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java_network_programme.md

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java_network_programme.md

File metadata and controls

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网络基础

  • 所有现代计算机网络都是包交换网络。

  • icmp：traceroute，ping
    tcp：ftp，http，smtp
    udp：dns，nfs
    http：soap，xml-rpc, rest apis

  • java不支持ICMP，java支持的协议只有tcp和udp，以及建立在tcp和udp之上的应用层协议。其他的协议在java中只能通过链接到原生代码来实现。

  • 1-1023的端口号保留给已知的服务。

流

  • 基本的流是阻塞的。
    流操作的是字节。
    reader和writer操作的是字符。、

  • 不管有没有必要，对输出流总是记得flush()一下，总是好的。

  • java7引入的带资源的try，以代替try-finally释放资源的固有模式。但是有一个要求是，被释放的对象必须实现了closeable接口。

  • inputStream类还有三个不太常用的方法，允许程序备份和重新读取已经读取的数据。用mark()标记位置，在以后的某个时刻，可以reset()回这个位置，再重新进行读取。但是注意不能随意的向前重置，mark有个参数limit。如果超出了这个limit去reset()会抛出IO异常。
    另外，一个流任何时候只能有一个标记，新标记的位置会清楚前一个标记。
    还有，不是所有的流都支持这个，要先用markSupported()方法检查一下。这个设计不好。实际上支持标记的流只有BufferedInputStream和ByteArrayInputStream。

  • BufferedInputStream默认缓冲区大小是2048个字节，BufferedOutputStream默认缓冲区大小是512个字节。
    BufferedReader和BufferedWriter的默认缓冲区大小是8192个字符

线程

  • 单线程程序是在main()方法返回时退出。多线程程序在main()方法以及所有非守护线程都返回时退出。（守护线程完成后台任务，并不会阻止虚拟机退出）。

  • 避免在构造函数中启动线程，尤其是线程还会回调该对象的情况。

  • Excutors，callable，future组合使用隐藏多线程回调的诸多细节。future的get()会阻塞，知道结果可获取。

  • Collections里有几个对集合包装的方法，得到集合的线程安全视图。

      List<String> srcList = new ArrayList<String>();
  srcList.add("a");
  List<String> synchronizedList = Collections.synchronizedList(srcList);

不过以后对srcList的访问，都必须通过syn版本。

  • 线程调度。为了能让其他线程有机会运行，一个线程有10种方式暂停或者指示它准备暂停。包括：
    1. 可以对IO阻塞。
    2. 可以对同步对象阻塞。
      不过不管对于io阻塞还是锁阻塞，线程都不会释放线程锁持有的锁。
    3. 可以放弃。
      Thread.yield()显式让步。不会释放锁。因此在让步时不应该做任何同步。其他线程获取不到锁也执行不了，随后还是回到让步的这个线程，这就没意义了。
    4. 可以休眠。
      Thread.sleep(),更强力的一种放弃。yield是线程表示我愿意暂停，咱们来一起抢。sleep是不管有没有其他线程在等待执行，sleep都会导致线程暂停。记住sleep也不会释放锁。要使线程从sleep状态中醒来，调用该线程的interrupt方法。
    5. 可以连接另一个线程。
      join()允许一个线程在继续执行前等待另一个线程结束。即将另一个线程的执行插入进来。当前join基本可以使用executor+future来代替了。
    6. 可以等待一个对象。
      object.wait会释放对象锁。所以在wait之前，希望暂停的线程应该已经获得了对象锁。线程会释放这个object的对象锁，不会释放该线程拥有的其他对象锁。唤醒wait的三种方式：时间到期，线程被中断，对象得到通知。注意醒来要重新获得锁。通知notify和notifyall也是object的方法，所以notify和notifyall之前也要得到object的锁。notify基本上是随机选择一个等待这个对象的线程，notifyall是通知所有等待这个对象的线程。一定要将wait放在检测状态的代码中，不能假定线程醒来之后，对象的状态就是可用的。
    7. 可以结束。
    8. 可以被更高优先级线程抢占。
    9. 可以被挂起。
    10. 可以停止。
      最后这两种已经废弃不用，可能会让对象处于不一致状态。

线程池

    ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(4);
    
    // 完成所有等待的任务后结束
    pool.shutdown();
    
    // 立即停止，返回未执行的任务
    pool.shutdownNow();

