《Java网络编程技术》课件.pptx

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1、Java网络编程技术 设计者：XXX时间：2024年X月目录第第1 1章章 简介简介第第2 2章章 网络网络IOIO第第3 3章章 网络通信协议网络通信协议第第4 4章章 网络编程高级技术网络编程高级技术第第5 5章章 网络编程实战网络编程实战第第6 6章章 总结总结 0101第1章 简介 JavaJava网络编程网络编程概述概述JavaJava网络编程是指使用网络编程是指使用JavaJava编程语言实现网络通信功能的编程语言实现网络通信功能的技术。技术。JavaJava网络编程具有跨平台性、低开发成本、高效稳定网络编程具有跨平台性、低开发成本、高效稳定等优势，在众多应用场景中得到了广泛应用。

2、等优势，在众多应用场景中得到了广泛应用。Java网络编程的优势Java程序可以在不同的操作系统平台上运行跨平台性Java网络编程提供了很多现成的API，可以快速实现网络通信功能低开发成本Java网络编程采用Socket通信模型，具有高效稳定的特点高效稳定Java网络编程支持多线程、异步IO等高级编程技术，具有优秀的可扩展性可扩展性Java网络编程的应用场景Java网络编程可以用于Web应用的开发，如Servlet、JSP、Web服务等Web应用开发Java网络编程可以用于分布式系统的开发，如RPC、消息队列、分布式缓存等分布式系统开发Java网络编程可以用于网络游戏的开发，如多人在线游戏、手机

3、游戏等网络游戏开发Java网络编程可以用于物联网应用的开发，如智能家居、智慧城市等物联网应用开发网络协议概述网络协议概述网络协议是指计算机网络中通信双方必须遵循的规则，它规网络协议是指计算机网络中通信双方必须遵循的规则，它规定了数据在网络中的传输方式、格式及处理方式。常见的网定了数据在网络中的传输方式、格式及处理方式。常见的网络协议有络协议有TCP/IPTCP/IP、HTTPHTTP、FTPFTP、SMTPSMTP、POP3POP3等。等。Socket编程基础Socket是一种通信机制，用于实现不同计算机之间的网络连接Socket概述TCP/IP协议是Internet上使用的最主要的协议之一，

4、常用于实现可靠的数据传输TCP/IP协议Java使用标准的Socket API来实现基于TCP/IP协议的网络通信，通信过程分为客户端和服务端两个角色Socket通信模型 TCP/IPTCP/IP与与UDPUDP协议区别协议区别TCP/IPTCP/IP协议与协议与UDPUDP协议是网络协议中的两种常见协议。协议是网络协议中的两种常见协议。TCP/IPTCP/IP协议提供了可靠的数据传输，而协议提供了可靠的数据传输，而UDPUDP协议提供了不协议提供了不可靠但高效的数据传输。可靠但高效的数据传输。使用HTTP协议进行网络通信HTTP协议是一种应用层协议，用于在Web应用中传输数据HTTP协议概述

5、HTTP请求由请求头和请求体两部分组成，可以通过Java的URLConnection类或HttpClient库进行发送HTTP请求HTTP响应由响应头和响应体两部分组成，可以通过Java的HttpURLConnection类或HttpClient库进行接收和解析HTTP响应 使用Socket实现简单的聊天室聊天室是指在线上进行聊天的虚拟空间，用户可以在聊天室中实时聊天、发送文件等聊天室概述聊天室服务器采用多线程模型，每个客户端连接都会被分配一个独立的线程进行处理聊天室服务器聊天室客户端采用GUI界面，用户可输入用户名、选择聊天室并实时发送消息聊天室客户端 Web服务器是指提供Web服务的计算机

6、程序，可以接收并处理来自客户端的HTTP请求并返回相应的HTTP响应Web服务器概述0103Java Web服务器的部署需要使用Tomcat等Web容器，可以将Java Web应用打包为WAR包进行部署Web服务器部署02Java可以使用ServerSocket和Socket类来实现基于TCP/IP协议的Web服务器，支持GET、POST等HTTP请求方法Web服务器实现网络攻击类型DDoS攻击是指利用多台计算机向服务器发起大量的请求，使服务器无法正常工作DDoS攻击SQL注入攻击是指利用Web应用程序对用户输入的数据进行恶意注入以达到非法操作的目的SQL注入攻击XSS攻击是指利用Web应用程

