Java 网络编程和多线程

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目录

  • 👉🏻实现客户端和服务端交互
      • 1. 基本概念
      • 2. 常用类
      • 3. 简单示例
        • 客户端代码
        • 服务器代码
      • 4. 注意事项
  • 👉🏻实现客户端聊天窗口
    • SimpleChatServer
    • SimpleChatClient
  • 👉🏻 Java Swing
    • JTextArea
    • JTextField
    • JFrame
    • JPanel
    • JScrollPane
  • 👉🏻多线程
      • 1. 线程的基本概念
      • 2. 创建线程的方法
        • 2.1 继承 `Thread` 类
        • 2.2 实现 `Runnable` 接口
      • 3. 线程的生命周期
      • 4. 线程同步
        • 4.1 使用 `synchronized` 关键字
        • 4.2 使用 `Lock` 接口
      • 5. 线程通信
      • 6. 线程池

👉🏻实现客户端和服务端交互

Java 的网络编程是通过 Java 提供的标准库来实现的，主要依赖于 java.net 包。以下是一些基础概念和常用类的介绍：

1. 基本概念

  • 客户端-服务器模型：在网络编程中，通常采用客户端-服务器架构，其中客户端向服务器发送请求，服务器处理请求并返回响应。
  • Socket：Socket 是实现网络通信的基本单元，能够在不同主机上进行数据交换。

2. 常用类

  • Socket：用于客户端与服务器之间的连接。
  • ServerSocket：用于服务器端监听客户端请求。
  • InetAddress：用于表示 IP 地址。
  • URL：用于处理统一资源定位符，提供访问网络资源的功能。
  • URLConnection：用于与 URL 进行交互。

3. 简单示例

客户端代码
import java.io.*;
import java.net.*;public class Client {public static void main(String[] args) {try (Socket socket = new Socket("localhost", 12345)) {PrintWriter out = new PrintWriter(socket.getOutputStream(), true);BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));out.println("Hello, Server!");String response = in.readLine();System.out.println("Server response: " + response);} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}
}
服务器代码

import java.io.*;
import java.net.*;public class Server {public static void main(String[] args) {try (ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8888)) {System.out.println("Server is listening on port 8888");while (true) {Socket socket = serverSocket.accept();new Thread(new ClientHandler(socket)).start();}} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}
}class ClientHandler implements Runnable {private Socket socket;public ClientHandler(Socket socket) {this.socket = socket;}public void run() {try  {PrintWriter out = new PrintWriter(socket.getOutputStream(), true);BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));String message = in.readLine();System.out.println("Received: " + message);out.println("Echo: " + message);} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}
}

4. 注意事项

  • 多线程：服务器通常需要处理多个客户端连接，因此使用多线程是一个常见的做法。
  • 异常处理：网络编程中，异常处理非常重要，以确保程序的稳定性。
  • 资源管理：确保在使用完 Socket 和 I/O 流后关闭它们，以避免资源泄漏。

👉🏻实现客户端聊天窗口

SimpleChatServer

package MyPackage2;import java.io.*;
import java.net.*;
import java.util.*;
public class SimpleChatServer {ArrayList<PrintWriter> clientOutputStreams;public static void main(String[] args) {new SimpleChatServer().go();}public void go() {//请手动输入代码clientOutputStreams = new ArrayList<>();try {ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(5000);while(true){Socket clientSocket = serverSocket.accept();PrintWriter writer = new PrintWriter(clientSocket.getOutputStream());clientOutputStreams.add(writer);//创建一个线程,用于接收客户消息Thread t = new Thread(new ClientHandler(clientSocket));t.start();System.out.println("got a connection");}}catch(Exception ex){ex.printStackTrace();}}public class ClientHandler implements Runnable {BufferedReader reader;Socket socket;public ClientHandler(Socket clientSocket) {//请手动输入代码try {socket = clientSocket;InputStreamReader isReader = new InputStreamReader(clientSocket.getInputStream());reader = new BufferedReader(isReader);}catch (Exception ex){ex.printStackTrace();}}public void run() {String message;try {while ((message = reader.readLine()) != null) {String printMessage = socket.getPort() + "端口："+message;System.out.println("read： " + printMessage);tellEveryone(printMessage);}} catch (Exception ex) {//ex.printStackTrace();}}}public void tellEveryone(String message) {//请手动输入代码Iterator<PrintWriter> it = clientOutputStreams.iterator();while(it.hasNext()){try {PrintWriter writer = it.next();writer.println(message);writer.flush();//刷新缓冲区}catch (Exception ex){ex.printStackTrace();}}}
}

