Java高级编程

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,学习导读,本章将介绍,Java,语言中的一些高级特性：异常处理、多线程机制、流式,IO,以及网络通信，其中每个部分都能扩展成一个专题。读者在本章学习到的只是其中很小的一部分，但是能够从中了解一些基本概念和基本操作，为今后的深入学习打下基础。异常处理提供对错误的捕捉和处理机制；多线程机制使得程序的多个子任务能够“同时”执行；流式,IO,提供了对输入输出的读写机制；网络通信特性允许,Java,程序通过,Socket,实现底层通信，并利用,Java,提供的扩展组件实现高层服务。,第九章,Java,高级编程,教学重点与难点,：,异常处理、多线程机制、流式,IO,以及网络通信的基本概念和模型,异常的捕获和处理,多线程的实现及,Runnable,接口的应用,流式输入输出的操作、文件读写及随机访问,基于,Socket,的面向连接的网络底层通信及高层服务,9.1,异常处理,在,Java,中，提供了错误捕捉和处理机制，即异常处理机制。在程序运行过程中发生错误时，,Java,允许其不按照正常路径完成任务，由发现错误的方法抛出封装了错误信息的对象（异常）到其调用程序，发出已经发生问题的信号，然后立即退出；而且，程序并不在调用该方法的代码处继续执行，而是由异常处理机制开始搜索一个能够处理这种特定错误情况的异常处理器。,9.1.1,异常分类,Throwable,类派生出两个分支：,Error,和,Exception,。,Error,类被认为是不能恢复的严重错误，如系统内部错误和资源耗尽错误等。不应该抛出这种类型的错误，而是让程序中断。,Exception,类定义可能遇到的轻微错误，分为派生自,RuntimeException,类的异常和非派生自,RuntimeException,类的异常。这时，可以写代码来处理异常并继续程序执行，而不是让程序中断。,区分,RuntimeException,和非,RuntimeException,的规则是：编程错误导致,RuntimeException,，如被零除、数组越界访问、空指针访问等；而其他异常则是由于意外情况而发生的，如试图读取文件结尾以后的数据、试图打开错误的,URL,、试图根据并不代表已存在类的字符串来查找,Class,对象等。,9.1.,2,方法如何抛出异常,/,本方法从长度为,2048,字节的某文件中读入数据到字符串对象中。,String,readFile(BufferedReader,in) throws,EOFException,.,while(.),/,ch,为当前读入的字符。,if(ch,= -1) /,文件尾,;,/,当,n,len,，意味着还未将文件全部读入字符串，就遇到文件结束标志，视为异常情况。,if(n,len,) throw new,EOFException,();,/,或者采用下面的方法：,/,if(n,java,FileDirectory,运行结果如下：,显示指定目录的内容,1.Ppt,2.Xls,3.Doc,FileDirectory.java,FileDirectory.class,E:demotemp,temp1.txt,temp2.txt,更改文件名后，显示,temp,子目录的内容,temp.txt,temp2.txt,删除文件后，显示,temp,子目录的内容,temp.txt,9.4 Java,网络通信,传统的网络编程是一项非常细节化的工作，程序员必须处理和网络有关的大量细节，如各种协议，甚至要理解网络相关的硬件知识。而,Java,则将底层的网络通信细节予以屏蔽，使得使用的编程模型是一个文件模型，也就是说，可以象操作流一样来操作网络数据传输。另外，由于在网络连接中，通常都需要一个服务器同时为多个客户端服务，因此,Java,的多线程机制也大派用场。,9.4.1,网络基础知识及,Java,网络模型,Java,网络模型图,9.4.2,面向连接的流式套接字,【,例,9.14】,具有,“,回显,”,功能的服务器端和客户端程序。,服务器端的程序将等待客户端的输入，然后将客户端的输入回显给客户端，同时在服务器端的控制台输出。而客户端从控制台接收输入后，向服务器端发送输入，并接收服务器端的回显数据，然后显示在控制台。,程序代码见,EchoServer,.java,和,EchoClient,.java,。,服务器端程序运行结果如下：,Started:,ServerSocketaddr,=0.0.0.0/0.0.0.0,port=0,localport=9999,Connection accepted:,Socketaddr,=/127.0.0.1,port=1623,localport=9999,Hello! Enter BYE to exit.,Echo:,abc,Echo:,cde,Echo:,efg,The client entered BYE!,Connection will be closed!,客户端程序运行结果如下：,socket =,Socketaddr,=localhost/127.0.0.1,port=9999,localport=1623,Enter a string, Enter BYE to exit!,Abc,Echo:,abc,Cde,Echo:,cde,Efg,Echo:,efg,BYE,【,例,9.15】,支持多客户端的,“,回显,”,服务器端程序。