getCause(): 获取真正导致异常的根本异常