7、序中的漏洞插入恶意脚本，从而影响到其他用户XSS攻击 防范网络攻击的措施SSL协议是一种安全传输协议，可以保障数据传输的安全性使用SSL协议应对SQL注入攻击，需要对用户输入进行校验和过滤，以避免恶意注入验证用户输入应对XSS攻击，需要对输入和输出进行过滤，以防止恶意脚本插入输入输出过滤 JavaJava网络编程网络编程的安全性的安全性JavaJava网络编程提供了一些安全机制，如网络编程提供了一些安全机制，如SSLSSL协议、数字证书、协议、数字证书、加密解密等，可以保障网络通信的安全性。同时，加密解密等，可以保障网络通信的安全性。同时，JavaJava也提也提供了一些安全供了一些安全API

8、API，如，如JCAJCA、JCEJCE、JSSEJSSE等，可以方便开发等，可以方便开发者进行安全编程。者进行安全编程。0202第2章 网络IO IOIO模型模型IOIO模型是计算机对外部设备进行数据传输的模式，模型是计算机对外部设备进行数据传输的模式，JavaJava常用常用的的IOIO模型有同步模型有同步IOIO模型、异步模型、异步IOIO模型、阻塞模型、阻塞IOIO模型和非阻模型和非阻塞塞IOIO模型。模型。Java IO体系以字节为单位进行读写字节流以字符为单位进行读写字符流操作文件，包含对文件的读写文件流增强IO性能，减少读写次数缓冲流缓冲区是NIO中的基本概念，它提供了对数据的封

9、装和操作缓冲区(Buffer)0103选择器是NIO的一个重要组成部分，它提供了多路复用的功能选择器(Selector)02通道是NIO中另一个关键的概念，它可以实现非阻塞式的数据读写通道(Channel)Java NIO编程使用通道(Channel)和缓冲区(Buffer)来完成文件的读写操作使用NIO实现文件复制使用SocketChannel和ServerSocketChannel来实现NIO的网络通信使用NIO实现通信Netty是一个基于NIO的高性能网络编程框架NIO与Netty集成 总结Java网络编程技术中的IO模型和NIO模型是非常重要的内容，对于Java程序员来说必须要掌握。同

10、时，NIO提供的高效的网络编程方式也是值得学习的。IO模型对比线程在读写时阻塞，等待I/O操作完成同步IO模型线程在读写时不阻塞，I/O操作完成后回调异步IO模型线程在读写时阻塞，等待I/O操作完成阻塞IO模型线程在读写时不阻塞，轮询I/O操作的状态非阻塞IO模型Java NIOJava NIO模型模型异步异步IOIO模型模型基于缓冲区基于缓冲区(Buffer)(Buffer)、通道、通道(Channel)(Channel)和选择器和选择器(Selector)(Selector)的方式的方式高效、可伸缩性好高效、可伸缩性好NettyNetty基于基于NIONIO的高性能网络编程框的高性能网络编

11、程框架架封装了封装了Java NIOJava NIO模型，简化了模型，简化了开发难度开发难度优化了优化了ReactorReactor模式，提供更高模式，提供更高效的事件处理机制效的事件处理机制 NIO与IO模型的区别Java IOJava IO模型模型阻塞阻塞IOIO模型、非阻塞模型、非阻塞IOIO模型模型基于流基于流(Stream)(Stream)的方式的方式数据处理慢数据处理慢Java NIOJava NIO与与IOIO模型的区别模型的区别Java NIOJava NIO与传统的与传统的Java IOJava IO模型的主要区别在于其采用了基模型的主要区别在于其采用了基于缓冲区于缓冲区(B

