模块23_网络编程&正则表达式&设计模式

模块22回顾1.字节缓冲流:BufferedOutputStream -> 用法和FileOutputStream一样BufferedInputStream -> 用法和FIleInputStream一样2.字符缓冲流:BufferedWriter -> 用法和FileWriter一样特有方法:newLine()换行BufferedReader -> 用法和FileReader一样特有方法:readLine()一次读一行3.转换流:OutputStreamWriter(OutputStream out,String charsetName)InputStreamReader(InputStream in,String charsetName)4.序列化流:读写对象ObjectOutputStream(OutputStream out) -> 写对象方法:writeObject(对象)ObjectIntputStream(InputStream in) -> 读对象方法:readObject()5.打印流:PrintStream方法:println 和 print改变流向:System中的setOut方法6.Properties集合:load(InputStream in) -> 将流中的数据加载到集合中,结合配置文件使用7.Commons-IO->FileUtils和IOUtils模块23重点:1.了解三次握手和四次挥手2.客户端和服务端的交互过程3.会使用TCP协议写一个简单的程序4.知道正则表达式的基本使用5.会单例模式6.会Lombok的使用

第一章.网络编程

概述:在网络通信协议下,不同计算机上运行的程序,进行数据传输比如:通信,视频通话,网游,邮件等只要是计算机之间通过网络进行数据传输,就有网络编程的存在

1.软件结构

• C/S结构 ：全称为Client/Server结构，是指客户端和服务器结构。常见程序有ＱＱ、红蜘蛛、飞秋等软件。

B/S结构 ：全称为Browser/Server结构，是指浏览器和服务器结构。常见浏览器有IE、谷歌、火狐等。

两种架构各有优势，但是无论哪种架构，都离不开网络的支持。网络编程，就是在一定的协议下，实现两台计算机的通信的程序。

2.服务器概念

1.概述:安装了服务器软件的计算机
2.后面马上要见到的服务器软件:tomcat    

网络通信协议:两台计算机在做数据交互时要遵守的规则,协议会对数据的格式,速率等进行规定,只有都遵守了这个协议,才能完成数据交互

两台计算机想完成数据交互,需要遵守网络通信协议

3.通信三要素

[IP地址]:计算机的唯一标识,用于两台计算机之间的连接a.概述:指互联网协议地址（Internet Protocol Address），俗称IP计算机的唯一标识b.作用:可用于计算机和计算机之间的连接c.IPV432位的二进制数，通常被分为4个字节，表示成a.b.c.d 的形式，例如192.168.65.100 。其中a、b、c、d都是0~255之间的十进制整数，那么最多可以表示42亿个。IPV6为了扩大地址空间，拟通过IPv6重新定义地址空间，采用128位地址长度，每16个字节一组，分成8组十六进制数，表示成ABCD:EF01:2345:6789:ABCD:EF01:2345:6789->号称能给地球上的每一粒沙子分配一个IP地址d.查看ip的命令:ipconfig测试是否能连接其他计算机的命令:ping ip地址e:特殊的网址:代表的是本机地址,到了哪里都不会变,代表自己127.0.0.1 -> 固定不变localhostlocalhost(主机名,写的是服务器的IP):端口号/应用名称/资源localhost:8080/应用名称/index.html[协议]TCP:面向连接协议需要先确认连接,才能进行数据交互三次握手:- 第一次握手，客户端向服务器端发出连接请求，等待服务器确认。- 第二次握手，服务器端向客户端回送一个响应，通知客户端收到了连接请求。- 第三次握手，客户端再次向服务器端发送确认信息，确认连接。好处:数据安全,能给数据的传输提供一个安全的传输环境坏处:效率低UDP:面向无连接协议好处:效率高坏处:传输的数据不安全,容易丢失数据包[端口号]每一个应用程序的唯一标识用两个字节表示的整数，它的取值范围是0~65535。其中，0~1023之间的端口号用于一些知名的网络服务和应用，普通的应用程序需要使用1024以上的端口号。如果端口号被另外一个服务或应用所占用，会导致当前程序启动失败。

TCP协议中的三次握手和四次挥手

三次握手:
- 第一次握手，客户端向服务器端发出连接请求，等待服务器确认。
- 第二次握手，服务器端向客户端回送一个响应，通知客户端收到了连接请求。
- 第三次握手，客户端再次向服务器端发送确认信息，确认连接。

