网络编程

OSI七层

网络协议

TCP/IP

概述

传输层协议中有两个非常重要的协议：

传输控制协议TCP(Transmission Control Protocol)
用户数据报协议UDP(User Datagram Protocol)。

TCP/IP 以其两个主要协议：传输控制协议(TCP)和网络互联协议(IP)而得名，实际上是一组协议，包括多个具有不同功能且互为关联的协议。
IP(Internet Protocol)协议是网络层的主要协议，支持网间互连的数据通信。
TCP/IP协议模型从更实用的角度出发，形成了高效的四层体系结构，即物理链路层、IP层、传输层和应用层。

Socket

利用套接字（Socket）开发网络应用程序早已被广泛采用以致称为事实上的标准，网络通信其实就是socket之间的通信，它允许程序把网络连接当成一个流，数据在两个socket间通过io传输。一般主动发起通信的应用程序属客户端，等待通信请求的为服务端

分类：
流套接字（stream socket）：使用TCP提供可依赖的字节流服务数据报
套接字（datagram socket）：使用UDP提供"尽力而为"的数据报服务

常用方法

Socket类的常用构造器：
 public Socket(InetAddress address,int port)创建一个流套接字并将其连接到指定IP 地址的指定端口号。
 public Socket(String host,int port)创建一个流套接字并将其连接到指定主机上的指定端口号。
Socket类的常用方法：
 public InputStream getInputStream()返回此套接字的输入流。可以用于接收网络消息
 public OutputStream getOutputStream()返回此套接字的输出流。可以用于发送网络消息
 public InetAddress getInetAddress()此套接字连接到的远程 IP 地址；如果套接字是未连接的，则返回 null。
 public InetAddress getLocalAddress()获取套接字绑定的本地地址。即本端的IP地址
 public int getPort()此套接字连接到的远程端口号；如果尚未连接套接字，则返回 0。
 public int getLocalPort()返回此套接字绑定到的本地端口。如果尚未绑定套接字，则返回 -1。即本端的端口号。
 public void close()关闭此套接字。套接字被关闭后，便不可在以后的网络连接中使用（即无法重新连接或重新绑定）。需要创建新的套接字对象。关闭此套接字也将会关闭该套接字的 InputStream 和 OutputStream。
 public void shutdownInput()如果在套接字上调用 shutdownInput() 后从套接字输入流读取内容，则流将返回EOF（文件结束符）。即不能在从此套接字的输入流中接收任何数据。
 public void shutdownOutput()禁用此套接字的输出流。对于 TCP 套接字，任何以前写入的数据都将被发送，并且后跟 TCP 的正常连接终止序列。如果在套接字上调用 shutdownOutput() 后写入套接字输出流，则该流将抛出 IOException。即不能通过此套接字的输出流发送任何数据。

服务端

public class TcpServer {public static void main(String[] args) throws Exception {// 创建对象，支持tcp协议，并开启端口号ServerSocket ss = new ServerSocket(10000);System.out.println("服务器启动，等待客户端连接");// 执行该方法的时候，线程就停下来了，等待客户端连接// 只要有客户端连接，就会返回socket对象，里面封装的是客户端的信息Socket skt = ss.accept();System.out.println("客户端已连接");// 获取客户端信息// 获取客户端对应的输入流InputStream is = skt.getInputStream();BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(is,"UTF-8"));// 给客户端发送数据// 获取客户端对应的输出流OutputStream os = skt.getOutputStream();PrintWriter pw = new PrintWriter(new OutputStreamWriter(os, "UTF-8"));// 接受用户输入Scanner scanner = new Scanner(System.in);String msg = null;boolean flag = true;while (flag) {String line = br.readLine();System.out.println("客户端发来消息" + line);msg = scanner.next();if (msg.equals("exit"))flag = false;// 给客户端发送数据pw.println(msg);pw.flush();}// 关闭资源br.close();pw.close();skt.close();ss.close();scanner.close();System.out.println("断开连接");}
}

