java--Socket编程、反射

博主：关贞雨
发布时间：2023 年 08 月 16 日
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分类： java标准扩展JAF

一、Socket编程

1、简介

Socket（套接字）是一种抽象概念，它用于在不同计算机之间进行通信。

2、Java中的套接字编程

Socket类与IO类常常结合使用。通过Socket类建立网络连接后，可以使用它提供的输入输出流对象来进行数据的读取和写入。

3、Socket和TCP/UDP的关系

Socket是实现网络编程的工具，而TCP/UDP是网络传输协议。

Socket编程常用于实现基于TCP或UDP的网络通信。TCP和UDP是在传输层上的协议，而Socket是在应用层与传输层之间的一个接口。通过Socket，应用程序可以使用TCP或UDP协议与其他计算机进行通信。

在Java中，可以使用Socket类来创建TCP连接，也可以使用DatagramSocket类来创建UDP连接。通过Socket类和DatagramSocket类，Java程序员可以方便地实现TCP和UDP通信，并进行数据传输。

4、聊天室案例

聊天室案例

Socket编程

Socket：用于建立网络连接；在连接成功时，应用程序两端都会产生一个Socket实例
ServerSocket：用于服务端，主要完成两个工作：
1、向服务端操作系统申请服务端口，客户端就是通过这个端口与ServerSocket建立连接。
2、监听端口，一旦一个客户端建立连接，会立即返回一个Socket。通过这个Socket就可以和该客户端交互了。

TCP套接字的通信模型

服务器端：

/**
 * @document: 聊天室V01:服务器端
 * @Author:SmallG
 * @CreateTime:2023/8/14+15:12
 */

public class Server {
    //创建一个ServerSocket对象,建立通信服务
    private ServerSocket serverSocket;

    /**
     * 初始化服务端
     */
    public Server() {
        try {
            System.out.println("正在启动服务器...");
        /*
        实例化ServerSocket,在new的时候需要使用端口号
        端口号是一个数字，取值范围是0~65535，使用时需避免常用端口
        一般是6000以前不要使用
         */
            serverSocket = new ServerSocket(8088);
            System.out.println("服务器启动完毕！");
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    /**
     * 服务器开始工作的方法
     */
    public void start() {
        //总机的通话设备
        try {
            System.out.println("等待客户端连接...");
            //serverSocket.accept()这句话会造成阻塞，会等待客户端连接
            //直到一个客户端发来了连接  此时accept()方法会返回一个Socket实例
            //通过Socket实例就可以和别的Socket通信了
            Socket socket = serverSocket.accept();
            System.out.println("一个客户端连接上了！"); //如果没有人连，这句话不会打印
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        Server server = new Server();
        server.start();


    }
}

客户端：

/**
 * @document: 客户端
 * @Author:SmallG
 * @CreateTime:2023/8/14+15:46
 */

public class Client {
    // 声明客户端工具
    private Socket socket;


    //初始化客户端
    public Client() {
        try {
            System.out.println("正在连接服务器端...");
             /*
             实例化客户端工具（Socket对象）
             */

            /*
            参数1：要连接的服务器地址，可以是域名或Ip地址
            参数2：服务器开放的端口号
             */
            socket = new Socket("localhost", 8088);
            System.out.println("与服务器建立了连接");
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        Client client = new Client();
    }
}

获取网络输入流和网络输出流

使用 Socket 通讯时，可以通过 Socket 获取输入流与输出流，从而实现数据信息的交互。

InputStream getInputStream()：该方法用于返回此套接字的输入流
OutputStream getOutputStream()：该方法用于返回此套接字的输出流

获取网络输入流和网络输出流

服务端：

/**
 * @document: 聊天室V02:服务器端
 * @Author:SmallG
 * @CreateTime:2023/8/14+15:12
 */

public class Server {
    //创建一个ServerSocket对象,建立通信服务
    private ServerSocket serverSocket;