12、uffer)(Buffer)、通道、通道(Channel)(Channel)和选择器和选择器(Selector)(Selector)的的方式来实现高效的方式来实现高效的IOIO操作。操作。0303第3章 网络通信协议 TCP/IPTCP/IP协议协议TCP/IPTCP/IP协议是一种广泛应用于互联网的网络协议，由协议是一种广泛应用于互联网的网络协议，由TCPTCP协议和协议和IPIP协议组成。协议组成。TCPTCP协议是一种可靠的、面向连接的协协议是一种可靠的、面向连接的协议，具有数据可靠传输、流量控制、拥塞控制等特点。议，具有数据可靠传输、流量控制、拥塞控制等特点。IPIP协协议是一种无连接

13、的、不可靠的协议，负责将数据包从原地址议是一种无连接的、不可靠的协议，负责将数据包从原地址传输到目标地址。传输到目标地址。TCP协议的特点在数据传输前需要建立连接面向连接通过确认和重传等机制来保证数据的可靠传输可靠传输通过滑动窗口等机制来控制数据传输速率流量控制通过慢启动、拥塞避免和拥塞控制等机制来避免网络拥塞拥塞控制TCP协议的工作原理建立TCP连接的过程三次握手通过确认和重传等机制来保证数据的可靠传输数据传输断开TCP连接的过程四次挥手 UDPUDP协议协议UDPUDP协议是用户数据报协议，是一种无连接的、不可靠的网协议是用户数据报协议，是一种无连接的、不可靠的网络协议。与络协议。与TCP

14、TCP协议不同，协议不同，UDPUDP协议不保证数据可靠传输，协议不保证数据可靠传输，也不提供流量控制、拥塞控制等机制。但也不提供流量控制、拥塞控制等机制。但UDPUDP协议具有数据协议具有数据传输速度快、实时性强等优点。传输速度快、实时性强等优点。UDP协议的特点发送数据前不需要建立连接无连接不保证数据可靠传输不可靠适用于实时数据传输场景不提供流量控制和拥塞控制 UDP协议的工作原理发送方直接向接收方发送数据包直接发送不对数据包进行确认，也不进行重传无确认机制 HTTPHTTP协议协议HTTPHTTP协议是超文本传输协议，是协议是超文本传输协议，是WebWeb应用最广泛的一种网应用最广泛的一

15、种网络协议。它定义了络协议。它定义了WebWeb客户端和客户端和WebWeb服务器之间传输数据的服务器之间传输数据的格式和传输方式。格式和传输方式。HTTPHTTP协议使用的是客户端协议使用的是客户端-服务器模式，服务器模式，客户端向服务器发送请求，服务器返回响应。客户端向服务器发送请求，服务器返回响应。HTTP协议的定义是一种无状态、应答式的协议定义服务器不保存客户端的连接状态无状态客户端发送请求，服务器返回响应应答式 HTTP协议的请求与响应格式包含请求方法、URI、HTTP版本、请求头部和请求正文请求格式包含状态码、响应头部和响应正文响应格式 HTTP协议的状态码信息性状态码1xx成功状

16、态码2xx重定向状态码3xx客户端错误状态码4xxHTTPSHTTPS协议协议HTTPSHTTPS协议是协议是HTTPHTTP协议的安全版，通过使用协议的安全版，通过使用SSL/TLSSSL/TLS协议协议进行数据加密和身份验证，保证了数据在传输过程中的安全。进行数据加密和身份验证，保证了数据在传输过程中的安全。HTTPSHTTPS协议通常用于需要保密性和完整性的网站，如电子商协议通常用于需要保密性和完整性的网站，如电子商务网站、在线支付网站等。务网站、在线支付网站等。HTTPS协议的定义是一种加密的、安全的应用层协议定义握手、证书校验、密钥协商加密流程需要保密性和完整性的网站应用场景 040

17、4第4章 网络编程高级技术 Java RMIJava RMIJava RMIJava RMI（远程方法调用）是一种（远程方法调用）是一种JavaJava编程语言的应用程编程语言的应用程序编程接口，它可用于实现远程过程调用（序编程接口，它可用于实现远程过程调用（RPCRPC）的）的JavaJava版版本。本。RMIRMI允许运行在一台计算机虚拟机上的对象调用另一台允许运行在一台计算机虚拟机上的对象调用另一台计算机上的对象上的方法。计算机上的对象上的方法。RMI实现步骤定义需要调用的接口方法创建远程接口实现接口方法并继承UnicastRemoteObject类实现远程接口创建服务注册表并绑定远程接