客户端

public class TcpClient {public static void main(String[] args) throws Exception {// 客户端对象，指定服务端ip和端口号Socket skt = new Socket("127.0.0.1", 10000);// 获取客户端信息// 获取客户端对应的输入流InputStream is = skt.getInputStream();BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(is,"UTF-8"));// 给服务端发送数据// 获取服务端对应的输出流OutputStream os = skt.getOutputStream();PrintWriter pw = new PrintWriter(new OutputStreamWriter(os, "UTF-8"));// 接受用户输入Scanner scanner = new Scanner(System.in);String msg = null;boolean flag = true;while (flag) {msg = scanner.nextLine();if (msg.equals("exit"))flag = false;pw.println(msg);pw.flush();String line = br.readLine();System.out.println("服务端发来消息：" + line);}br.close();pw.close();skt.close();scanner.close();}}

UDP/IP

概述

类DatagramSocket和DatagramPacket实现了基于UDP协议网络程序。
UDP数据报通过数据报嵌套字DatagramSocket发送和接收，系统不保证UDP数据报一定能够安全送到目的地，也不能确定什么时候可以抵达。
DatagramPacket对象封装了UDP数据报，在数据报中包含了发送端的IP地址和端口号以及接受端的IP地址和端口号
UDP协议中每个数据报都给出了完整的地址信息，因此无须建立发送方和接收方的连接。如同发快递包裹一样。
DatagramSocket类的常用方法

服务端

public class UDPServer {public static void main(String[] args) throws Exception {// 打开UDP对象，并监听某个端口，用于接收数据DatagramSocket ds = new DatagramSocket(10000);// 创建字节数组，用于保存接收到的数据byte[] buf = new byte[1024];// 声明一个包接收器DatagramPacket dp = new DatagramPacket(buf, buf.length);while (true) {// 通过开启的端口接收数据ds.receive(dp);ByteArrayInputStream bais = new ByteArrayInputStream(buf);DataInputStream dis = new DataInputStream(bais);System.out.println(dis.readUTF());System.out.println("接收成功");}}}

客户端

public class UDPClient {public static void main(String[] args) throws Exception {while (true) {Scanner scanner = new Scanner(System.in);// 要发送的数据String str = scanner.nextLine();// 创建字节数组输出流ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();// 创建数据流DataOutputStream dos = new DataOutputStream(baos);// 写出数据，把数据写到字节数组流中，同时保存了数据类型dos.writeUTF(str);// 把数据转换为字节数组byte[] buf = baos.toByteArray();// 数据传输// 创建数据包，把数据进行打包// 并绑定服务端地址和端口DatagramPacket dp = new DatagramPacket(buf, buf.length,new InetSocketAddress("127.0.0.1", 10000));// 传输，需要本地开启端口并把数据发送出去DatagramSocket ds = new DatagramSocket(9999);// 发送数据包ds.send(dp);// 关闭资源ds.close();System.out.println("发送完成");}}}

正则表达式

概述

正则表达式定义了字符串的模式，可以用来搜索，编辑，处理文本，并不仅限于某一种语言
但是在每种语言中也会有细微的差别
jdk1.4推出正则表达式，保存在java.util.regex包下