    /**
     * 初始化服务端
     */
    public Server() {
        try {
            System.out.println("正在启动服务器...");
        /*
        实例化ServerSocket,在new的时候需要使用端口号
        端口号是一个数字，取值范围是0~65535，使用时需避免常用端口
        一般是6000以前不要使用
         */
            serverSocket = new ServerSocket(8088);
            System.out.println("服务器启动完毕！");
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    /**
     * 服务器开始工作的方法
     */
    public void start() {
        //总机的通话设备
        try {
            System.out.println("等待客户端连接...");
            //serverSocket.accept()这句话会造成阻塞，会等待客户端连接
            //直到一个客户端发来了连接  此时accept()方法会返回一个Socket实例
            //通过Socket实例就可以和别的Socket通信了
            Socket socket = serverSocket.accept();
            System.out.println("一个客户端连接上了！"); //如果没有人连，这句话不会打印
            //低级流，负责从socket中读取对方发来的字节数据
            InputStream in = socket.getInputStream();
            //高级流,负责数据转换，将字节流转成字符流
            InputStreamReader isr = new InputStreamReader(in, "UTF-8");
            //高级流，负责加快读取字符效率
            BufferedReader br = new BufferedReader(isr);
            //读取内容
            String s = br.readLine();
            System.out.println("客户端说：" + s);

        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        Server server = new Server();
        server.start();


    }
}

客户端：

/**
 * @document: 客户端
 * @Author:SmallG
 * @CreateTime:2023/8/14+15:46
 */

public class Client {
    // 声明客户端工具
    private static Socket socket;


    //初始化客户端
    public Client() {
        try {
            System.out.println("正在连接服务器端...");
            /*
             实例化客户端工具（Socket对象）
            */

            /*
            参数1：要连接的服务器地址，可以是域名或Ip地址
            参数2：服务器开放的端口号
             */
            socket = new Socket("localhost", 8088);
            System.out.println("与服务器建立了连接");
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    /**
     * 客户端开始工作的方法，放服务端发送消息
     */
    public static void start() {
        try {
            //低级流，将字节等信息通过网络发送给对方
            OutputStream out = socket.getOutputStream();
            //高级流，负责衔接字节流于字符流（转换流：字节流转化成字符流）
            OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(out, "UTF-8");
            //缓冲流
            BufferedWriter bw = new BufferedWriter(osw);
            //高级流，负责按行写出字符串数据，true表示自动刷新
            PrintWriter pw = new PrintWriter(bw,true);
            //
            pw.println("你好吗，服务器端？");

        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        Client client = new Client();
        client.start();
    }
}

close方法

调用 close方法关闭 Socket 以释放系统资源。关闭了套接字，也会同时关闭由此获取的输入流与输出流。

close方法

客户端循环发送信息给客户端：

服务器端：

/**
 * @document: 聊天室V03:服务器端
 * @Author:SmallG
 * @CreateTime:2023/8/14+15:12
 */

public class Server {
    //创建一个ServerSocket对象,建立通信服务
    private ServerSocket serverSocket;

    /**
     * 初始化服务端
     */
    public Server() {
        try {
            System.out.println("正在启动服务器...");
        /*
        实例化ServerSocket,在new的时候需要使用端口号
        端口号是一个数字，取值范围是0~65535，使用时需避免常用端口
        一般是6000以前不要使用
         */
            serverSocket = new ServerSocket(8088);
            System.out.println("服务器启动完毕！");
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    /**
     * 服务器开始工作的方法
     */
    public void start() {
        Socket socket = null;
        //总机的通话设备
        try {
            System.out.println("等待客户端连接...");
            //serverSocket.accept()这句话会造成阻塞，会等待客户端连接
            //直到一个客户端发来了连接  此时accept()方法会返回一个Socket实例
            //通过Socket实例就可以和别的Socket通信了
            socket = serverSocket.accept();
            System.out.println("一个客户端连接上了！"); //如果没有人连，这句话不会打印
            //低级流，负责从socket中读取对方发来的字节数据
            InputStream in = socket.getInputStream();
            //高级流,负责数据转换，将字节流转换为字符流
            InputStreamReader isr = new InputStreamReader(in, "UTF-8");
            //高级流，负责加快读取字符效率
            BufferedReader br = new BufferedReader(isr);
            //读取内容
            String s = null;
            //客户端在发送的时候会发送一个中断信号，在服务器端会接收到一个null值
            while ((s = br.readLine()) != null) {
                //如果为null则说明客户端断开了连接
                System.out.println("客户端说：" + s);
            }

