JavaSE系列-11 网络编程、JDBC编程、函数式编程
介绍了Java网络编程中的Socket,对比TCP与UDP特点:TCP可靠如打电话,UDP高效如写信。TCP编程包括客户端连接、服务器监听、读写数据及多线程处理多客户端。UDP编程使用DatagramSocket,无需连接,直接收发数据,适用于实时性高、可容忍丢包场景。
网络编程、JDBC编程、函数式编程
在Ja va的技术栈里,网络编程、JDBC和函数式编程这三块,基本上算是绕不开的硬骨头。尤其是网络编程,从最底层的Socket到Email收发,每一步都藏着不少细节。今天咱们就先把网络编程这部分彻底说透。
网络编程
Socket
说起Socket,就不得不提两个老朋友:TCP和UDP。它们俩的区别,用一句话就能说清:TCP像打电话,连接建立好了才聊,确保每句话你都能听到;UDP像写信,扔出去就不管了,能不能收到全看缘分。
TCP追求的是可靠,UDP追求的是效率。怎么选?看场景。
TCP编程
TCP的编程套路其实相当固定,核心步骤就这几步:
- 客户端用
Socket(InetAddress, port)打开连接。 - 服务器端用
ServerSocket监听端口。 - 服务器端调用
accept()接收请求,返回一个Socket。 - 双方通过
getInputStream()/getOutputStream()读写数据。 - 别忘了
flush(),它负责把缓冲区里的数据“推”出去。
来看个最简单的例子。服务器监听9090端口,客户端发个“time”命令,服务器就把当前时间返回去。
服务器端代码:
public class TCPServer {
public static void main(String[] args) throws Exception {
ServerSocket socketSocket = new ServerSocket(9090);
System.out.println("TCP server ready...");
Socket socket = socketSocket.accept();
try (BufferedReader reader = new BufferedReader(
new InputStreamReader(socket.getInputStream(), StandardCharsets.UTF_8))) {
try (BufferedWriter writer = new BufferedWriter(
new OutputStreamWriter(socket.getOutputStream(), StandardCharsets.UTF_8))) {
String cmd = reader.readLine();
if ("time".equals(cmd)) {
writer.write(LocalDateTime.now().toString() + "\n");
writer.flush();
} else {
writer.write("Sorry?\n");
writer.flush();
}
}
}
socket.close();
socketSocket.close();
}
}
客户端代码:
public class TCPClient {
public static void main(String[] args) throws IOException {
InetAddress address = InetAddress.getLoopbackAddress();
try (Socket socket = new Socket(address, 9090)) {
try (BufferedReader reader = new BufferedReader(
new InputStreamReader(socket.getInputStream(), StandardCharsets.UTF_8))) {
try (BufferedWriter writer = new BufferedWriter(
new OutputStreamWriter(socket.getOutputStream(), StandardCharsets.UTF_8))) {
writer.write("time\n");
writer.flush();
String response = reader.readLine();
System.out.println("Response: " + response);
}
}
}
}
}
这里有个细节值得注意:ServerSocket 的构造函数可以指定绑定的IP地址。你看下面这几种写法,分别对应不同的访问范围:
// 所有IP都可以访问
new ServerSocket(12345);
// 仅本机(127.0.0.1)可以访问
new ServerSocket(12345, 50, InetAddress.getLoopbackAddress());
// 仅公网IP可以访问
new ServerSocket(12345, 50, InetAddress.getByAddress(new byte[]{101, 77, 99, 88}));
// 仅内网IP可以访问
new ServerSocket(12345, 50, InetAddress.getByAddress(new byte[]{10, 1, 0, 100}));
TCP多线程是生产环境中必须掌握的套路。单线程的服务器一次只能处理一个客户端,这显然不现实。正确的做法是:每次 accept() 返回后,把客户端请求交给一个新线程去处理。这样主线程可以继续等待下一个连接。
看一个改造后的多线程服务器端:
public class TCPServer {
public static void main(String[] args) throws Exception {
@SuppressWarnings("resource")
ServerSocket socketSocket = new ServerSocket(9090);
System.out.println("TCP server ready...");
for (;;) {
Socket socket = socketSocket.accept();
System.out.println("Accept from " + socket.getRemoteSocketAddress());
TimeHandler handler = new TimeHandler(socket);
handler.start();
}
}
}
class TimeHandler extends Thread {
Socket socket;