语法

元字符	描述
\	将下一个字符标记符、或一个向后引用、或一个八进制转义符。例如，“\n”匹配\n。“\n”匹配换行符。序列“\”匹配“\”而“(”则匹配“(”。即相当于多种编程语言中都有的“转义字符”的概念。
^	匹配输入字符串的开始位置。如果设置了RegExp对象的属性，^也匹配“\n”或“\r”之后的位置。
$	匹配输入字符串的结束位置。如果设置了RegExp对象的Multiline属性，$也匹配“\n”或“\r”之前的位置。
*	匹配前面的子表达式任意次。例如，zo能匹配“z”，“zo”以及“zoo”。等价于{0,}。
+	匹配前面的子表达式一次或多次(大于等于1次）。例如，“zo+”能匹配“zo”以及“zoo”，但不能匹配“z”。 +等价于{1,}。
?	匹配前面的子表达式零次或一次。例如，“do(es)?”可以匹配“do”或“does”中的“do”。?等价于{0,1}。
{n}	n是一个非负整数。匹配确定的n次。例如，“o{2}”不能匹配“Bob”中的“o”，但是能匹配“food”中的两个o。
{n,}	m和n均为非负整数，其中n<=m。最少匹配n次且最多匹配m次。例如，“o{1,3}”将匹配“fooooood”中的前三个o。“o{0,1}”等价于“o?”。请注意在逗号和两个数之间不能有空格。
.点	匹配除“\r\n”之外的任何单个字符。要匹配包括“\r\n”在内的任何字符，请使用像“[\s\S]”的模式。
(pattern)	匹配pattern并获取这一匹配。所获取的匹配可以从产生的Matches集合得到，在VBScript中使用SubMatches集合，在JScript中则使用$0…$9属性。要匹配圆括号字符，请使用“(”或“)”。
(?=pattern)	正向肯定预查，在任何匹配pattern的字符串开始处匹配查找字符串。这是一个非获取匹配，也就是说，该匹配不需要获取供以后使用。例如，“Windows(?=95
(?!pattern)	正向否定预查，在任何不匹配pattern的字符串开始处匹配查找字符串。这是一个非获取匹配，也就是说，该匹配不需要获取供以后使用。例如“Windows(?!95
(?=pattern)	反向肯定预查，与正向肯定预查类似，只是方向相反。例如，“(?<=95
(?<!pattern)	反向否定预查，与正向否定预查类似，只是方向相反。例如“(?<!95
x\|y	匹配x或y。例如，“z\|food”能匹配“z”或“food”或"zood"(此处请谨慎)。“(z\|f)ood”则匹配“zood”或“food”。
[xyz]	字符集合。匹配所包含的任意一个字符。例如，“[abc]”可以匹配“plain”中的“a”。
[^xyz]	负值字符集合。匹配未包含的任意字符。例如，“[^abc]”可以匹配“plain”中的“plin”。
[a-z]	字符范围。匹配指定范围内的任意字符。例如，“[a-z]”可以匹配“a”到“z”范围内的任意小写字母字符。注意:只有连字符在字符组内部时,并且出现在两个字符之间时,才能表示字符的范围; 如果出字符组的开头,则只能表示连字符本身.
[^a-z]	负值字符范围。匹配任何不在指定范围内的任意字符。例如，“[^a-z]”可以匹配任何不在“a”到“z”范围内的任意字符。
\b	匹配一个单词边界，也就是指单词和空格间的位置（即正则表达式的“匹配”有两种概念，一种是匹配字符，一种是匹配位置，这里的\b就是匹配位置的）。例如，“er\b”可以匹配“never”中的“er”，但不能匹配“verb”中的“er”。
\B	匹配非单词边界。“er\B”能匹配“verb”中的“er”，但不能匹配“never”中的“er”。
\cx	匹配由x指明的控制字符。例如，\cM匹配一个Control-M或回车符。x的值必须为A-Z或a-z之一。否则，将c视为一个原义的“c”字符。
\d	匹配一个数字字符。等价于[0-9]。
\D	匹配一个非数字字符。等价于[^0-9]。
\f	匹配一个换页符。等价于\x0c和\cL。
\n	匹配一个换行符。等价于\x0a和\cJ。
\r	匹配任何不可见字符，包括空格、制表符、换页符等等。等价于[ \f\n\r\t\v]。
\S	匹配任何可见字符。等价于[^ \f\n\r\t\v]。
\t	匹配一个制表符。等价于\x09和\cI。
\v	匹配一个垂直制表符。等价于\x0b和\cK。
\w	匹配包括下划线的任何单词字符。类似但不等价于“[A-Za-z0-9_]”，这里的"单词"字符使用Unicode字符集。
\W	匹配任何非单词字符。等价于“[^A-Za-z0-9_]”。
\xn	匹配n，其中n为十六进制转义值。十六进制转义值必须为确定的两个数字长。例如，“\x41”匹配“A”。“\x041”则等价于“\x04&1”。正则表达式中可以使用ASCII编码。
\num	匹配num，其中num是一个正整数。对所获取的匹配的引用。例如，“(.)\1”匹配两个连续的相同字符。
\n	标识一个八进制转义值或一个向后引用。如果\n之前至少n个获取的子表达式，则n为向后引用。否则，如果n为八进制数字（0-7），则n为一个八进制转义值。
\nm	标识一个八进制转义值或一个向后引用。如果\nm之前至少有nm个获得子表达式，则nm为向后引用。如果\nm之前至少有n个获取，则n为一个后跟文字m的向后引用。如果前面的条件都不满足，若n和m均为八进制数字（0-7），则\nm将匹配八进制转义值nm。
\nml	如果n为八进制数字（0-7），且m和l均为八进制数字（0-7），则匹配八进制转义值nml。
\un	匹配n，其中n是一个用四个十六进制数字表示的Unicode字符。例如，\u00A9匹配版权符号（©）。
< >	匹配词（word）的开始（<）和结束（>）。例如正则表达式<the>能够匹配字符串"for the wise"中的"the"，但是不能匹配字符串"otherwise"中的"the"。注意：这个元字符不是所有的软件都支持的。
( )	将 ( 和 ) 之间的表达式定义为“组”（group），并且将匹配这个表达式的字符保存到一个临时区域（一个正则表达式中最多可以保存9个），它们可以用 \1 到\9 的符号来引用。
\|	将两个匹配条件进行逻辑“或”（Or）运算。例如正则表达式(him\|her) 匹配"it belongs to him"和"it belongs to her"，但是不能匹配"it belongs to them."。注意：这个元字符不是所有的软件都支持的。
+	匹配1或多个正好在它之前的那个字符。例如正则表达式9+匹配9、99、999等。注意：这个元字符不是所有的软件都支持的。
?	匹配0或1个正好在它之前的那个字符。注意：这个元字符不是所有的软件都支持的。
{i} {i,j}	匹配指定数目的字符，这些字符是在它之前的表达式定义的。例如正则表达式A[0-9]{3} 能够匹配字符"A"后面跟着正好3个数字字符的串，例如A123、A348等，但是不匹配A1234。而正则表达式[0-9]{4,6} 匹配连续的任意4个、5个或者6个数字