        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        Server server = new Server();
        server.start();
    }
}

客户端：

/**
 * @document: 客户端
 * @Author:SmallG
 * @CreateTime:2023/8/14+15:46
 */

public class Client {
    // 声明客户端工具
    private static Socket socket;


    //初始化客户端
    public Client() {
        try {
            System.out.println("正在连接服务器端...");
            /*
             实例化客户端工具（Socket对象）
            */

            /*
            参数1：要连接的服务器地址，可以是域名或Ip地址
            参数2：服务器开放的端口号
             */
            socket = new Socket("localhost", 8088);
            System.out.println("与服务器建立了连接");
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    /**
     * 客户端开始工作的方法，放服务端发送消息
     */
    public static void start() {
        try {
            //低级流，将字节等信息通过网络发送给对方
            OutputStream out = socket.getOutputStream();
            //高级流，负责衔接字节流于字符流（转换流：字符流转化成字节流）
            OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(out, "UTF-8");
            //缓冲流
            BufferedWriter bw = new BufferedWriter(osw);
            //高级流，负责按行写出字符串数据，true表示自动刷新
            PrintWriter pw = new PrintWriter(bw, true);
            //输出数据
            //创建一个接收键盘的输入
            Scanner scanner = new Scanner(System.in);
            while (true) {
                String line = scanner.nextLine();
                if (line.equalsIgnoreCase("bye") || line.equalsIgnoreCase("exit")) {
                    break;
                }
                pw.println(line);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            try {
                /**
                 * 关闭所有的流，同时会给服务器发送一个中断信号
                 */
                socket.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        Client client = new Client();
        client.start();
    }
}

多线程实现聊天室：

若想使一个服务端可以支持多客户端连接，我们需要解决以下问题:

循环调用 accept 方法侦听客户端的连接
使用线程来处理单一客户端的数据交互

多线程实现聊天室

服务端

/**
 * @document: 聊天室V04:服务器端
 * @Author:SmallG
 * @CreateTime:2023/8/14+15:12
 */

public class Server {
    //创建一个ServerSocket对象,建立通信服务
    private ServerSocket serverSocket;

    /**
     * 初始化服务端
     */
    public Server() {
        try {
            System.out.println("正在启动服务器...");
        /*
        实例化ServerSocket,在new的时候需要使用端口号
        端口号是一个数字，取值范围是0~65535，使用时需避免常用端口
        一般是6000以前不要使用
         */
            serverSocket = new ServerSocket(8088);
            System.out.println("服务器启动完毕！");
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    /**
     * 服务器开始工作的方法
     */
    public void start() {
        try {
            while (true) {
                System.out.println("等待客户端连接...");
                Socket socket = serverSocket.accept();
                System.out.println("一个客户端连接了");
                //启动线程与客户端交互
                ClientHandler clientHandler = new ClientHandler(socket);
                new Thread(clientHandler).start();
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        Server server = new Server();
        server.start();
    }

    /**
     * 创建线程任务
     * 服务器端有一个客户端连接之后 服务器端单独启动一个线程与客户端进行交互
     */
    private class ClientHandler implements Runnable {
        private Socket socket;

        public ClientHandler(Socket socket) {
            this.socket = socket;
        }

        @Override
        public void run() {
            try {
                InputStream in = socket.getInputStream();
                InputStreamReader isr = new InputStreamReader(in);
                BufferedReader br = new BufferedReader(isr);
                String s = null;
                String name = Thread.currentThread().getName();
                while ((s = br.readLine()) != null) {
                    System.out.println(name + ": 客户端说：" + s);
                }

            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

客户端

/**
 * @document: 客户端
 * @Author:SmallG
 * @CreateTime:2023/8/14+15:46
 */

public class Client {
    // 声明客户端工具
    private static Socket socket;

    //初始化客户端
    public Client() {
        try {
            System.out.println("正在连接服务器端...");
            /*
             实例化客户端工具（Socket对象）
            */