SimpleChatClient

package MyPackage2;import java.io.*;
import java.net.*;
import java.util.*;
public class SimpleChatServer {ArrayList<PrintWriter> clientOutputStreams;public static void main(String[] args) {new SimpleChatServer().go();}public void go() {//请手动输入代码clientOutputStreams = new ArrayList<>();try {ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(5000);while(true){Socket clientSocket = serverSocket.accept();PrintWriter writer = new PrintWriter(clientSocket.getOutputStream());clientOutputStreams.add(writer);//创建一个线程,用于接收客户消息Thread t = new Thread(new ClientHandler(clientSocket));t.start();System.out.println("got a connection");}}catch(Exception ex){ex.printStackTrace();}}public class ClientHandler implements Runnable {BufferedReader reader;Socket socket;public ClientHandler(Socket clientSocket) {//请手动输入代码try {socket = clientSocket;InputStreamReader isReader = new InputStreamReader(clientSocket.getInputStream());reader = new BufferedReader(isReader);}catch (Exception ex){ex.printStackTrace();}}public void run() {String message;try {while ((message = reader.readLine()) != null) {String printMessage = socket.getPort() + "端口："+message;System.out.println("read： " + printMessage);tellEveryone(printMessage);}} catch (Exception ex) {//ex.printStackTrace();}}}public void tellEveryone(String message) {//请手动输入代码Iterator<PrintWriter> it = clientOutputStreams.iterator();while(it.hasNext()){try {PrintWriter writer = it.next();writer.println(message);writer.flush();//刷新缓冲区}catch (Exception ex){ex.printStackTrace();}}}
}

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👉🏻 Java Swing

JTextArea

JTextArea 是 Java Swing 中用于显示和编辑多行文本的组件。它是一个非常灵活的文本区域，可以用于各种图形用户界面（GUI）应用程序。以下是 JTextArea 的一些主要特点和用法：

主要特点

  1. 多行文本：可以显示和编辑多行文本，适合用于输入较长的内容，如文章、评论等。

  2. 可滚动：通常与 JScrollPane 一起使用，以便在文本较多时提供滚动功能。

  3. 文本格式化：支持基本的文本格式化，比如设置字体、大小、颜色等。

  4. 换行和自动换行：

    • 可以设置为自动换行，确保长文本在可见区域内换行。
    • 也可以禁用换行，使文本在一行中显示。

  5. 事件处理：可以添加监听器来处理用户的输入事件，比如键盘输入、焦点变化等。

常用方法

  • 构造函数：

    JTextArea textArea = new JTextArea(rows, columns);

    可以指定文本区域的行数和列数。

  • 设置文本：

    textArea.setText("初始文本");

  • 获取文本：

    String text = textArea.getText();

  • 追加文本：

    textArea.append("要追加的文本");

  • 清空文本：

    textArea.setText("");

  • 设置可编辑性：

    textArea.setEditable(false); // 设为不可编辑

  • 设置换行：

    textArea.setLineWrap(true); // 启用自动换行
textArea.setWrapStyleWord(true); // 仅在单词边界处换行

示例代码

下面是一个简单的示例，展示如何创建一个包含 JTextArea 的 GUI 应用：

import javax.swing.*;
import java.awt.*;public class TextAreaExample {public static void main(String[] args) {JFrame frame = new JFrame("JTextArea 示例");JTextArea textArea = new JTextArea(10, 30);textArea.setLineWrap(true);textArea.setWrapStyleWord(true);JScrollPane scrollPane = new JScrollPane(textArea);frame.add(scrollPane, BorderLayout.CENTER);frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);frame.pack();frame.setVisible(true);}
}

JTextField

JTextField 是 Java Swing 中用于单行文本输入的组件。它非常适合用于收集短文本数据，如用户名、密码、搜索框等。以下是 JTextField 的一些主要特点和用法：

主要特点

  1. 单行输入：JTextField 设计用于输入单行文本，适合处理简单的数据输入。

  2. 可编辑性：用户可以点击文本框并输入或编辑文本。

  3. 占位符文本：可以设置提示文本，引导用户输入所需格式的信息。

  4. 事件处理：支持键盘事件，可以添加监听器来处理文本更改事件、焦点事件等。

  5. 限制输入：可以通过设置文档过滤器或自定义逻辑来限制用户输入的字符类型。

常用方法

  • 构造函数：

    JTextField textField = new JTextField(columns);

    可以指定文本框的列数，影响其宽度。

  • 设置文本：

    textField.setText("初始文本");

  • 获取文本：

    String text = textField.getText();

  • 清空文本：

    textField.setText("");

  • 设置可编辑性：

    textField.setEditable(false); // 设置为不可编辑

  • 添加事件监听：

    textField.addActionListener(new ActionListener() {public void actionPerformed(ActionEvent e) {// 处理事件}
});