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(),[],{}的区别

1>. 小括号()：匹配小括号内的字符串，可以是一个，也可以是多个，常跟“|”（或）符号搭配使用，是多选结构的
　　示例1：string name = “way2014”; regex：(way|zgw) result：结果是可以匹配出way的，因为是多选结构，小括号是匹配字符串的
　　示例2：string text = “123456789”; regex：(0-9)　result：结果是什么都匹配不到的，它只匹配字符串"0-9"而不是匹配数字, [0-9]这个字符组才是匹配0-9的数字
　2>.中括号[]：匹配字符组内的字符，比如咱们常用的[0-9a-zA-Z.?!]等，在[]内的字符都是字符，不是元字符，比如“0-9”、“a-z”这中间的“-”就是连接符号，表示范围的元字符，如果写成[-!?(]这样的话，就是普通字符
　　示例1： string text = “1234567890”; regex：[0-9] result：结果是可以匹配出字符串text内的任意数字了，像上边的【或符号“|”在字符组内就是一个普通字符】
　　示例2：string text = “a|e|s|v”; regex：[a|e|s] result：结果就是匹配字符a、e、s三个字符，这个跟(a|e|s)有区别的，区别就是(a|e|s)匹配的是a、e、s三个字符的随意一个，三个中的任意一个，这里|是元字符
　3>.大括号{}：匹配次数，匹配在它之前表达式匹配出来的元素出现的次数，{n}出现n次、{n,}匹配最少出现n次、{n,m}匹配最少出现n次，最多出现m次