            /*
            参数1：要连接的服务器地址，可以是域名或Ip地址
            参数2：服务器开放的端口号
             */
            socket = new Socket("localhost", 8088);
            System.out.println("与服务器建立了连接");
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    /**
     * 客户端开始工作的方法，放服务端发送消息
     */
    public static void start() {
        try {
            //低级流，将字节等信息通过网络发送给对方
            OutputStream out = socket.getOutputStream();
            //高级流，负责衔接字节流于字符流（转换流：字符流转化成字节流）
            OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(out, "UTF-8");
            //缓冲流
            BufferedWriter bw = new BufferedWriter(osw);
            //高级流，负责按行写出字符串数据，true表示自动刷新
            PrintWriter pw = new PrintWriter(bw, true);
            //输出数据
            //创建一个接收键盘的输入
            Scanner scanner = new Scanner(System.in);
            while (true) {
                String line = scanner.nextLine();
                if (line.equalsIgnoreCase("bye")
                        || line.equalsIgnoreCase("exit")) {
                    break;
                }
                pw.println(line);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            try {
                /**
                 * 关闭所有的流，同时会给服务器发送一个中断信号
                 */
                socket.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        Client client = new Client();
        client.start();
    }
}

5、获取本地地址和端口号

如果服务器想给客户端发消息，需要获取客户端地址和端口号

通过 Socket 获取远端的地址以及端口号

int getPort()：用于获取远端使用的端口号
InetAddress getInetAddress()：该方法用于获取套接字绑定的远端地址

/**
 * @document: 通过Socket获取本地地址
 * @Author:SmallG
 * @CreateTime:2023/8/15+9:13
 */

public class Demo01 {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            //创建一个Socket对象,可以指定访问地址
            Socket socket = new Socket("127.0.0.1", 8088);
            InetAddress add = socket.getLocalAddress();//得到本地的地址
            //使用getCanonicalHostName()方法 获取IP地址
            //得到的是完全的地址名（域名）
            System.out.println(add.getCanonicalHostName());
            //getHostAddress()也是获取Ip地址，返回一个文本字符串
            System.out.println(add.getHostAddress());
            System.out.println(socket.getLocalPort()); //通过socket获取端口号
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }

    }
}

聊天室实现服务器端向客户端发送信息

服务器端：

/**
 * @document: 聊天室V05:服务器端
 * 服务器端向客户端发消息
 * @Author:SmallG
 * @CreateTime:2023/8/14+15:12
 */

public class Server {
    //创建一个ServerSocket对象,建立通信服务
    private ServerSocket serverSocket;

    /**
     * 初始化服务端
     */
    public Server() {
        try {
            System.out.println("正在启动服务器...");
        /*
        实例化ServerSocket,在new的时候需要使用端口号
        端口号是一个数字，取值范围是0~65535，使用时需避免常用端口
        一般是6000以前不要使用
         */
            serverSocket = new ServerSocket(8088);
            System.out.println("服务器启动完毕！");
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    /**
     * 服务器开始工作的方法
     */
    public void start() {
        try {
            while (true) {
                System.out.println("等待客户端连接...");
                Socket socket = serverSocket.accept();
                System.out.println("一个客户端连接了");
                //启动线程与客户端交互
                ClientHandler clientHandler = new ClientHandler(socket);
                new Thread(clientHandler).start();
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        Server server = new Server();
        server.start();
    }

    /**
     * 创建线程任务
     * 服务器端有一个客户端连接之后 服务器端单独启动一个线程与客户端进行交互
     */
    private class ClientHandler implements Runnable {
        private Socket socket;
        private String host; //表示客户端的IP地址信息

        public ClientHandler(Socket socket) {
            this.socket = socket;
            //通过socket来获取远程的客户端地址信息
            this.host = socket.getInetAddress().getHostAddress();
        }

        @Override
        public void run() {
            try {
                InputStream in = socket.getInputStream();
                InputStreamReader isr = new InputStreamReader(in);
                BufferedReader br = new BufferedReader(isr);

                OutputStream os = socket.getOutputStream();
                OutputStreamWriter osr = new OutputStreamWriter(os, "UTF-8");
                BufferedWriter bw = new BufferedWriter(osr);
                PrintWriter pw = new PrintWriter(bw, true);
                String s = null;
                String name = Thread.currentThread().getName();
                while ((s = br.readLine()) != null) {
                    System.out.println(name + ": 客户端说：" + s);
                    //把消息发回给客户端
                    pw.println(host + "说" + s);
                }
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