四次挥手:
- 第一次挥手：客户端向服务器端提出结束连接，让服务器做最后的准备工作。此时，客户端处于半关闭状态，即表示不再向服务器发送数据了，但是还可以接受数据。- 第二次挥手：服务器接收到客户端释放连接的请求后，会将最后的数据发给客户端。并告知上层的应用进程不再接收数据。- 第三次挥手：服务器发送完数据后，会给客户端发送一个释放连接的报文。那么客户端接收后就知道可以正式释放连接了。- 第四次挥手：客户端接收到服务器最后的释放连接报文后，要回复一个彻底断开的报文。这样服务器收到后才会彻底释放连接。这里客户端，发送完最后的报文后，会等待2MSL，因为有可能服务器没有收到最后的报文，那么服务器迟迟没收到，就会再次给客户端发送释放连接的报文，此时客户端在等待时间范围内接收到，会重新发送最后的报文，并重新计时。如果等待2MSL后，没有收到，那么彻底断开。

4.UDP协议编程

1.DatagramSocket -> 好比寄快递找的快递公司
2.DatagramPacket -> 好比快递公司打包

4.1.客户端(发送端)

1.创建DatagramSocket对象(快递公司)a.空参:端口号从可用的端口号中随机一个使用b.有参:自己指定
2.创建DatagramPacket对象,将数据进行打包a.要发送的数据-> byte[]b.指定接收端的IPc.指定接收端的端口号
3.发送数据
4.释放资源

public class Send {public static void main(String[] args) throws Exception{/*1.创建DatagramSocket对象(快递公司)a.空参:端口号从可用的端口号中随机一个使用b.有参:自己指定*/DatagramSocket socket = new DatagramSocket();/* 2.创建DatagramPacket对象,将数据进行打包a.要发送的数据-> byte[]b.指定接收端的IPc.指定接收端的端口号*/byte[] bytes = "你好呀".getBytes();InetAddress ip = InetAddress.getByName("127.0.0.1");int port = 6666;DatagramPacket dp = new DatagramPacket(bytes, bytes.length, ip, port);//3.发送数据socket.send(dp);//4.释放资源socket.close();}
}

直接执行发现,发送端在没有接收端的情况下,不会报错,因为UDP协议是面向无连接协议,不管有没有接收端,照发不误

4.2.服务端(接收端)

1.创建DatagramSocket对象,指定服务端的端口号
2.接收数据包
3.解析数据包
4.释放资源    

public class Receive {public static void main(String[] args) throws Exception{//1.创建DatagramSocket对象,指定服务端的端口号DatagramSocket socket = new DatagramSocket(6666);//2.接收数据包byte[] bytes = new byte[1024];//用于保存接收过来的数据DatagramPacket dp = new DatagramPacket(bytes, bytes.length);socket.receive(dp);//3.解析数据包byte[] data = dp.getData();//接收的数据int len = dp.getLength();//从数据包中获取多少个数据InetAddress address = dp.getAddress();//获取发送端的主机int port = dp.getPort();//发送端的端口号System.out.println(new String(data,0,len));System.out.println(address+"..."+port);//4.释放资源socket.close();}
}

5.TCP协议编程

4.1.编写客户端

1.创建Socket对象,指明服务端的ip以及端口号
2.调用socket中的getOutputStream,往服务端发送请求
3.调用socket中的getInputStream,读取服务端响应回来的数据
4.关流

public class Client {public static void main(String[] args)throws Exception {//1.创建Socket对象,指明服务端的ip以及端口号Socket socket = new Socket("127.0.0.1", 6666);//2.调用socket中的getOutputStream,往服务端发送请求OutputStream os = socket.getOutputStream();os.write("我想下载一个小电影".getBytes());//3.调用socket中的getInputStream,读取服务端响应回来的数据InputStream is = socket.getInputStream();byte[] bytes = new byte[1024];int len = is.read(bytes);System.out.println(new String(bytes,0,len));//4.关流is.close();os.close();socket.close();}
}

