Java网络编程入门(一)

逃离我推掉我的手 2023-07-25 06:24 27阅读 0赞

前言：这是本人在慕课网上学习 一站式学习Java网络编程 全面理解BIO/NIO/AIO 时所做的笔记，供本人复习之用，不保证一定准确。

**目录**

第一章 Socket概述

1.1 简述

1.2 通过socket发送数据

1.3 通过socket接收数据

第二章 同步异步阻塞非阻塞

2.1 同步与异步

2.2. 阻塞与非阻塞

2.3 同步阻塞 同步非阻塞 异步阻塞 异步非阻塞

第三章 网络通信中的线程池

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# 第一章 Socket概述 #

## 1.1 简述 ##

可以产生和接收IO流的数据源是多种多样的，在网络编程的世界里，我们有一种特殊的数据源叫做socket，socket的本意是电源插座，在现实生活中，连接上电源插座，可以接收传输的是电流，那么在网络编程中，我们绑定socket之后，接收传输的是IO流。

可以从几个不同的层次来理解Socket的作用。

比较高的，概括性的：

可以理解Socket是所有网络通信的端点，在tcp/ip协议中，我们可以用ip:端口来唯一标识一个进程，socket就是网络当中，你想和另外一台机器或进程进行网络通信时的端点，这个端点代表对方的进程，通过其进行交流。

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unix中的socket：

unix系统中一切皆文件，这里的文件不只是我们平常概念中的文本文件，或者有个什么样的数据文件，而是说在unix系统中，所有的可以进行数据传输的接口全部统一是文件，比如刚才的socket是可以进行数据传输的，对于unix来说，也可以看作是文件，在unix中，所有已被打开的文件，系统内核都会给它一个文件描述符，文件描述符其实就是一个整数，一般从0开始排，每打开一个文件，我们就赋予一个新的数字，0，1，2，3...，系统的内核会维护一个表格，表格叫做文件描述符表，在表里有所有内核管理着的，已经打开的，所谓的文件对应的文件描述符和文件相关的一些信息，在进程的层面，系统当中可以运行各种各样的应用，每一个进程在进程层面上也会维护一个文件描述符表，比如我们有两个进程，进程a和进程b，进程a里面可能有一个文件描述符是4，指向某个socket，在进程b的文件描述符表中，有个文件描述符是10，指向的也许是同一个socket，每个进程维护的文件描述符表中不同的值可能从内核的角度来说对应的是同一个文件（抽象上的），各个进程所打开的进行数据交换的数据输入输出的接口都是通过进程层面的文件描述符表对应到内核层面的文件描述符表。

## 1.2 通过socket发送数据 ##

应用进程是浏览器，socket是网络端点，还会有一个网卡的驱动程序（我们需要网卡在硬件层面把数据传送出去）。

1. 首先应用进程创建一个socket，是抽象的网络端点。

2. 将socket绑定到指定的ip:端口上，即告诉网卡，所有有关某个ip:端口的输入输出都绑定到此socket上。

3. 应用进程将需要发送的数据发送到socket。

4. 网卡从socket中收到数据，并把数据从硬件层面发送到目的地。

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## 1.3 通过socket接收数据 ##

1. 首先创建socket。

2. 绑定，让网卡驱动程序知道，这个刚刚生成的socket究竟是绑定至哪一个ip:端口。

3. 网卡一旦识别出从网络中传送来的数据是想要传送给某个应用进程对应的ip:端口的时候，驱动程序就知道这个地址已经绑定到一个特定的socket，就会把数据发送到指定的socket。

4. 最后应用进程就可以从socket中读取它想要的数据。

# 第二章 同步异步阻塞非阻塞 #

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## 2.1 同步与异步 ##

同步：

假设有个男生向女生表白，女生花时间处理这个请求，男生默默等待女生回复，男生等女生回复后（处理完请求）再做响应。

异步：

假设有个男生向女生表白，女生花时间处理这个请求，并且跟男生发消息，你该干嘛干嘛去，等我想好了再发信息告诉你，然后男生就去做别的去了，等收到回复再响应。

## 2.2. 阻塞与非阻塞 ##

阻塞式调用：

发出的请求的一方，在收到回复之前什么都不做。

非阻塞式调用：

发出的请求的一方，发出去之后就去做别的去了，等收到回复再响应。

## 2.3 同步阻塞 同步非阻塞 异步阻塞 异步非阻塞 ##

从上面可以看出，同步异步指的是通信机制不同的区别，阻塞与非阻塞指的是在结果返回之前，调用方处于什么样的状态，它们之间可以两两组合，形成四种情况。

同步阻塞：调用方一直等待被调用方的回复，发送方不处理其它的事情

同步非阻塞：调用方发送请求后处理一些其它的事情，没有一直等着被调用方处理完请求再回复。

异步阻塞：在异步的情况下，仍有可能出现阻塞式调用，被调用方可能已经回复表示处理完会告诉你结果，但是调用方依旧一直等待处理结果，在处理结果出来前什么都不做。

异步非阻塞：调用方发送请求后处理一些其它的事情，被调用方立刻通知调用方稍后会回复结果，让调用方去做别的事情，之后会把结果发过来。

注意同步非阻塞与异步非阻塞的区别：主要就是被调用方会处理完后发送结果，另一个是收到消息立刻发送响应（表示可以去做别的了），处理完再发送结果。

# 第三章 网络通信中的线程池 #

再典型的网络通信下，服务器可能在短时间内收到多个请求，如果只开一个线程会处理的比较慢，如果用多线程处理的话，就是来一个请求就开一个线程处理，等线程处理完再销毁，这样耗费的资源太大了，我们可以创建一个线程池，当有请求过来时交给线程池去处理，如果有需要返回值的就让请求实现Callable接口，不然就是Runnble接口，最终会从线程池中得到Future对象，通过这个对象我们可以知道请求是否已完成，请求结果是多少。

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可以创建的线程池类型：

对于一些常见的情形，Java已经提供了对应的线程池供我们使用（具体怎么可以百度）：

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