18、口创建服务器类 RMI与Socket的对比RMI使用远程方法调用的方式实现连接，Socket使用TCP/IP连接连接方式RMI传输序列化对象，Socket传输字节流数据传输RMI适用于对象间的远程调用，Socket适用于消息传递和数据传输应用场景 Java ServletJava ServletJava ServletJava Servlet是是JavaJava编程语言的一个组件，可生成动态编程语言的一个组件，可生成动态WebWeb内容。内容。Servlet Servlet通常用于实现与通常用于实现与HTTPHTTP协议相关的协议相关的WebWeb接口，例如处理提交的表单数据或者生成基于用户请

19、求的动接口，例如处理提交的表单数据或者生成基于用户请求的动态网页。态网页。Servlet的生命周期Servlet容器在Servlet实例化后调用该方法，执行一些预备操作初始化处理HTTP请求和响应服务Servlet容器在Servlet被销毁前调用该方法，执行清理操作销毁 Servlet的使用实现javax.servlet.Servlet接口或继承javax.servlet.http.HttpServlet类定义Servlet在web.xml文件中配置Servlet信息配置Servlet将Servlet部署到Web服务器上部署Servlet JSP概述0103 JSP的应用场景02JSP是由HT

20、ML和Java代码组成的页面，Servlet是纯Java代码组成的Java文件JSP与Servlet的区别特点特点提供数据绑定和验证提供数据绑定和验证遵循遵循MVCMVC模式模式轻量级框架轻量级框架面向切面编程面向切面编程 常见的Web框架及特点WebWeb框架框架Struts2Struts2Spring MVCSpring MVCJSFJSFGrailsGrailsSpringMVCSpringMVC的的应用应用Spring MVCSpring MVC是一个基于是一个基于MVCMVC架构的架构的WebWeb框架，通过框架，通过SpringSpring的控制反转和面向切面编程，提供了一种更加灵

21、活的的控制反转和面向切面编程，提供了一种更加灵活的WebWeb开开发体验。发体验。0505第5章 网络编程实战 网络编程实战一：脚本调用使用Runtime.getRuntime().exec()方法通过Java实现系统命令调用使用ProcessBuilder类通过Java实现外部脚本调用使用GroovyShell类通过Java实现本地脚本调用 网络编程实战二：实时通信使用Socket和ServerSocket类使用Java实现实时聊天使用Servlet和Ajax技术使用Java实现数据实时更新使用WebSocket技术使用Java实现Web实时通信 爬虫技术的概念与应用场景0103使用WebD

22、river模拟浏览器操作Selenium的使用02使用选择器和API解析HTML页面Jsoup的使用网络编程实战四：网络编程实战四：网络安全网络安全网络安全是指对网络系统进行保护和防范的措施，避免信息网络安全是指对网络系统进行保护和防范的措施，避免信息泄露、数据篡改和网络攻击等风险。代码注入攻击是一种常泄露、数据篡改和网络攻击等风险。代码注入攻击是一种常见的网络攻击手段，攻击者通过插入特定的代码来修改、删见的网络攻击手段，攻击者通过插入特定的代码来修改、删除或者执行目标系统的敏感数据和操作。为了防范代码注入除或者执行目标系统的敏感数据和操作。为了防范代码注入攻击，我们需要对输入、输出、存储和访

23、问进行严格的验证攻击，我们需要对输入、输出、存储和访问进行严格的验证和检测。和检测。防范网络攻击的措施使用SSL/TLS和OAuth等技术加强身份认证和权限控制使用防火墙和VPN等技术限制网络访问和数据传输使用加密算法和HTTPS等技术加强数据加密和安全传输修复漏洞和强化安全策略定期更新和维护系统总结本章介绍了Java网络编程的实战技术，包括脚本调用、实时通信、爬虫技术和网络安全。通过学习这些技术，我们可以更加深入地了解Java网络编程的原理和应用，提升自己的编程水平和实践能力。0606第6章 总结 Java网络编程的优势Java网络编程使用了一些安全机制，如SSL和TLS，使得网络传输变得更