客户端：

/**
 * @document: 客户端
 * @Author:SmallG
 * @CreateTime:2023/8/14+15:46
 */

public class Client {
    // 声明客户端工具
    private static Socket socket;

    //初始化客户端
    public Client() {
        try {
            System.out.println("正在连接服务器端...");
            /*
             实例化客户端工具（Socket对象）
            */

            /*
            参数1：要连接的服务器地址，可以是域名或Ip地址
            参数2：服务器开放的端口号
             */
            socket = new Socket("localhost", 8088);
            System.out.println("与服务器建立了连接");
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    /**
     * 客户端开始工作的方法，放服务端发送消息
     */
    public static void start() {
        try {
            //低级流，将字节等信息通过网络发送给对方
            OutputStream out = socket.getOutputStream();
            //高级流，负责衔接字节流于字符流（转换流：字符流转化成字节流）
            OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(out, "UTF-8");
            //缓冲流
            BufferedWriter bw = new BufferedWriter(osw);
            //高级流，负责按行写出字符串数据，true表示自动刷新
            PrintWriter pw = new PrintWriter(bw, true);
            //输出数据

            InputStream ins = socket.getInputStream();
            InputStreamReader isr = new InputStreamReader(ins,"utf-8");
            BufferedReader br = new BufferedReader(isr);
            //创建一个接收键盘的输入
            Scanner scanner = new Scanner(System.in);
            while (true) {
                String line = scanner.nextLine();
                if (line.equalsIgnoreCase("bye")
                        || line.equalsIgnoreCase("exit")) {
                    break;
                }
                pw.println(line);

                String s = br.readLine();
                System.out.println(s);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            try {
                /**
                 * 关闭所有的流，同时会给服务器发送一个中断信号
                 */
                socket.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        Client client = new Client();
        client.start();
    }
}

服务器向所有客户端发送消息

创建集合，集合中包含所有的客户端，然后遍历集合发消息

聊天室

服务器端：

/**
 * @document: 聊天室V07
 * 服务器端
 * 服务器端向所有客户端发消息
 * @Author:SmallG
 * @CreateTime:2023/8/14+15:12
 */

public class Server {
    //创建一个ServerSocket对象,建立通信服务
    private ServerSocket serverSocket;
    //创建一个存放所有输出流的集合，用于群发消息
    private List<PrintWriter> allPw = new ArrayList<>();

    /**
     * 初始化服务端
     */
    public Server() {
        try {
            System.out.println("正在启动服务器...");
        /*
        实例化ServerSocket,在new的时候需要使用端口号
        端口号是一个数字，取值范围是0~65535，使用时需避免常用端口
        一般是6000以前不要使用
         */
            serverSocket = new ServerSocket(8088);
            System.out.println("服务器启动完毕！");
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    /**
     * 服务器开始工作的方法
     */
    public void start() {
        try {
            while (true) {
                System.out.println("等待客户端连接...");
                Socket socket = serverSocket.accept();
                System.out.println("一个客户端连接了");
                //启动线程与客户端交互
                ClientHandler clientHandler = new ClientHandler(socket);
                new Thread(clientHandler).start();
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        Server server = new Server();
        server.start();
    }

    /**
     * 创建线程任务
     * 服务器端有一个客户端连接之后 服务器端单独启动一个线程与客户端进行交互
     */
    private class ClientHandler implements Runnable {
        private Socket socket;
        private String host; //表示客户端的IP地址信息

        public ClientHandler(Socket socket) {
            this.socket = socket;
            //通过socket来获取远程的客户端地址信息
            this.host = socket.getInetAddress().getHostAddress();
        }

        @Override
        public void run() {
            try {
                InputStream in = socket.getInputStream();
                InputStreamReader isr = new InputStreamReader(in);
                BufferedReader br = new BufferedReader(isr);

                OutputStream os = socket.getOutputStream();
                OutputStreamWriter osr = new OutputStreamWriter(os, "UTF-8");
                BufferedWriter bw = new BufferedWriter(osr);
                PrintWriter pw = new PrintWriter(bw, true);
                String s = null;