Java中的正则表达式

java.util.regex包
PatternSyntaxException 是一个非强制异常类，它表示一个正则表达式模式中的语法错误

Pattern

用于创建一个正则表达式，也可以说创建一个匹配模式，它的构造方法是私有的，不可以直接创建
可以通过Pattern.complie(String regex)创建一个正则表达式
只能做一些简单的匹配操作

public class Pattern_01 {public static void main(String[] args) {test1();test2();}// 拆分public static void test1() {String string = "1.2.3.4.5";// 创建正则表达式引擎对象// 注意，所有以 . 进行操作的，都要转义，而在java中使用正则表达式的转义符，要写两个Pattern pattern = Pattern.compile("\\.");// 调用拆分方法String[] arr = pattern.split(string);for (String str : arr) {System.out.print(str + "    ");}System.out.println();// String中的拆分arr = string.split("\\.");for (String str : arr) {System.out.print(str + "    ");}System.out.println();}// 匹配public static void test2() {// 内容String str = "12.345";// 正则表达式String regex = "\\d+(\\.\\d+)?";// 创建引擎对象Pattern p = Pattern.compile(regex);// 匹配，并且是全词匹配boolean result = p.matches(regex, str);System.out.println(result);}
}

Matcher

构造方法也是私有的，不能随意创建,只能通过Pattern.matcher(CharSequence input)方法得到该类的实例 Matcher m = p.matcher(“aaaaab”);
支持便捷强大的正则匹配操作，包括分组、多次匹配支持

字符串匹配、数据提取

public class Mather_01 {public static void main(String[] args) {test1();test2();test3();test4();}// 1.matches：全词匹配public static void test1() {String str = "12345678910";String regex = "\\d{11}";// 创建正则表达式引擎对象Pattern pattern = Pattern.compile(regex);// 创建匹配器Matcher matcher = pattern.matcher(str);// 匹配boolean result = matcher.matches();System.out.println("test1:   " + result);}// 2.lookingAt：从前往后匹配，前面符合条件就行public static void test2() {String str = "12345678910abc";String regex = "\\d{11}";// 创建正则表达式引擎对象Pattern pattern = Pattern.compile(regex);// 创建匹配器Matcher matcher = pattern.matcher(str);// 匹配boolean result = matcher.lookingAt();System.out.println("test2:   " + result);}// 3.find：任意位置符合条件都可以public static void test3() {String str = "abc12345678910abc";String regex = "\\d{11}";// 创建正则表达式引擎对象Pattern pattern = Pattern.compile(regex);// 创建匹配器Matcher matcher = pattern.matcher(str);// 匹配boolean result = matcher.find();System.out.println("test3:   " + result);}// 4.group：find和group一起使用，可以做到数据提取public static void test4() {String str = "张小三的电话号码是12345678910s@##李四的电话号码是12345678911王五的电话号码是12345678912";// [\u4E00-\u9FFF] 汉字范围String regex = "([\u4E00-\u9FFF]{2,3})的电话号码是(\\d{11})";// 创建正则表达式引擎对象Pattern pattern = Pattern.compile(regex);// 创建匹配器Matcher matcher = pattern.matcher(str);// 匹配while (matcher.find()) {// group()和group(0)都是提取匹配到的数据// 1就是第一组数据（第一个小括号），2（就是第二组数据）// System.out.println(matcher.group());// System.out.println(matcher.group(0));System.out.println(matcher.group(1) + ":" + matcher.group(2));}}
}

叠词去重

public class Test_01 {// 叠词去重// "我我...我我...我要..要要...要要...学学学....学学...编编编..编程..程.程程...程...程"// 我要学编程public static void main(String[] args) {String str = "我我...我我...我要..要要...要要...学学学....学学...编编编..编程..程.程程...程...程";str = str.replaceAll("[^\u4E00-\u9FFF]", "");System.out.println(str);// (.)：任意字符组成// \\1：获取前面组中的数据// (\\d)\\1：表示两个连续出现的数字，比如：11 22 33// (\\d)(a)\\1 ：表示第一个和第三个是相同的数字，且数字中间有个a。1a1 2a2// (\\d)(a)\\2 ：表示第一个是数字，第二个和第三个都是a 1aa 2aaString regex = "(.)(\\1+)";Pattern pattern = Pattern.compile(regex);Matcher matcher = pattern.matcher(str);// while (matcher.find()) {// str = str.replaceAll(matcher.group(), matcher.group(1));// }// $1就是group(1),而regex就等于是group()str = str.replaceAll(regex, "$1");System.out.println(str);}}

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