24、加安全可靠。安全性高Java网络编程可以在各种平台上运行，如Windows、Linux、MacOS等，具有较好的跨平台性。跨平台性好Java虚拟机的优化和GC机制保证了Java网络程序的性能稳定，避免了内存泄漏等问题。性能稳定 Java网络编程的局限性Java网络编程的速度相对低一些，CPU占用率高，尤其是在多线程高并发的情况下。速度较慢Java网络编程需要一定的编程基础和经验，开发的难度相对较高。开发复杂Java网络编程在运行的时候会占用较多的系统资源，如内存、CPU等。资源占用较大 JavaJava网络编程网络编程的应用的应用JavaJava网络编程被广泛应用于各种领域，如金融、电商、医疗

25、网络编程被广泛应用于各种领域，如金融、电商、医疗等。等。JavaJava主要用于主要用于WebWeb应用、服务器端开发、分布式系统、应用、服务器端开发、分布式系统、大数据等方面的开发。随着人工智能、物联网、区块链等技大数据等方面的开发。随着人工智能、物联网、区块链等技术的发展，术的发展，JavaJava网络编程的应用领域将越来越广泛，前景广网络编程的应用领域将越来越广泛，前景广阔。阔。Java网络编程的应用场景Java网络编程可以帮助Web应用实现与客户端的交互，提供更加丰富的交互功能。Web应用开发Java网络编程可以帮助分布式系统实现不同节点之间的数据传输和通信，实现系统协同工作。分布式系

26、统Java网络编程可以帮助大数据处理系统实现数据传输和交换，协助大数据分析和处理。大数据处理Java网络编程可以帮助移动应用实现与服务器的数据通信，提供更加丰富的服务功能。移动应用开发随着云计算技术的发展，Java网络编程将会面临更加广泛的应用场景，如云存储、云计算、云安全等。云计算0103在区块链领域，Java网络编程可以帮助实现分布式存储和数据交换，保障区块链的安全性和可靠性。区块链02在人工智能领域，Java网络编程可以帮助AI算法实现分布式训练和模型交换，提高算法的效率和准确性。人工智能线程调度线程调度JavaJava网络编程需要考虑到线程网络编程需要考虑到线程的安全、稳定性和效率问题

27、。的安全、稳定性和效率问题。需要使用合适的线程调度算法需要使用合适的线程调度算法和技术手段，避免死锁、阻塞和技术手段，避免死锁、阻塞等问题。等问题。数据安全数据安全JavaJava网络编程需要考虑到数据网络编程需要考虑到数据的安全问题，在数据传输和处的安全问题，在数据传输和处理过程中保证数据的机密性和理过程中保证数据的机密性和完整性。完整性。需要使用加密算法、数字证书需要使用加密算法、数字证书等技术手段来保障数据的安全等技术手段来保障数据的安全性。性。性能优化性能优化JavaJava网络编程需要考虑到性能网络编程需要考虑到性能问题，在高并发、大数据量的问题，在高并发、大数据量的处理中保证系统的

28、稳定性和效处理中保证系统的稳定性和效率。率。需要使用优化算法、负载均衡、需要使用优化算法、负载均衡、缓存等技术手段来提高系统的缓存等技术手段来提高系统的性能和效率。性能和效率。Java网络编程的技术挑战网络通信协议网络通信协议JavaJava网络编程需要支持各种网网络编程需要支持各种网络通信协议，如络通信协议，如HTTPHTTP、FTPFTP、TCPTCP、UDPUDP等。等。不同的协议有不同的特点，需不同的协议有不同的特点，需要使用不同的技术手段进行支要使用不同的技术手段进行支持。持。Java网络编程的市场挑战在市场上，Java网络编程需要面临各种挑战。竞争对手众多，市场需求不断变化，技术更新换代，都可能对Java网络编程产生影响。为了在市场上占据有利地位，需要不断优化技术，提高自身的竞争力，满足用户的需求。谢谢观看！感谢支持