                //把输出流存入all集合中
                allPw.add(pw);
                String name = Thread.currentThread().getName();
                while ((s = br.readLine()) != null) {
                    System.out.println(name + ": 客户端说：" + s);
                    //把消息发回给客户端
                    for (PrintWriter pw1 : allPw) {
                        pw1.println(host + "说" + s);
                    }
                }
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

客户端：

/**
 * @document: 客户端
 * @Author:SmallG
 * @CreateTime:2023/8/14+15:46
 */

public class Client {
    // 声明客户端工具
    private static Socket socket;

    //初始化客户端
    public Client() {
        try {
            System.out.println("正在连接服务器端...");
            /*
             实例化客户端工具（Socket对象）
            */

            /*
            参数1：要连接的服务器地址，可以是域名或Ip地址
            参数2：服务器开放的端口号
             */
            socket = new Socket("localhost", 8088);
            System.out.println("与服务器建立了连接");
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    /**
     * 客户端开始工作的方法，放服务端发送消息
     */
    public void start() {
        try {
            //开始的时候立即启动线程，读取服务器发来的消息线程
            ClientHandler handler = new ClientHandler();
            Thread t = new Thread(handler);
            t.setDaemon(true);
            t.start();

            //低级流，将字节等信息通过网络发送给对方
            OutputStream out = socket.getOutputStream();
            //高级流，负责衔接字节流于字符流（转换流：字符流转化成字节流）
            OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(out, "UTF-8");
            //缓冲流
            BufferedWriter bw = new BufferedWriter(osw);
            //高级流，负责按行写出字符串数据，true表示自动刷新
            PrintWriter pw = new PrintWriter(bw, true);

            //创建一个接收键盘的输入
            Scanner scanner = new Scanner(System.in);
            while (true) {
                String line = scanner.nextLine();
                if (line.equalsIgnoreCase("bye")
                        || line.equalsIgnoreCase("exit")) {
                    break;
                }
                pw.println(line);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            try {
                /**
                 * 关闭所有的流，同时会给服务器发送一个中断信号
                 */
                socket.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        Client client = new Client();
        client.start();
    }

    //当前线程负责接收服务器发来的消息
    private class ClientHandler implements Runnable {

        @Override
        public void run() {
            //输出数据
            try {
                InputStream ins = socket.getInputStream();
                InputStreamReader isr = new InputStreamReader(ins, "utf-8");
                BufferedReader br = new BufferedReader(isr);
                String line = null;
                while ((line = br.readLine()) != null) {
                    System.out.println(line);
                }
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

二、反射（Reflection）

1、概念

反射机制是程序在运行时能够获得自身的信息。

反射的作用：

可以动态查看一个类或对象的所有属性和方法，包括使用private修饰的属性和方法
可以动态加载类
可以动态的创建一个类的实例
可以动态调用一个对象的方法

2、反射优缺点

反射的优点：

反射允许我们在程序运行期间获得类的信息并操作一个类中的方法，因此可以提高代码的灵活性和扩展性
反射是Java中很多高级特性的基础，比如后面会介绍的注解、动态代理等特性
在很多框架中，对反射技术的使用也非常多，比如大名鼎鼎的Spring框架、各类ORM框架（关系映射）、RPC框架（服务与实现）等

反射的缺点：

反射的代码的可读性和可维护性都比较低
反射的代码执行的性能低

3、反射API

Java提供了反射相关的API，核心是java.lang.Class类，用于加载类和获取类的相关信息。

Java 反射 API 位于 java.lang.reflect 包中，主要包括：

Constructor类：用来描述一个类的构造方法
Field类：用来描述一个类的成员变量，属性
Method类：用来描述一个类的方法
Modifier类：用来描述类内各元素的修饰符
Array：用来对数组进行操作

4、class类

（1）概述

在程序运行时，JVM首先检查要加载的类对应的Class对象是否已经创建。如果没有创建，JVM会根据类名查找.class文件，将其加载到内存中，并创建相应的Class对象。

需要注意，Class类的构造器被设计为私有的，也就是说开发者不能主动创建Class类的对象。Class类的对象仅能由JVM创建。

class类

（2）类加载器

类加载器（Class Loader）是JVM的一个子系统，负责将class文件加载到内存中，然后在堆中创建一个代表这个类的Class对象，作为方法区中类数据的访问入口。

