编程自学指南：java程序设计开发，网络编程基础
学习目标：
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理解网络协议（TCP/IP、UDP）的核心概念
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掌握Socket编程实现客户端与服务端通信
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能够通过多线程处理并发网络请求
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开发简单的网络应用（如聊天程序、文件传输工具）
一、课程引入
1.1 网络编程的应用场景
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实时通信：聊天软件、视频会议
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数据传输：文件下载、云存储
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远程控制：物联网设备管理、服务器监控
1.2 核心概念
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IP地址：设备的唯一标识（如
192.168.1.1） -
端口号：应用程序的通信入口（0~65535）
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TCP vs UDP：
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TCP：可靠传输（三次握手），如网页浏览、文件传输
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UDP：高效但不可靠，如视频流、实时游戏
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二、TCP编程
2.1 服务端开发步骤
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创建
ServerSocket监听端口 -
调用
accept()等待客户端连接 -
通过输入输出流进行数据读写
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关闭资源
案例1：服务端回声程序（Echo Server）
public class TCPServer { public static void main(String[] args) throws IOException { try (ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8888)) { System.out.println("服务端启动，等待连接..."); Socket clientSocket = serverSocket.accept(); BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(clientSocket.getInputStream())); PrintWriter out = new PrintWriter(clientSocket.getOutputStream(), true); String inputLine; while ((inputLine = in.readLine()) != null) { System.out.println("收到客户端消息：" + inputLine); out.println("【服务端响应】" + inputLine); // 回声 } } }
}2.2 客户端开发步骤
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创建
Socket连接服务端 -
通过输入输出流通信
案例2：TCP客户端
public class TCPClient { public static void main(String[] args) throws IOException { try (Socket socket = new Socket("localhost", 8888)) { PrintWriter out = new PrintWriter(socket.getOutputStream(), true); BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream())); BufferedReader stdIn = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in)); String userInput; while ((userInput = stdIn.readLine()) != null) { out.println(userInput); System.out.println("服务端回复：" + in.readLine()); } } }
}三、UDP编程
3.1 数据报通信（DatagramSocket）
案例3：UDP消息发送与接收
// 发送端
public class UDPSender { public static void main(String[] args) throws IOException { DatagramSocket socket = new DatagramSocket(); byte[] data = "Hello UDP".getBytes(); DatagramPacket packet = new DatagramPacket(data, data.length, InetAddress.getByName("localhost"), 9999); socket.send(packet); socket.close(); }
} // 接收端
public class UDPReceiver { public static void main(String[] args) throws IOException { DatagramSocket socket = new DatagramSocket(9999); byte[] buffer = new byte[1024]; DatagramPacket packet = new DatagramPacket(buffer, buffer.length); socket.receive(packet); String msg = new String(packet.getData(), 0, packet.getLength()); System.out.println("收到消息：" + msg); socket.close(); }
}四、HTTP客户端开发
4.1 使用HttpURLConnection
案例4：获取网页内容
public class HTTPClient { public static void main(String[] args) throws IOException { URL url = new URL("https://www.example.com"); HttpURLConnection conn = (HttpURLConnection) url.openConnection(); conn.setRequestMethod("GET"); try (BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(conn.getInputStream()))) { String line; while ((line = in.readLine()) != null) { System.out.println(line); } } }
}五、综合案例：多线程聊天室
5.1 服务端（支持多客户端）
public class ChatServer { private static final List<Socket> clients = new ArrayList<>(); public static void main(String[] args) throws IOException { ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8888); System.out.println("聊天室服务端启动..."); while (true) { Socket clientSocket = serverSocket.accept(); clients.add(clientSocket); new Thread(() -> handleClient(clientSocket)).start(); } } private static void handleClient(Socket clientSocket) { try (BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(clientSocket.getInputStream()))) { String msg; while ((msg = in.readLine()) != null) { System.out.println("广播消息：" + msg); broadcast(msg, clientSocket); } } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } private static void broadcast(String msg, Socket sender) { for (Socket client : clients) { if (client != sender) { try { PrintWriter out = new PrintWriter(client.getOutputStream(), true); out.println(msg); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } } }
}5.2 客户端代码（参考案例2修改）
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每个客户端独立线程接收服务端广播消息
六、常见错误与最佳实践
6.1 常见错误
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错误1：端口被占用
new ServerSocket(8888); // 若端口已被占用，抛出BindException错误2：未处理Socket超时
socket.setSoTimeout(5000); // 设置读取超时时间，避免无限等待6.2 最佳实践
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使用try-with-resources自动关闭Socket和流
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TCP场景选择：
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需可靠传输 → TCP（如文件传输）
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需低延迟 → UDP（如实时游戏）
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多线程优化：使用线程池（如
ExecutorService）管理客户端连接
七、总结与练习
7.1 总结
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TCP编程：可靠传输，需建立连接（三次握手）
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UDP编程：高效但不可靠，适合实时场景
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HTTP客户端：通过URLConnection访问Web服务
7.2 课后任务
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实现一个TCP文件传输工具（客户端发送文件，服务端保存）
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用UDP协议实现简单的时间服务器（客户端请求时间，服务端返回当前时间）
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预习下一节课：反射与注解
7.3 扩展挑战
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基于WebSocket实现实时聊天程序（可借助Java EE或Spring框架）