IP地址

  • ipv4。4个字节的无符号数。点分十进制。
  • ipv6。16字节长。冒号分隔8个区块。每块2个字节，作为4个16进制数。
    0的简写形式。

InetAddress类

java.net.InetAddress是java对ip地址(包括ipv4和ipv6)的高层表示。

    try
    {
        InetAddress address = InetAddress.getByName("www.baidu.com");
        System.out.println(address);
    }
    catch (UnknownHostException e)
    {
        // TODO Auto-generated catch block
        System.out.println("can't find ...");
    }


www.baidu.com/112.80.248.74

这个方法第一次调用时，会和本地的DNS服务器建立连接，来查名字和地址。然后会缓存起来，下一次查就不会建立网络连接了，直接查缓存。

InetAddress[] allByName = InetAddress.getAllByName("www.baidu.com");

使用getAllByName返回所有服务器的地址。

使用InetAddress.getLocalHost()返回本机地址。

使用getByAddress(byte[] paramArrayOfByte)或者getByAddress(String paramString,byte[] paramArrayOfByte)直接设定地址，不与DNS连接查询。

        InetAddress local = InetAddress.getByAddress(new byte[] {(byte) 192, (byte) 168, 0,
                (byte) 243});

java对不成功的DNS查询只缓存10秒。

	java.security.Security.setProperty("networkaddress.cache.ttl", "-1");
    System.out.println(java.security.Security.getProperty("networkaddress.cache.ttl"));

    java.security.Security.setProperty("networkaddress.negative.ttl", "10");
    System.out.println(java.security.Security.getProperty("networkaddress.negative.ttl"));

可以通过对系统参数的设置来控制缓存的时间。

当使用getByName然后以ip传为参数时，不会查DNS，所以也可以使用实际不存在的ip创建inetaddress对象。域名相对ip地址来说要稳定的多，优先选用域名。

        InetAddress localHost = InetAddress.getLocalHost();
        // 知道主机名，不查DNS
        localHost.getHostName();
        
        // 知道主机名，也要去查DNS
        localHost.getCanonicalHostName();

getAddress方法返回的是byte[]，因为java中没有无符号字节，所以大于127的会被当做负数，要做一下转换：b >= 0 ? b : b + 256

  • 使用isReachable(int timeout)或者isReachable(NetworkInterface interface, int ttl , int timeout)来判断ip是否可达。

  • InetAddress类重写的equals和hashcode方法都是只根据ip地址来处理，即ip地址相同的两个InetAddress对象就是相等的，不管主机名是啥。

  • Inet4Address和Inet6Address是InetAddress的子类，一般不用。判断getAddress()返回的字节数组的大小就可以了。

NetworkInterface类

NetworkInterface代表网卡，不能随便构造。提供了很多静态方法。

URL

  • URL由ASCII字母数字组成[a-zA-Z0-9]。还可以使用-_.!~。定界符/？&=有特殊意义。希望所谓普通字符需要%转义。非ASCII字符用%转义后面跟该字符的UTF-8编码的十六进制码。

  • URI会告诉你这个资源是什么，但是不能告诉你资源的地址和获取方式，这是URI和URL的区别。

  • URL中访问的资源如果是映射到服务器的文件系统。那么资源的路径是相对于服务器指定的可访问资源的文档根目录，而不是服务器的系统根目录。

  • java.net.URL类是不可变的。构造一个URL对象后，其字段就是不变的，是线程安全的。

从url获取数据

几个关键方法：openStream,openConnection,getContent

分解url

URL提供了几个分解url获取各部分的方法。见api。
其中getPath和getFile容易混淆，这两个方法都会返回完整的路径加文件名，区别是getFile连查询部分都会返回。

比较URL

URL的equals方法，会调用DNS去解析主机是否相等。这说明URL的equals的方法是阻塞的！！也不会比较URL标示的资源是否是一样的。他只是字面上去比较。

在编码时首先URI类，他的equals方法不是阻塞的。URL主要用于从服务器下载内容。有toURL方法。

URL编码

System.out.println(URLEncoder.encode("to encode*to+to%to汉字", "utf-8"));
输出：to+encode*to%2Bto%25to%E6%B1%89%E5%AD%97
一般选择转成utf-8.适用性更好。
问题在于，encode盲目的进行编码。对特殊字符/&=:也直接编码了，所以通常的用法不是直接对整个url编码，而是分段编码。

代理

基于URl的java程序可以使用大多数常见的代理服务器和协议，出于这个原因，应该使用URL类。

URI

和URL类相比，URI类的相关规范更一致，URI类没有网络获取功能，主要用于解析和处理字符串。

  • URI使用的字符不限于ASCII，还可以使用unicode字符。

  • URI实现了Comparable接口，因此可以排序。

  • URL的equals不区分大小写，和URL不同的是，URI不是单纯的字符串比较。另外转义在比较之前不解码。