4.2.编写服务端

1.创建ServerSocket对象,设置端口号
2.调用ServerSocket中的accept方法,等待客户端连接,返回Socket对象
3.调用socket中的getInputStream,用于读取客户端发送过来的数据
4.调用socket中的getOutputStream,用于给客户端响应数据
5.关闭资源

public class Server {public static void main(String[] args)throws Exception {//1.创建ServerSocket对象,设置端口号ServerSocket ss = new ServerSocket(6666);//2.调用ServerSocket中的accept方法,等待客户端连接,返回Socket对象Socket socket = ss.accept();//3.调用socket中的getInputStream,用于读取客户端发送过来的数据InputStream is = socket.getInputStream();byte[] bytes = new byte[1024];int len = is.read(bytes);System.out.println(new String(bytes,0,len));//4.调用socket中的getOutputStream,用于给客户端响应数据OutputStream os = socket.getOutputStream();os.write("给你一个小电影".getBytes());//5.关闭资源os.close();is.close();socket.close();ss.close();}
}

6.文件上传

6.1.文件上传客户端以及服务端实现

public class Client {public static void main(String[] args)throws Exception {//1.创建Socket对象Socket socket = new Socket("127.0.0.1", 6666);//2.创建FileInputStream,用于读取本地上的图片FileInputStream fis = new FileInputStream("E:\\Idea\\io\\24.jpg");//3.调用getOutputStream,用于将读取过来的图片写给服务端OutputStream os = socket.getOutputStream();//4.边读边写byte[] bytes = new byte[1024];int len;while((len = fis.read(bytes))!=-1){os.write(bytes,0,len);}//给服务端写一个结束标记socket.shutdownOutput();System.out.println("======以下代码是读取响应的结果======");//5.调用getInputStream,读取响应结果InputStream is = socket.getInputStream();byte[] bytes1 = new byte[1024];int len1 = is.read(bytes1);System.out.println(new String(bytes1,0,len1));//6.关流is.close();os.close();fis.close();socket.close();}
}

public class Server {public static void main(String[] args)throws Exception {//1.创建ServerSocket对象ServerSocket ss = new ServerSocket(6666);//2.调用accept方法等待客户端的连接Socket socket = ss.accept();//3.调用socket中的getInputStream,读取客户端发送过来的图片InputStream is = socket.getInputStream();/*UUID调用randomUUID(),再调用toString,将其转成String*/String s = UUID.randomUUID().toString();String name = s + System.currentTimeMillis();//4.创建FileOutputStream,将读取过来的图片写到硬盘上FileOutputStream fos = new FileOutputStream("E:\\Idea\\io\\upload\\"+name+".jpg");//5.边读边写byte[] bytes = new byte[1024];int len;while((len = is.read(bytes))!=-1){fos.write(bytes,0,len);}System.out.println("======以下代码是给客户端的响应结果======");//6.调用socket中的getOutputStream,给客户端响应结果OutputStream os = socket.getOutputStream();os.write("上传成功".getBytes());//7.关流os.close();fos.close();is.close();socket.close();ss.close();}
}

public class Demo01UUID {public static void main(String[] args) {String string = UUID.randomUUID().toString();//生成一个十六进制的随机数System.out.println("string = " + string);}
}

6.2.文件上传服务端实现(多线程)

public class ServerThread {public static void main(String[] args) throws Exception {//1.创建ServerSocket对象ServerSocket ss = new ServerSocket(6666);while (true) {//2.调用accept方法等待客户端的连接Socket socket = ss.accept();new Thread(new Runnable() {@Overridepublic void run() {InputStream is = null;FileOutputStream fos = null;OutputStream os = null;try {//3.调用socket中的getInputStream,读取客户端发送过来的图片is = socket.getInputStream();/*UUID调用randomUUID(),再调用toString,将其转成String*/String s = UUID.randomUUID().toString();String name = s + System.currentTimeMillis();//4.创建FileOutputStream,将读取过来的图片写到硬盘上fos = new FileOutputStream("E:\\Idea\\io\\upload\\" + name + ".jpg");//5.边读边写byte[] bytes = new byte[1024];int len;while ((len = is.read(bytes)) != -1) {fos.write(bytes, 0, len);}System.out.println("======以下代码是给客户端的响应结果======");//6.调用socket中的getOutputStream,给客户端响应结果os = socket.getOutputStream();os.write("上传成功".getBytes());} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}finally {//7.关流CloseUtils.closeQ(socket,fos,is,os);}}}).start();}}
}

public class CloseUtils {private CloseUtils(){}public static void closeQ(Socket socket, FileOutputStream fos, InputStream is, OutputStream os){if (os!=null){try {os.close();} catch (IOException e) {throw new RuntimeException(e);}}if (fos!= null){try {fos.close();} catch (IOException e) {throw new RuntimeException(e);}}if (is!=null){try {is.close();} catch (IOException e) {throw new RuntimeException(e);}}if (socket!=null){try {socket.close();} catch (IOException e) {throw new RuntimeException(e);}}}
}

