HeadFirstJava——13_网络与线程

网络

客户端与服务器的应用程序通过socket连接进行通信；

socket代表两个应用程序之间的连接，它们

一、客户端程序

1 客户端工作方式

1.1 连接——如何建立客户端与服务器之间的初始连接？

用户通过建立socket连接来连接服务器；

1.2 传送——如何传达信息到服务器？

用户送出信息给服务器；

1.3 接收——如何接受来自服务器的信息？

用户从服务器接受信息；

2 建立socket连接

创建socket连接必须知道服务器的两个信息——IP地址和端口号；

socket连接的建立代表两台机器之间存有对方的信息，包括网络地址和TCP的端口号；

Socket socket = new Soccket("<IP地址>", <端口号>);

如下，客户端发起socket连接，对应服务器接收socket连接并存储客户端的IP地址和端口号；

Socket socket = new Socket("196.164.1.103", 5000);

注意：

TCP端口只是一个16位宽、用以识别服务器上特定程序的数字；

一个地址可以有65535个不同的端口号可用，其中0~1023的TCP端口号是保留给已知的特定服务使用，1024~65535之间可任意挑选；

网页服务器HTTP端口号——80；HTTPS端口号——443；

POP3邮件服务器端口号——110；SMTP邮局交换服务器端口号——25；

FTP服务器端口号——20；Telnet服务器端口号——23；

Time服务器端口号——37；

如果没有端口号，服务器就无法分辨客户端连接哪个应用程序的服务；

3 从socket上读取数据——使用BufferedReader

Client <-- BufferedReader（缓冲区的字符） <-- InputStreamReader（转换成字符） <-- socket输入流（来自服务器的字节） <-- Server

a 建立对服务器的Socket连接

Socket socket = new Socket("127.0.0.1", 5000);

b 建立连接到Socket上底层输入串流的InputStreamReader

InputStreamReader是个底层与高层串流的桥梁，socket.getInputStream()从socket取得输入串流；

InputStreamReader stream = new InputStreamReader(socket.getInputStream());

c 建立BufferedReader来读取

将BufferedReader链接到InputStreamReader；

BufferedReader reader = new BufferedReader(stream);String message = reader.readLine();

4 写数据到socket上——使用PrintWriter

Client --> PrintWriter --> socket输出流 --> Server

a 对服务器建立socket连接

Socket socket = new Socket("127.0.0.1", 5000);

b 建立链接到Socket的PrintWriter

PkrintWriter是字符数据和字节之间的转换桥梁，可衔接String和Socket两端；

PrintWriter writer = new PrintWriter(socket.getOutputStream());

c 写入数据

println()会在送出的数据后面加上换行；

print()不会加上换行；

writer.println("Message to send.");writer.print("Another message.");

二、服务器程序

1 服务器工作方式

1.1 服务器应用程序对特定端口创建出ServerSocket

服务器应用程序监听4242端口的客户端请求；

ServerSocket serversocket = new ServerSocket(4242);

1.2 客户端对服务器应用程序建立socket连接

客户端事先知道服务器应用程序的IP地址和端口号；

Socket socket = new Socket("190.165.1.103", 4242);

1.3 服务器创建与客户端通信的新socket

accept()方法会在等待用户的socket连接时闲置着；当用户连接上，此方法会返回一个Socket（在不同的端口号），以便于客户端通信；

Socket和ServerSocket的端口不通，因此ServerSocket可空出来等待其他用户；

Socket socket = serversocket.accept();

线程

一、线程与Thread概念

1 线程

线程是独立的线程，代表独立的执行空间；

每个Java应用程序会启动一个主线程——将main()方法放在自己执行空间的最开始处；

2 Thread

Thread是Java中表示线程的类，有启动、连接、闲置线程的方法；

要建立线程就得创建Thread，Thread对象代表线程；当需要新的线程时建立Thread对象；

3 执行空间

当有超过一个以上的执行空间，看起来像是好几件事情同时发生；

实际上只有真正的多处理器系统能同时执行好几件事情；

但使用Java的线程让其看似同时在执行中，即执行动作可在执行空间飞快地来回交换；

二、启动线程

a 建立Runnable对象（线程的任务）

编写实现Runnable的类，即对线程要执行的任务的定义；

Runnable threadJob = new MyRunnable();

b 建立Thread对象（执行工人）并赋值Runnable（任务）

把Runnable对象传给Thread的构造函数，告诉Thread对象把哪个方法放在执行空间去运行；

Thread myThread = new Thread(threadJob);

c 启动Thread

新的线程启动后，把Runnable对象的方法放到新的执行空间中；

myThread.start();

注意：每个Thread需要一个任务来执行。

三、Runnable接口

1 Runnable接口只有一个方法——public void run()；

run()方法是新线程所执行的第一项方法；

2 实现Runnable接口

public class MyRunnable implements Runnable{// 将要运行的程序放在这里public void run(){go();}public void go(){doMore();}public void doMore(){System.out.println("top o' the stack");}}calss ThreadTeater{public static void main(String[] args){Runnable threadJob = new MyRunnable();Thread myThread = new Thread(threadJob);// 调用start()让线程开始执行// 在此之前，只是个Thread实例，不是真正的线程myThread.start();System.out.println("back in main");}}

四、线程状态

新建

Thread实例已创建，但还未启动；

Thread t = new Thread(r);

1 可执行

启动线程时，变成可执行状态，表示准备好要执行，只要轮到它就开始；

建立新的执行空间，处于可执行状态等待被跳出来执行；

t.start();

2 执行中

哪个线程执行由Java虚拟机的线程调度机制决定；

3 暂时不可执行（被堵塞状态）

调度器有时会将线程移出可执行状态，或线程本身的程序会sleep()，或线程调用某个被锁住的对象上的方法（等待锁住该对象的线程释放该对象才能继续）；

五、线程调度器

线程调度器决定哪个线程从等待状况中被调出来运行，以及何时把哪个线程送回等待被执行的状态；

程序员没有API来控制调度器；

六、使用Thread.sleep()

调用Thread.sleep()方法强迫某线程离开执行中的状态；

该方法可能会抛出InterruptedException异常，因此对其调用必须包在try/catch块中或声明出来；

七、同步化

1 线程缺点

两个及以上的线程存取单一对象的数据，即两个不同执行空间上的方法都在堆上对同一个对象执行getter或setter；

可能会产生并发性问题，导致数据损毁；

public static void main(String[] args){// 将任务初始化RyanAndMonicaJob theJob = new RyanAndMonicaJob();// 创建出使用相同任务的两个线程，代表两个线程都会存取同一个账户Thread one = new Thread(theJob);Thread two = new Thread(theJob);one.setName("Ryan");two.setName("Monica");one.start();two.start();}

2 解决办法——同步化

要保护数据，就使用synchronized关键字修饰方法使其每次只能被单一的线程存取；

synchronized代表线程需要一把钥匙来存取被同步化的线程；

同步化的意义在于指定某段工作要在不能分割的状态下执行；

对象的锁只会在同步化的方法上其作用；

锁不是配在方法上，而是在对象上；

每个Java对象都有一个锁，每个锁只有一把钥匙；

有时，不需要对整个方法同步化，可对部分语句块进行同步化；

public void go(){doStuff();synchronized(this){criticalStuff();moreCriticalStuff();}}

3 同步化缺点——死锁

死锁发生是因为两个线程互相持有对象正在等待的东西，没有方法可以脱离这个情况，因此两个线程一直等下去；

Java没有处理死锁的机制；