Java_TCPIP_Socket编程(doc)

第 1 章 简介 3 1.1 计算机网络，分组报文和协议3 1.2 关于地址6 1.3 关于名字8 1.4 客户端和服务器8 1.5 什么是套接字.9 1.6 练习10 第 2 章 基本套接字 10 2.1 套接字地址10 2.2 TCP套接字.17 2.2.1 TCP客户端.17 2.2.2 TCP服务器端..22 2.2.3 输入输出流26 2.3 UDP套接字 28 2.3.1 DatagramPacket类.28 2.3.2 UDP客户端 30 2.3.3 UDP服务器端 .36 2.3.4 使用UDP套接字发送和接收信息 .38 2.4 练习40 第 3 章 发送和接收数据41 3.1 信息编码.42 3.1.1 基本整型42 3.1.2 字符串和文本.48 3.1.3 位操作：布尔值编码50 3.2 组合输入输出流51 3.3 成帧与解析52 3.4 Java特定编码58 3.5 构建和解析协议消息59 3.5.1 基于文本的表示方法62 3.5.2 二进制表示方法65 3.5.3 发送和接收67 3.6 结束76 3.7 练习76 第 4 章 进阶 77 4.1 多任务处理77 4.1.1 Java 多线程.78 4.1.2 服务器协议80 4.1.3 一客户一线程.84 4.1.4 线程池86 4.1.5 系统管理调度：Executor接口 89 4.2 阻塞和超时91 4.2.1 accept(),read()和receive() .91 4.2.2 连接和写数据.92 4.2.3 限制每个客户端的时间.92 4.3 多接收者.94 4.3.1 广播.94 4.3.2 多播.95 4.4 控制默认行为100 4.4.1 Keep-Alive100 4.4.2 发送和接收缓存区的大小101 4.4.3 超时..101 4.4.4 地址重用..102 4.4.5 消除缓冲延迟..102 4.4.6 紧急数据..103 4.4.7 关闭后停留103 4.4.8 广播许可..103 4.4.9 通信等级..104 4.4.10 基于性能的协议选择.104 4.5 关闭连接..104 4.6 Applets 111 4.7 结束.112 4.8 练习.112 第 5 章 NIO..112 5.1 为什么需要NIO？ ..113 5.2 与Buffer一起使用Channel ..115 5.3 Selector118 5.4 Buffer详解 ..125 5.4.1 Buffer索引125 5.4.2 创建Buffer.126 5.4.3 存储和接收数据128 5.4.4 准备Buffer：clear()，flip()，和rewind().130 5.4.5 压缩Buffer中的数据..132 5.4.6 Buffer透视：duplicate()，slice()等 134 5.4.7 字符编码..136 5.5 流（TCP）信道详解.136 5.6 Selector详解139 5.6.1 在信道中注册..139 5.6.2 选取和识别准备就绪的信道..141 5.6.3 信道附件..143 5.6.4 Selector小结..144 5.7 数据报（UDP）信道 144 5.8 练习.149 1. 使用定长的写缓冲区改写TCPEchoClientNonblocking.java。 149 2.使用Buffer和DatagramChannel编写一个回显客户端。 .149 第 6 章 深入剖析 ..149 6.1 缓冲和TCP.152 6.2 死锁风险..155 6.3 性能相关..158 6.4 TCP套接字的生存周期158 6.4.1 连接..158 6.4.2 关闭TCP连接..164 6.5 解调多路复用揭秘..167 6.6 练习.169 ### Java_TCPIP_Socket编程知识点概述 #### 第1章 简介 - **计算机网络、分组报文和协议**： - **计算机网络**：由多台计算机及其相关设备组成的，通过通信介质和软件协议连接起来的系统，使得这些计算机能够互相交换信息和共享资源。 - **分组报文**：在网络中传输的数据被分成一系列的包或报文，每个报文包含了数据以及必要的控制信息。 - **协议**：指定了不同系统之间通信的规则和标准，确保数据正确无误地传递。 - **关于地址**： - IP地址：用来标识网络中的每一个节点，分为IPv4和IPv6。 - 端口号：用来标识计算机上的具体服务或进程，通常范围为0-65535。 - **关于名字**： - DNS（Domain Name System）：用于将易于记忆的名字映射到IP地址。 - **客户端和服务器**： - **客户端**：请求服务的一方，如浏览器或其他应用程序。 - **服务器**：提供服务的一方，响应客户端的请求。 - **什么是套接字**： - **套接字**：在网络通信中，是一种用于连接两个网络程序并进行数据传输的接口。 #### 第2章 基本套接字 - **套接字地址**： - 包含IP地址和端口号，用于唯一标识网络中的通信端点。 - **TCP套接字**： - **TCP客户端**：主动发起连接，通过`Socket`类实例化对象，建立与服务器的连接。 - **TCP服务器端**：被动等待连接，使用`ServerSocket`类监听特定端口，接受客户端的连接请求。 - **输入输出流**：通过`InputStream`和`OutputStream`实现数据的读取和发送。 - **UDP套接字**： - **DatagramPacket类**：封装了UDP数据报的结构，包括源地址、目的地址和数据内容。 - **UDP客户端**：使用`DatagramSocket`创建客户端，通过`DatagramPacket`发送和接收数据。 - **UDP服务器端**：同样使用`DatagramSocket`创建服务器端，通过`DatagramPacket`接收客户端的数据，并作出响应。 #### 第3章 发送和接收数据 - **信息编码**： - **基本整型**：通过`DataOutputStream`和`DataInputStream`处理基本类型的编码和解码。 - **字符串和文本**：使用`BufferedReader`和`PrintWriter`处理文本数据的读写。 - **位操作：布尔值编码**：使用`DataInputStream`和`DataOutputStream`处理布尔值。 - **组合输入输出流**： - 通过组合多个输入输出流来处理复杂的数据格式。 - **成帧与解析**： - 成帧是指将数据组织成易于传输的形式，而解析则是将接收到的数据分解成原始形式。 - **Java特定编码**： - Java提供了多种方式来处理特定类型的数据编码，例如使用`ObjectInputStream`和`ObjectOutputStream`处理对象序列化。 - **构建和解析协议消息**： - **基于文本的表示方法**：如HTTP协议，使用文本格式来组织和解析消息。 - **二进制表示方法**：如二进制协议，采用更紧凑的二进制格式。 #### 第4章 进阶 - **多任务处理**： - **Java多线程**：使用`Thread`类或多线程库来实现并发处理。 - **服务器协议**：设计服务器端如何处理来自多个客户端的请求。 - **一客户一线程**：为每个客户端分配一个单独的线程来处理其请求。 - **线程池**：预先创建一定数量的线程，减少创建新线程的开销。 - **系统管理调度：Executor接口**：提供了一种更高级别的抽象来管理线程的执行。 - **阻塞和超时**： - `accept()`、`read()`和`receive()`方法的阻塞行为及如何设置超时来避免无限等待。 - **多接收者**： - **广播**：将数据同时发送给多个客户端。 - **多播**：将数据发送给特定组内的客户端。 - **控制默认行为**： - **Keep-Alive**：保持连接的活动状态。 - **发送和接收缓存区的大小**：调整缓冲区大小以优化性能。 - **超时**：设置超时时间。 - **地址重用**：允许重新使用已绑定过的地址。 - **消除缓冲延迟**：改善实时应用的性能。 - **紧急数据**：优先发送紧急数据。 - **关闭后停留**：关闭连接后的行为。 - **广播许可**：是否允许广播。 - **通信等级**：设置通信质量的级别。 - **基于性能的协议选择**：根据实际需求选择最合适的协议。 - **关闭连接**： - 如何优雅地关闭连接，释放资源。 #### 第5章 NIO - **为什么需要NIO？**： - NIO（New IO）是为了提高大量并发连接的处理效率而引入的新技术。 - 提供了非阻塞模式，允许在等待I/O操作完成的同时处理其他任务。 - **与Buffer一起使用Channel**： - **Buffer**：用于存储数据的容器。 - **Channel**：负责数据的读写操作。 - **Selector**： - 用于监听多个Channel的I/O事件，从而实现高效的并发处理。 - **Buffer详解**： - **Buffer索引**：用于追踪读写位置。 - **创建Buffer**：如何初始化和配置Buffer。 - **存储和接收数据**：使用Buffer进行数据的存储和接收。 - **准备Buffer**：使用`clear()`、`flip()`和`rewind()`方法准备数据。 - **压缩Buffer中的数据**：如何高效地利用Buffer的空间。 - **Buffer透视**：`duplicate()`和`slice()`等方法的使用。 - **字符编码**：处理不同字符集的转换。 - **流（TCP）信道详解**： - 对TCP通道的具体操作进行了详细说明。 - **Selector详解**： - **在信道中注册**：如何将信道注册到Selector中。 - **选取和识别准备就绪的信道**：如何识别哪些信道已经准备好进行读写操作。 - **信道附件**：附加额外信息到信道上，方便后续处理。 - **Selector小结**：总结Selector的核心概念和使用技巧。 - **数据报（UDP）信道**： - UDP通道的操作。 #### 第6章 深入剖析 - **缓冲和TCP**： - 分析缓冲机制在TCP中的作用及其影响。 - **死锁风险**： - 探讨在网络编程中可能导致死锁的情况，并提出相应的解决方案。 - **性能相关**： - 分析影响网络应用性能的因素。 - **TCP套接字的生存周期**： - **连接**：建立TCP连接的过程。 - **关闭TCP连接**：如何优雅地关闭TCP连接。 - **解调多路复用揭秘**： - 详细介绍多路复用技术的原理和实现方式。 这份文档覆盖了Java网络编程的基础知识到高级技术，从TCP/UDP协议的基本概念到使用Java语言进行网络编程的具体实践，是一份非常全面的学习材料。对于想要深入了解Java网络编程的开发者来说，这些知识点将是宝贵的参考资料。