示例代码

下面是一个简单的示例，展示如何创建一个包含 JTextField 的 GUI 应用：

import javax.swing.*;
import java.awt.*;
import java.awt.event.*;public class TextFieldExample {public static void main(String[] args) {JFrame frame = new JFrame("JTextField 示例");JTextField textField = new JTextField(20); // 创建一个宽度为20列的文本框JButton button = new JButton("提交");button.addActionListener(new ActionListener() {public void actionPerformed(ActionEvent e) {String inputText = textField.getText(); // 获取输入文本JOptionPane.showMessageDialog(frame, "您输入的文本是: " + inputText);}});JPanel panel = new JPanel();panel.add(textField);panel.add(button);frame.getContentPane().add(panel);frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);frame.pack();frame.setVisible(true);}
}

JFrame

JFrame 是 Java Swing 中用于创建窗口的主要组件。它代表一个应用程序的主窗口，用户可以在其中添加各种其他组件（如按钮、文本框等）。以下是 JFrame 的一些主要特点和用法：

主要特点

  1. 窗口管理：JFrame 提供了一个可见的界面，用户可以通过它与应用程序交互。

  2. 标题栏：可以为窗口设置标题，这将显示在窗口的标题栏中。

  3. 关闭操作：可以设置窗口关闭时的行为，比如退出应用程序或隐藏窗口。

  4. 布局管理：支持多种布局管理器，可以控制组件在窗口中的排列方式。

  5. 菜单栏：可以为窗口添加菜单栏，以提供更多功能选项。

常用方法

  • 构造函数：

    JFrame frame = new JFrame("窗口标题");

  • 设置默认关闭操作：

    frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE); // 退出程序

  • 设置大小：

    frame.setSize(400, 300); // 设置宽度和高度

  • 设置可见性：

    frame.setVisible(true); // 显示窗口

  • 添加组件：

    frame.add(component); // 向窗口添加组件

  • 设置布局：

    frame.setLayout(new FlowLayout()); // 设置流式布局

示例代码

下面是一个简单的示例，展示如何创建一个基本的 JFrame 窗口并在其中添加一些组件：

import javax.swing.*;
import java.awt.*;public class JFrameExample {public static void main(String[] args) {// 创建窗口JFrame frame = new JFrame("JFrame 示例");// 设置默认关闭操作frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);// 设置窗口大小frame.setSize(400, 300);// 设置布局frame.setLayout(new FlowLayout());// 添加组件JLabel label = new JLabel("欢迎使用 JFrame!");JButton button = new JButton("点击我");frame.add(label);frame.add(button);// 设置窗口可见frame.setVisible(true);}
}

JPanel

JPanel 是 Java Swing 中一个重要的容器组件，用于组织和管理其他组件。它可以用来分组相关的组件，并提供灵活的布局管理选项。以下是 JPanel 的一些主要特点和用法：

主要特点

  1. 容器：JPanel 可以包含多个组件（如按钮、文本框等），并能有效地管理它们的布局。

  2. 布局管理：可以使用不同的布局管理器（如 FlowLayout、BorderLayout、GridLayout 等）来控制组件的排列方式。

  3. 可绘制性：你可以重写 paintComponent 方法，在 JPanel 上自定义绘制图形或背景。

  4. 轻量级组件：JPanel 是一个轻量级组件，不会直接影响 GUI 的性能，适合用于构建复杂界面。

  5. 支持透明背景：通过设置透明度，可以实现更复杂的视觉效果。

常用方法

  • 构造函数：

    JPanel panel = new JPanel();

  • 设置布局：

    panel.setLayout(new FlowLayout()); // 设置为流式布局

  • 添加组件：

    panel.add(component); // 向面板添加组件

  • 设置背景颜色：

    panel.setBackground(Color.LIGHT_GRAY); // 设置背景颜色

  • 绘制自定义内容：

    @Override
protected void paintComponent(Graphics g) {super.paintComponent(g);// 自定义绘制代码
}

示例代码

下面是一个简单的示例，展示如何创建一个 JPanel 并在其中添加一些组件：

import javax.swing.*;
import java.awt.*;public class JPanelExample {public static void main(String[] args) {// 创建主窗口JFrame frame = new JFrame("JPanel 示例");frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);frame.setSize(400, 300);// 创建面板JPanel panel = new JPanel();panel.setLayout(new FlowLayout());panel.setBackground(Color.LIGHT_GRAY); // 设置背景颜色// 添加组件JLabel label = new JLabel("欢迎使用 JPanel!");JButton button = new JButton("点击我");panel.add(label);panel.add(button);// 将面板添加到窗口frame.add(panel);// 显示窗口frame.setVisible(true);}
}

JScrollPane

JScrollPane 是 Java Swing 中用于提供滚动功能的组件，它允许用户在一个固定大小的区域中查看比该区域大得多的内容。通常，JScrollPane 主要用于包含长文本或大型图像等内容，以便用户能够通过滚动条进行查看。