类加载器

/**
 * @document: java动态加载一个类：四种方式
 * 最常用的是后两种
 * @Author:SmallG
 * @CreateTime:2023/8/15+11:37
 */

public class Demo01 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //1、通过对象的getClass()方法
        Person person = new Person();
        Class cla1 = person.getClass(); //Object提供的方法
        //可以获取类名
        System.out.println(cla1.getName()); //获取类全名（类的限定名：包名＋类名） day07.reflect.Person
        System.out.println(cla1.getSimpleName()); //类名的简称 Person
        //2、通过类的.class
        Class cla2 = Person.class;
        System.out.println(cla2.getName()); //day07.reflect.Person

        //3、通过Class类的静态方法forName()加载类的对象
        //开发人员主动加载,作为java内存被动加载
        Class cla3 = Class.forName("day07.reflect.Person");
        System.out.println(cla3.getSimpleName()); //Person

        //4、通过java的类的加载器ClassLoader加载类对象
        //通过当前的类获取类的加载器
        ClassLoader classLoader = Demo01.class.getClassLoader();
        Class cla4 = classLoader.loadClass("day07.reflect.Person");
        System.out.println(cla4.getName()); //day07.reflect.Person
    }
}

（4）动态创建对象

通过反射在程序运行的过程中动态创建一个类的对象。getDeclaredConstructor().newInstance()方法

/**
 * @document:
 * @Author:SmallG
 * @CreateTime:2023/8/15+14:05
 */

public class Demo02 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //1、动态加载类
        ClassLoader loader = Demo02.class.getClassLoader(); //获取类的加载器
        Class cla = loader.loadClass("day07.reflect.Person");
        //2、动态创建对象
        Person person1 = (Person) cla.newInstance(); //已过时
        System.out.println(person1);  //Person{name='null', age=null}

        //从java 9 开始使用，通过调用类的默认构造方法
        Person person2 = (Person) cla.getDeclaredConstructor().newInstance(); //调用已经声明的构造器
        System.out.println(person2); //Person{name='null', age=null}

        Constructor c = cla.getDeclaredConstructor(String.class, Integer.class);
        System.out.println(c.getName());
        //如果构造方法不是public声明的 都需要授权才能访问
        c.setAccessible(true); //授权

        //调用有参的构造方法 创建对象
        Person person3 = (Person) cla.getDeclaredConstructor(String.class, Integer.class).newInstance("tom", 20);
        System.out.println(person3); //Person{name='tom', age=20}
    }
}

（5）动态调用方法

/**
 * @document: 通过反射动态调用方法
 * @Author:SmallG
 * @CreateTime:2023/8/15+14:34
 */

public class Demo03 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //实例化对象 采用类的加载器
        Class cla = Demo03.class.getClassLoader().loadClass("day07.reflect.Person");

        Person person = (Person) cla.getDeclaredConstructor().newInstance();
        //获取方法
        Method method1 = cla.getMethod("hello"); //只能获取public修饰的方法
        method1.setAccessible(true);

        //调用方法
        method1.invoke(person); //通过person对象调用无参的方法

        //获取有参的方法 需要声明参数类型
        Method method2 = cla.getDeclaredMethod("say", String.class);

        //调用有参方法
        method2.invoke(person, "Tom");

        //获取多个参数并且有返回值的方法
        Method method3 = cla.getMethod("sum", Integer.class, Integer.class);

        // 调用多个参数，并且有返回值的方法
        Integer sum = (Integer) method3.invoke(person, 1, 2);
        System.out.println(sum);
    }
}

5、注解

可以将各种信息（例如类、方法、变量等）与程序元素相关联。Java注解可以用于许多目的，例如：

为代码提供元数据信息，例如文档、版本号等
为编译器提供指示，例如抑制警告、生成代码等
为运行时提供指示，例如启用事务、配置参数等

/**
 * @document: 创建接口
 * @Author:SmallG
 * @CreateTime:2023/8/15+15:20
 */
//Target是元注解，用于修饰注解的注解
@Target({ElementType.TYPE, ElementType.METHOD, ElementType.FIELD})
public @interface MyAnnotation {
    String value() default "name"; //属性