第二章.正则表达式

1.正则表达式的概念及演示

1.概述:正则表达式是一个具有特殊规则的字符串
2.作用:校验比如:校验手机号,身份证号,密码,用户名,邮箱等
3.String中有一个校验正则的方法:boolean matches(String regex)  校验字符串是否符合指定的regex的规则
4.比如:校验QQ号(不能以0开头,必须都是数字,必须是5-15位的)      

public class Demo01Regex {public static void main(String[] args) {Scanner scanner = new Scanner(System.in);String data = scanner.next();//boolean result01 = method01(data);//System.out.println("result01 = " + result01);boolean result02 = method02(data);System.out.println("result02 = " + result02);}private static boolean method02(String data) {boolean result = data.matches("[1-9][0-9]{4,14}");return result;}private static boolean method01(String data) {//不能是0开头的if (data.startsWith("0")) {return false;}//必须都是数字char[] chars = data.toCharArray();for (char aChar : chars) {if (aChar < '0' || aChar > '9') {return false;}}//必须是5-15位if (data.length()<5 || data.length()>15){return false;}return true;}
}

2.正则表达式-字符类

java.util.regex.Pattern:正则表达式的编译表示形式。正则表达式-字符类:[]表示一个区间,范围可以自己定义语法示例：1. [abc]：代表a或者b，或者c字符中的一个。2. [^abc]：代表除a,b,c以外的任何字符。3. [a-z]：代表a-z的所有小写字符中的一个。4. [A-Z]：代表A-Z的所有大写字符中的一个。5. [0-9]：代表0-9之间的某一个数字字符。6. [a-zA-Z0-9]：代表a-z或者A-Z或者0-9之间的任意一个字符。7. [a-dm-p]：a 到 d 或 m 到 p之间的任意一个字符      

    //字符类private static void method01() {//1.验证字符串是否以h开头,d结尾,中间是aeiou的某一个字符boolean result01 = "had".matches("[h][aeiou][d]");System.out.println("result01 = " + result01);//2.验证字符串是否以h开头,d结尾,中间不是aeiou的某个字符boolean result02 = "hyd".matches("[h][^aeiou][d]");System.out.println("result02 = " + result02);//3.验证字符串是否是开头a-z的任意一个小写字母,后面跟adboolean result03 = "had".matches("[a-z][a][d]");System.out.println("result03 = " + result03);}

3.正则表达式-逻辑运算符

 正则表达式-逻辑运算符语法示例：1. &&：并且2. | ：或者

    /*逻辑运算符*/private static void method02() {//1.要求字符串是小写字母并且字符不能以[aeiou]开头,后面跟adboolean result01 = "yad".matches("[[a-z]&&[^aeiou]][a][d]");System.out.println("result01 = " + result01);//2.要求字符是aeiou的某一个字符开头,后面跟adboolean result02 = "had".matches("[a|e|i|o|u][a][d]");System.out.println("result02 = " + result02);}

4.正则表达式-预定义字符

 正则表达式-预定义字符语法示例：1. "." ： 匹配任何字符。(重点)  不能加[]2. "\\d"：任何数字[0-9]的简写；(重点)3. "\\D"：任何非数字[^0-9]的简写；4. "\\s"： 空白字符：[ \t\n\x0B\f\r] 的简写5. "\\S"： 非空白字符：[^\s] 的简写6. "\\w"：单词字符：[a-zA-Z_0-9]的简写(重点)7. "\\W"：非单词字符：[^\w]