public TimeHandler(Socket socket) {
this.socket = socket;
}
@Override
public void run() {
try (BufferedReader reader = new BufferedReader(
new InputStreamReader(socket.getInputStream(), StandardCharsets.UTF_8))) {
try (BufferedWriter writer = new BufferedWriter(
new OutputStreamWriter(socket.getOutputStream(), StandardCharsets.UTF_8))) {
for (;;) {
String cmd = reader.readLine();
if ("q".equals(cmd)) {
writer.write("bye!\n");
writer.flush();
} else if ("time".equals(cmd)) {
writer.write(LocalDateTime.now().toString() + "\n");
writer.flush();
} else {
writer.write("Sorry?\n");
writer.flush();
}
}
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
try {
this.socket.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
客户端这边,可以连续发多个命令:
public class TCPClient {
public static void main(String[] args) throws IOException, InterruptedException {
InetAddress address = InetAddress.getByName("localhost");
try (Socket socket = new Socket(address, 9090)) {
try (BufferedReader reader = new BufferedReader(
new InputStreamReader(socket.getInputStream(), StandardCharsets.UTF_8))) {
try (BufferedWriter writer = new BufferedWriter(
new OutputStreamWriter(socket.getOutputStream(), StandardCharsets.UTF_8))) {
writer.write("time\n");
writer.flush();
String response = reader.readLine();
System.out.println("Response: " + response);
Thread.sleep(1000);
writer.write("q\n");
writer.flush();
response = reader.readLine();
System.out.println("Response: " + response);
}
}
}
}
}
多线程模型虽然简单,但每次连接都创建一个线程,在高并发场景下性能会急剧下降。所以通常我们会用线程池来管理线程,避免无限制的资源消耗。后面练习里你可以试试把这里改成线程池实现。
UDP编程
UDP和TCP的编程方式差异很大,核心区别就几条:
- UDP不需要建立连接,直接发数据。
- 它不保证可靠传输,丢了就丢了。
- 客户端用
DatagramSocket.connect()指定远程地址和端口。 - 服务器端用
DatagramSocket(port)监听端口。 - 双方通过
receive()/send()读写数据,没有IO流那一套。
来看服务器端代码,监听9090端口,收到什么就返回什么:
public class UDPServer {
public LocalDateTime currentTime() {
return LocalDateTime.now();
}
public static void main(String[] args) throws Exception {
@SuppressWarnings("resource")
DatagramSocket ds = new DatagramSocket(9090);
System.out.println("UDP server ready...");
for (;;) {
byte[] buffer = new byte[1024];
DatagramPacket packet = new DatagramPacket(buffer, buffer.length);
ds.receive(packet);
byte[] data = packet.getData();
String s = new String(data, StandardCharsets.UTF_8);
System.out.println("Packet received from: " + packet.getSocketAddress() + " " + s);
String response = LocalDateTime.now().toString();
packet.setData(response.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
ds.send(packet);
}
}
}
客户端:
public class UDPClient {
public static void main(String[] args) throws Exception {
InetAddress address = InetAddress.getLoopbackAddress();
try (DatagramSocket socket = new DatagramSocket()) {
socket.connect(address, 9090);
byte[] data = "time".getBytes(StandardCharsets.UTF_8);
DatagramPacket packet = new DatagramPacket(data, data.length);
socket.send(packet);
System.out.println("Data was sent.");
Thread.sleep(1000);