,程序代码见,EchoServerThread,.java,。我们先启动服务器端，然后启动两个客户端。服务器端程序运行结果如下：,Started:,ServerSocketaddr,=0.0.0.0/0.0.0.0,port=0,localport=9999,Connection 1 accepted:,Socketaddr,=/127.0.0.1,port=1656,localport=9999,Hello! Enter BYE to exit.,Connection 2 accepted:,Socketaddr,=/127.0.0.1,port=1657,localport=9999,Hello! Enter BYE to exit.,Echo 1:,abc,Echo 2: ABC,Echo 2: CDE,Echo 1:,cde,Echo 2: EFG,The client 2 entered BYE!,Connection 2 will be closed!,Echo 1:,efg,Echo 1:,hijk,The client 1 entered BYE!,Connection 1 will be closed!,第一个客户端运行结果如下：,socket =,Socketaddr,=localhost/127.0.0.1,port=9999,localport=1656,Enter a string, Enter BYE to exit!,abc,Echo 1:,abc,cde,Echo 1:,cde,efg,Echo 1:,efg,hijk,Echo 1:,hijk,BYE,第二个客户端运行结果如下：,socket =,Socketaddr,=localhost/127.0.0.1,port=9999,localport=1657,Enter a string, Enter BYE to exit!,ABC,Echo 2: ABC,CDE,Echo 2: CDE,EFG,Echo 2: EFG,BYE,9.4.3,无连接的数据报,对于类似传输速度更重要的应用，使用无连接的数据报协议,UDP,，即“用户数据报协议”。,UDP,并不刻意追求数据包会完全发送出去，也不能担保它们抵达的顺序与它们发出时一样，因此，这是一种“不可靠协议”。由于其速度比,TCP,快得多，所以还是能够在很多应用中使用。,Java,对数据报的支持与它对,TCP,套接字的支持大致相同，使用,DatagramSocket,类来表示无连接的,socket,，接收和发送数据报。接收和要发送的数据报内容保存在,DatagramPacket,对象中。,UDP,也有自己的端口，和,TCP,端口是相互独立的。也就是说，可以在端口,8080,同时运行一个,TCP,和,UDP,服务程序，两者之间不会产生冲突。,9.4.4,Java,访问网络资源,在因特网上，已经开发了许多服务，如,WWW,浏览、,Email,等，而,Java,也提供了相应的扩展组件，如对于,Email,应用，,Java,提供了,JavaMail,API,，使用时只需要调用其提供的方法就可以完成如发送邮件的操作：,Transport.send(message,);,在因特网上，我们使用通用资源定位符,URL,（,Uniform Resource Locator,）来查找资源。,URL,包含了用于查找某个资源的信息，如一张图片、一个文件等。,URL,资源可以包括很多种，如,HTTP,资源、,FTP,资源等。下面就是一个图像资源的,URL,，属于,HTTP,资源。, 。,程序代码见,InternetAccess,.java,。程序运行结果如下：,本章小结,通过本章的学习，了解了,Java,异常处理、多线程机制、流式,IO,以及网络通信的基本概念和模型。,在异常处理中，通过,Java,语言提供的先进的错误纠正与恢复机制，可以有效地增强代码的健壮程度，并使用尽可能精简的代码创建大型、可靠的应用程序，同时排除程序里那些不能控制的错误。,Java,强迫遵守违例所有方面的问题，所以无论库设计者还是客户程序员，都能够连续一致地使用它。,使用多线程机制的主要目的是对大量任务进行有序的管理，从而可以通过“轻度”切换来更有效地利用计算机资源，或者对用户来说使用界面更加友好，相比进程之间的“重度”切换，效率得到很大提高。有效利用计算机资源的典型应用是在,IO,等候期间如何利用,CPU,；用户方面的界面友好性的典型体现是如何在一个长时间的数据下载过程中灵敏地对“停止”（,stop,）操作进行反应。,在流式输入输出中，,Java,提供了通过控制台、文件、内存块甚至因特网等多种不同数据源或目的进行不同方式访问的流库。通过对流过滤器的正确使用，将提供灵活的,I/O,操作。,Java,不仅提供了对文件的流式访问，而且提供了随机访问和文件管理。,在网络通信中，,Java,不仅提供了面向连接和无连接数据报的底层通信，而且还提供了高层服务，如,Email,和,WWW,服务等。通过,Java,提供的网络功能，可以以流的方式来进行网络数据的传输，而且不需要关注连网的细节问题。,