    //预定义字符private static void method03() {//1.验证字符串是否是三位数字//boolean result01 = "111".matches("[0-9][0-9][0-9]");boolean result01 = "111".matches("\\d\\d\\d");System.out.println("result01 = " + result01);//2.验证手机号: 1开头 第二位3 5 8 剩下的都是0-9的数字boolean result02 = "13838381438".matches("[1][358]\\d\\d\\d\\d\\d\\d\\d\\d\\d");System.out.println("result02 = " + result02);//3.验证字符串是否以h开头,d结尾,中间是任意一个字符boolean result03 = "had".matches("[h].[d]");System.out.println("result03 = " + result03);}

5. 正则表达式-数量词

 正则表达式-数量词语法示例：x代表字符1. X? : x出现的数量为 0次或1次2. X* : x出现的数量为 0次到多次 任意次3. X+ : x出现的数量为 1次或多次 X>=1次4. X{n} : x出现的数量为 恰好n次 X=n次5. X{n,} : x出现的数量为 至少n次 X>=n次  x{3,}6. X{n,m}: x出现的数量为 n到m次(n和m都是包含的)   n=<X<=m

    //数量词private static void method04() {//1.验证字符串是否是三位数字boolean result01 = "111".matches("\\d{3}");System.out.println("result01 = " + result01);//2.验证手机号: 1开头 第二位3 5 8 剩下的都是0-9的数字boolean result02 = "13838381438".matches("[1][358]\\d{9}");System.out.println("result02 = " + result02);//3.验证qq号:  不能是0开头,都是数字,长度为5-15boolean result03 = "111111".matches("[1-9][0-9]{4,14}");System.out.println("result03 = " + result03);}

6.正则表达式-分组括号( )

正则表达式-分组括号( )  (abc)

    //分组括号private static void method05() {//校验abc可以出现任意次boolean result = "abcabc".matches("(abc)*");System.out.println("result = " + result);}

7.String类中和正则表达式相关的方法

 String类中和正则表达式相关的方法boolean matches(String regex) 判断字符串是否匹配给定的正则表达式。String[] split(String regex) 根据给定正则表达式的匹配拆分此字符串。String replaceAll(String regex, String replacement)把满足正则表达式的字符串,替换为新的字符

    private static void method06() {//String[] split(String regex) 根据给定正则表达式的匹配拆分此字符串。String s1 = "abc hahah  hehe   hdhshsh";String[] arr1 = s1.split(" +");System.out.println(Arrays.toString(arr1));//String replaceAll(String regex, String replacement)把满足正则表达式的字符串,替换为新的字符String s2 = s1.replaceAll(" +", "z");System.out.println("s2 = " + s2);}

8.正则表达式生成网址:

https://www.sojson.com/regex/generate

第三章.设计模式

设计模式（Design pattern），是一套被反复使用、经过分类编目的、代码设计经验的总结，使用设计模式是为了可重用代码、保证代码可靠性、程序的重用性,稳定性。1995 年，GoF（Gang of Four，四人组）合作出版了《设计模式：可复用面向对象软件的基础》一书，共收录了 23 种设计模式。<大话设计模式>总体来说设计模式分为三大类：创建型模式，共五种：工厂方法模式、抽象工厂模式、单例模式、建造者模式、原型模式。-->创建对象结构型模式，共七种：适配器模式、装饰器模式、代理模式、外观模式、桥接模式、组合模式、享元模式。-->对功能进行增强行为型模式，共十一种：策略模式、模板方法模式、观察者模式、迭代子模式、责任链模式、命令模式、备忘录模式、状态模式、访问者模式、中介者模式、解释器模式。

1.模版方法设计模式

模板方法（Template Method）模式：定义一个操作中的算法的骨架，而将一些步骤延迟到子类中。明确了一部分功能，而另一部分功能不明确。需要延伸到子类中实现饭店中吃饭: 点菜，吃菜和买单三个步骤。点菜和买单基本上一致的，但是吃菜不同，吃法也不同。明确了一部分功能，而另一部分功能不明确。

public abstract class Hotel {public void eat(){System.out.println("点菜");eatCai();System.out.println("买单");}public abstract void eatCai();
}

public class QuanJuDe extends Hotel{@Overridepublic void eatCai() {System.out.println("薄饼");System.out.println("放鸭肉");System.out.println("酱");System.out.println("葱丝");System.out.println("黄瓜丝");System.out.println("卷着吃");}
}public class ZhangLiang extends Hotel{@Overridepublic void eatCai() {System.out.println("调麻酱");System.out.println("放辣椒油");System.out.println("倒到大碗中吃");}
}

public class Test01 {public static void main(String[] args) {QuanJuDe quanJuDe = new QuanJuDe();quanJuDe.eat();System.out.println("================");ZhangLiang zhangLiang = new ZhangLiang();zhangLiang.eat();}
}