byte[] buffer = new byte[1024];
DatagramPacket response = new DatagramPacket(buffer, buffer.length);
socket.receive(response);
byte[] responseData = response.getData();
String responseText = new String(responseData, 0, response.getLength(), StandardCharsets.UTF_8);
System.out.println("Response: " + responseText);
}
}
}
UDP虽然简单,但用在实时性要求高、可以容忍丢包的场景下(比如视频通话、在线游戏)非常合适。

发送Email
发送Email依赖的是SMTP协议(Simple Mail Transport Protocol)。标准端口是25,加密端口用465(SSL)或587(TLS)。在Ja va里发邮件,核心是Ja vaMail API。流程分三步:
- 确定SMTP服务器信息:域名、端口、加密方式(明文/SSL/TLS)。
- 创建Session和Message,设置发件人、收件人、标题、正文。
- 调用
Transport.send(message)发送。
调试时建议开启debug模式,能看到SMTP通信的详细内容,排查问题非常方便。
先看一个通用的发送类骨架:
// 1. 创建Session:
Session session = Session.getInstance(props, new Authenticator(){ ... });
// 2. 创建Message对象:
MimeMessage message = new MimeMessage(session);
message.setFrom(new InternetAddress("from@email.com"));
message.setRecipient(Message.RecipientType.TO, new InternetAddress("to@email.com"));
message.setSubject("RE:how to use Ja vaMail", "UTF-8");
message.setText("blablabla...", "UTF-8");
// 3. 发送邮件:
Transport.send(message);
记得在pom.xml里加上依赖:
ja vax.mail
mail
1.4
发送文本邮件
下面是一个完整的文本邮件发送示例,使用SSL加密连接到邮箱服务器:
/**
* 发送文本邮件
*/
public class SendMail {
/** 邮件服务器域名 */
final String smtpHost;
/** 邮件服务器登陆名 */
final String username;
/** 邮件服务器登陆密码 */
final String password;
final boolean debug;
public SendMail(String smtpHost, String username, String password){
this.smtpHost = smtpHost;
this.username = username;
this.password = password;
this.debug = true;
}
public static void main(String[] args) throws Exception {
SendMail sender = new SendMail("smtp.sina.com",
"ja vacourse001@sina.com", "ja va-12345678");
Session session = sender.createSSLSession();
Message message = createTextMessage(session,
"ja vacourse001@sina.com", "ja vacourse001@163.com",
"Ja va邮件测试", "Hello, 这是一封ja vamail测试邮件!");
Transport.send(message);
}
Session createSSLSession() {
Properties props = new Properties();
props.put("mail.smtp.host", this.smtpHost);
props.put("mail.smtp.port", "465");
props.put("mail.smtp.auth", "true");
props.put("mail.smtp.socketFactory.class",
"ja vax.net.ssl.SSLSocketFactory");
props.put("mail.smtp.socketFactory.port", "465");
Session session = Session.getInstance(props, new Authenticator() {
protected PasswordAuthentication getPasswordAuthentication() {
return new PasswordAuthentication(
SendMail.this.username,
SendMail.this.password);
}
});
session.setDebug(this.debug);
return session;
}
// 此外还有TLS和明文会话的创建方式,这里先注释掉,需要时可以直接启用
}
从上面的代码可以看出,createSSLSession() 方法负责配置SSL加密连接,而 createTextMessage()(代码中未完全给出,但核心就是设置发件人、收件人、主题和正文)则组装邮件内容。体验一下debug模式下的输出,你会看到SMTP协议是如何一步步跟服务器握手的。
说句实在话,Ja vaMail的API虽然历史悠久,但设计得相当成熟稳定,只要按照这个模板来写,基本不会出大问题。不过要注意:现在很多邮箱服务商(比如QQ、163)都需要开启“授权码”才能使用第三方客户端登录,直接拿密码登录会报错,遇到这种情况去邮箱设置里找一下就好。
Windows 10 是一款微软推出的经典操作系统,拥有硬件兼容性与多任务处理能力。它更偏向把系统状态查看和常用调节动作放在一起,适合需要持续观察和微调设备状态的场景。
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