编程自学指南java程序设计开发,网络编程基础,TCP编程,UDP编程,HTTP客户端开发
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编程自学指南：java程序设计开发，网络编程基础，TCP编程，UDP编程，HTTP客户端开发
编程自学指南：java程序设计开发，网络编程基础
学习目标 ：
- 理解网络协议（TCP/IP、UDP）的核心概念
- 掌握Socket编程实现客户端与服务端通信
- 能够通过多线程处理并发网络请求
- 开发简单的网络应用（如聊天程序、文件传输工具）
一、课程引入
1.1 网络编程的应用场景
- 实时通信 ：聊天软件、视频会议
- 数据传输 ：文件下载、云存储
- 远程控制 ：物联网设备管理、服务器监控
1.2 核心概念
IP地址 ：设备的唯一标识（如
192.168.1.1）端口号 ：应用程序的通信入口（0~65535）
TCP vs UDP ：
- TCP ：可靠传输（三次握手），如网页浏览、文件传输
- UDP ：高效但不可靠，如视频流、实时游戏
二、TCP编程
2.1 服务端开发步骤
- 创建
ServerSocket监听端口 - 调用
accept()等待客户端连接 - 通过输入输出流进行数据读写
- 关闭资源
案例1：服务端回声程序（Echo Server）
public class TCPServer {
public static void main(String[] args) throws IOException {
try (ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8888)) {
System.out.println("服务端启动，等待连接...");
Socket clientSocket = serverSocket.accept();
BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(clientSocket.getInputStream()));
PrintWriter out = new PrintWriter(clientSocket.getOutputStream(), true);
String inputLine;
while ((inputLine = in.readLine()) != null) {
System.out.println("收到客户端消息：" + inputLine);
out.println("【服务端响应】" + inputLine); // 回声
}
}
}
}2.2 客户端开发步骤
- 创建
Socket连接服务端 - 通过输入输出流通信
案例2：TCP客户端
public class TCPClient {
public static void main(String[] args) throws IOException {
try (Socket socket = new Socket("localhost", 8888)) {
PrintWriter out = new PrintWriter(socket.getOutputStream(), true);
BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
BufferedReader stdIn = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
String userInput;
while ((userInput = stdIn.readLine()) != null) {
out.println(userInput);
System.out.println("服务端回复：" + in.readLine());
}
}
}
}三、UDP编程
3.1 数据报通信（DatagramSocket）
案例3：UDP消息发送与接收
// 发送端
public class UDPSender {
public static void main(String[] args) throws IOException {
DatagramSocket socket = new DatagramSocket();
byte[] data = "Hello UDP".getBytes();
DatagramPacket packet = new DatagramPacket(data, data.length, InetAddress.getByName("localhost"), 9999);
socket.send(packet);
socket.close();
}
}
// 接收端
public class UDPReceiver {
public static void main(String[] args) throws IOException {
DatagramSocket socket = new DatagramSocket(9999);
byte[] buffer = new byte[1024];
DatagramPacket packet = new DatagramPacket(buffer, buffer.length);
socket.receive(packet);
String msg = new String(packet.getData(), 0, packet.getLength());
System.out.println("收到消息：" + msg);
socket.close();
}
}四、HTTP客户端开发
4.1 使用HttpURLConnection
案例4：获取网页内容
public class HTTPClient {
public static void main(String[] args) throws IOException {
URL url = new URL("https://www.example.com");
HttpURLConnection conn = (HttpURLConnection) url.openConnection();
conn.setRequestMethod("GET");
try (BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(conn.getInputStream()))) {
String line;
while ((line = in.readLine()) != null) {
System.out.println(line);
}
}
}
}五、综合案例：多线程聊天室
5.1 服务端（支持多客户端）
public class ChatServer {
private static final List<Socket> clients = new ArrayList<>();
public static void main(String[] args) throws IOException {
ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8888);
System.out.println("聊天室服务端启动...");
while (true) {
Socket clientSocket = serverSocket.accept();
clients.add(clientSocket);
new Thread(() -> handleClient(clientSocket)).start();
}
}
private static void handleClient(Socket clientSocket) {
try (BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(clientSocket.getInputStream()))) {
String msg;
while ((msg = in.readLine()) != null) {
System.out.println("广播消息：" + msg);
broadcast(msg, clientSocket);
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
private static void broadcast(String msg, Socket sender) {
for (Socket client : clients) {
if (client != sender) {
try {
PrintWriter out = new PrintWriter(client.getOutputStream(), true);
out.println(msg);
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
}5.2 客户端代码（参考案例2修改）
- 每个客户端独立线程接收服务端广播消息
六、常见错误与最佳实践
6.1 常见错误
错误1：端口被占用
new ServerSocket(8888); // 若端口已被占用，抛出BindException错误2：未处理Socket超时
socket.setSoTimeout(5000); // 设置读取超时时间，避免无限等待6.2 最佳实践
使用try-with-resources自动关闭Socket和流
TCP场景选择 ：
- 需可靠传输 → TCP（如文件传输）
- 需低延迟 → UDP（如实时游戏）
多线程优化 ：使用线程池（如
ExecutorService）管理客户端连接
七、总结与练习
7.1 总结
- TCP编程 ：可靠传输，需建立连接（三次握手）
- UDP编程 ：高效但不可靠，适合实时场景
- HTTP客户端 ：通过URLConnection访问Web服务
7.2 课后任务
- 实现一个TCP文件传输工具（客户端发送文件，服务端保存）
- 用UDP协议实现简单的时间服务器（客户端请求时间，服务端返回当前时间）
- 预习下一节课：反射与注解
7.3 扩展挑战
- 基于WebSocket实现实时聊天程序（可借助Java EE或Spring框架）