2.单例模式

1.目的:单(一个) 例(实例,对象)让一个类只产生一个对象,供外界使用2.分类:a.饿汉式:我好饥渴呀,好饥饿呀,迫不及待要这个对象,所以和对象就需要赶紧new出来b.懒汉式:我好懒呀,不着急要对象,想啥时候使用,你啥时候new给我

2.1.饿汉式：

饿汉式:我好饥渴呀,好饥饿呀,迫不及待要这个对象,所以和对象就需要赶紧new出来

public class Singleton {/*防止外界随意使用构造方法new对象,我们需要将构造私有化*/private Singleton(){}/*为了赶紧new对象,我们new对象的时候变成静态的,让其随着类的加载而加载为了不让外界随便使用类名调用此静态对象,我们将其变成private*/private static Singleton singleton = new Singleton();/*为了将内部new出来的对象给外界我们可以定义 一个方法,将内部的对象返回给外界*/public static Singleton getSingleton(){return singleton;}
}

public class Test01 {public static void main(String[] args) {for (int i = 0; i < 10; i++) {Singleton singleton = Singleton.getSingleton();System.out.println(singleton);}}
}

2.2.懒汉式：

懒汉式:我好懒呀,不着急要对象,想啥时候使用,你啥时候new给我

public class Singleton1 {/*防止外界随意使用构造方法new对象,我们需要将构造私有化*/private Singleton1() {}/*懒汉式,不着急new对象*/private static Singleton1 singleton1 = null;/*为了将内部new出来的对给外界定义一个方法,将内部new出来的对返回*/public static Singleton1 getSingleton1() {//如果singleton1不是null就没必要抢锁了,直接返回,是null再抢锁if (singleton1==null){synchronized (Singleton1.class){if (singleton1 == null) {singleton1 = new Singleton1();}}}return singleton1;}
}

1.3.小结

构造私有
对象私有,静态的

第四章.Lombok

1.作用:简化javabean开发
2.使用:a.下插件 -> 如果是idea2022不用下载了,自带b.导lombok的jar包c.修改设置    

1.lombok介绍

Lombok通过增加一些“处理程序”，可以让javabean变得简洁、快速。

Lombok能以注解形式来简化java代码，提高开发效率。开发中经常需要写的javabean，都需要花时间去添加相应的getter/setter，也许还要去写构造器、equals等方法，而且需要维护。

Lombok能通过注解的方式，在编译时自动为属性生成构造器、getter/setter、equals、hashcode、toString方法。出现的神奇就是在源码中没有getter和setter方法，但是在编译生成的字节码文件中有getter和setter方法。这样就省去了手动重建这些代码的麻烦，使代码看起来更简洁些。

2.lombok常用注解

@Getter和@Setter

• 作用：生成成员变量的get和set方法。
• 写在成员变量上，指对当前成员变量有效。
• 写在类上，对所有成员变量有效。
• 注意：静态成员变量无效。

@ToString

• 作用：生成toString()方法。
• 注解只能写在类上。

@NoArgsConstructor和@AllArgsConstructor

• @NoArgsConstructor：无参数构造方法。
• @AllArgsConstructor：满参数构造方法。
• 注解只能写在类上。

@EqualsAndHashCode

• 作用：生成hashCode()和equals()方法。
• 注解只能写在类上。

@Data

• 作用：生成get/set，toString，hashCode，equals，无参构造方法
• 注解只能写在类上。

@Data
@AllArgsConstructor
@NoArgsConstructor
public class Person {private String name;private Integer age;
}

public class Test01 {public static void main(String[] args) {Person person = new Person();person.setName("涛哥");person.setAge(10);System.out.println(person.getName()+"..."+person.getAge());System.out.println("================");Person p1 = new Person("三上", 28);System.out.println(p1.getName()+"..."+p1.getAge());}
}