主要特点

  1. 自动生成滚动条：当内容超出可视区域时，JScrollPane 会自动添加水平和/或垂直滚动条。

  2. 灵活的内容容器：可以将任何组件（如 JPanel、JTextArea 等）放入 JScrollPane 中，从而使其支持滚动。

  3. 控制滚动条的行为：可以设置滚动条的政策（例如总是显示、只在需要时显示等）。

  4. 支持平滑滚动：可以通过程序控制滚动位置，实现更好的用户体验。

常用方法

  • 构造函数：

    JScrollPane scrollPane = new JScrollPane();

  • 设置内容：

    scrollPane.setViewportView(component); // 设置可滚动的组件

  • 设置滚动条策略：

    scrollPane.setVerticalScrollBarPolicy(JScrollPane.VERTICAL_SCROLLBAR_ALWAYS); // 始终显示垂直滚动条

  • 获取滚动条：

    JScrollBar verticalScrollBar = scrollPane.getVerticalScrollBar(); // 获取垂直滚动条

示例代码

下面是一个简单的例子，展示如何使用 JScrollPane 来创建一个带有滚动条的文本区域：

import javax.swing.*;public class JScrollPaneExample {public static void main(String[] args) {// 创建主窗口JFrame frame = new JFrame("JScrollPane 示例");frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);frame.setSize(400, 300);// 创建文本区域JTextArea textArea = new JTextArea(20, 30); // 20 行，30 列for (int i = 1; i <= 100; i++) {textArea.append("行 " + i + "\n"); // 添加内容}// 创建滚动面板并添加文本区域JScrollPane scrollPane = new JScrollPane(textArea);scrollPane.setVerticalScrollBarPolicy(JScrollPane.VERTICAL_SCROLLBAR_ALWAYS); // 始终显示垂直滚动条// 将滚动面板添加到窗口frame.add(scrollPane);// 显示窗口frame.setVisible(true);}
}

👉🏻多线程

Java 的多线程是指在一个程序中同时执行多个线程，以提高程序的效率和响应能力。多线程可以让 CPU 更有效地利用，特别是在处理 I/O 操作或计算密集型任务时。

1. 线程的基本概念

  • 线程：线程是程序执行的最小单位，一个 Java 应用程序至少有一个主线程。
  • 进程：进程是系统中运行的程序的实例，它可以包含一个或多个线程。

2. 创建线程的方法

Java 提供了两种创建线程的方式：

2.1 继承 Thread 类
class MyThread extends Thread {public void run() {System.out.println("线程正在运行");}
}public class Main {public static void main(String[] args) {MyThread thread = new MyThread();thread.start(); // 启动线程}
}
2.2 实现 Runnable 接口
class MyRunnable implements Runnable {public void run() {System.out.println("线程正在运行");}
}public class Main {public static void main(String[] args) {Thread thread = new Thread(new MyRunnable());thread.start(); // 启动线程}
}

3. 线程的生命周期

线程的生命周期包括以下几个状态：

  • 新建（New）：线程被创建，但还未启动。
  • 就绪（Runnable）：线程已启动，并在等待 CPU 调度。
  • 运行（Running）：线程正在执行。
  • 阻塞（Blocked）：线程在等待锁资源。
  • 等待（Waiting）：线程在等待其他线程的通知或完成。
  • 终止（Terminated）：线程运行结束。

4. 线程同步

由于多个线程可能会访问共享资源，导致数据不一致，因此需要使用线程同步来控制对共享资源的访问。

4.1 使用 synchronized 关键字
class Counter {private int count = 0;public synchronized void increment() {count++;}public int getCount() {return count;}
}
4.2 使用 Lock 接口
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;class Counter {private int count = 0;private Lock lock = new ReentrantLock();public void increment() {lock.lock();try {count++;} finally {lock.unlock();}}public int getCount() {return count;}
}

5. 线程通信

Java 提供了线程间通信机制，可以使用 wait()、notify() 和 notifyAll() 方法。

class SharedResource {private int value;public synchronized void produce(int newValue) {value = newValue;notify(); // 通知消费者线程}public synchronized int consume() throws InterruptedException {while (value == 0) {wait(); // 等待生产者线程}return value;}
}

6. 线程池

为了提高性能并管理线程的生命周期，Java 提供了线程池。通过 Executors 类可以方便地创建和管理线程池。

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;public class Main {public static void main(String[] args) {ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(3);for (int i = 0; i < 5; i++) {executor.submit(() -> {System.out.println("线程 " + Thread.currentThread().getName() + " 正在执行");});}executor.shutdown(); // 关闭线程池}
}

如上便是本期的所有内容了，如果喜欢并觉得有帮助的话，希望可以博个点赞+收藏+关注🌹🌹🌹❤️ 🧡 💛,学海无涯苦作舟,愿与君一起共勉成长
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