    //声明一个注解的成员属性
    String name() default "Tom"; //为注解的属性赋一个默认值
}

/**
 * @document: 利用注解修饰类、方法、属性
 * @Author:SmallG
 * @CreateTime:2023/8/15+15:23
 */
//为注解的属性赋值，这个值默认情况下看不了，只能通过反射看，注解不参与程序运行，只对程序起到约束作用
//如果同时给注解的其他属性赋值，value不可省略
@MyAnnotation()
public class MyClass {

    @MyAnnotation(value = "属性",name = "Spike")
    private Integer age;

    @MyAnnotation()
    public void hello() {
        System.out.println("Hello World");
    }
}

通过反射获取类的注解

需要在注解中添加元注解：@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)

/**
 * @document: 通过反射获取类的注解
 * @Author:SmallG
 * @CreateTime:2023/8/15+15:45
 */

public class Demo01 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //获取类对象
        Class cla = Demo01.class.getClassLoader().loadClass("day07.annotation.MyClass");
        //获取类上的注解
        MyAnnotation an1 = (MyAnnotation) cla.getAnnotation(MyAnnotation.class);
        //获取注解的值
        System.out.println(an1.value());

        //获取方法
        Method hello = cla.getMethod("hello");
        //获取方法上的注解
        MyAnnotation an2 = hello.getAnnotation(MyAnnotation.class);
        System.out.println(an2.value() + ":" + an2.name());

        //获取属性上的注解，先获取属性
        Field age = cla.getDeclaredField("age");
        MyAnnotation ann3 = age.getAnnotation(MyAnnotation.class);
        System.out.println(ann3.value() + ":" + ann3.name());

    }
}

三、练习

1 解决聊天室案例的线程安全问题

在聊天室案例中，服务端存在着一个线程安全隐患：服务端使用一个ArrayList集合保存所有已建立连接的客户端的输出流对象。对该集合同时存在着3种操作：

添加：当一个客户端建立连接时，将该客户端的输出流对象存入集合
查询：每当一个客户端发送消息时，遍历该集合，使用输出流对象向所有客户端推送消息
删除：当一个客户端断开连接时，从集合中删除该客户端对应的输出流对象

如果有2个线程，A线程删除某个输出流对象的同时，B线程使用该输出流对象推送消息，则可能出现线程安全问题。

请完善聊天室案例代码，解决上述问题。

提示：应用JUC中提供的Lock API。

服务器端：

/**
 * @document: 聊天室V07
 * 服务器端
 * 服务器端向所有客户端发消息
 * @Author:SmallG
 * @CreateTime:2023/8/14+15:12
 */

public class Server {
    //创建一个ServerSocket对象,建立通信服务
    private ServerSocket serverSocket;

    //服务端使用的读写锁
    private ReadWriteLock readWriteLock;
    private Lock readLock;
    private Lock writeLock;

    //创建一个存放所有输出流的集合，用于群发消息,广播消息
    private List<PrintWriter> allOut = new ArrayList<>();

    /**
     * 初始化服务端
     */
    public Server() {
        try {
            //初始化读写锁
            this.readWriteLock = new ReentrantReadWriteLock();
            this.readLock = readWriteLock.readLock();
            this.writeLock = readWriteLock.writeLock();

            System.out.println("正在启动服务器...");

            serverSocket = new ServerSocket(8088);
            System.out.println("服务器启动完毕！");
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    /**
     * 服务器开始工作的方法
     */
    public void start() {
        try {
            while (true) {
                System.out.println("等待客户端连接...");
                Socket socket = serverSocket.accept();
                System.out.println("一个客户端连接了");
                //启动线程与客户端交互
                ClientHandler clientHandler = new ClientHandler(socket);
                new Thread(clientHandler).start();
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        Server server = new Server();
        server.start();
    }

    /**
     * 创建线程任务
     * 服务器端有一个客户端连接之后 服务器端单独启动一个线程与客户端进行交互
     */
    private class ClientHandler implements Runnable {
        private Socket socket;
        String host; //表示客户端的IP地址信息
        PrintWriter pw = null;

        public ClientHandler(Socket socket) {
            this.socket = socket;
            //通过socket来获取远程的客户端地址信息
            this.host = socket.getInetAddress().getHostAddress();
        }
        /**
         * 向所有客户端推送消息的方法
         */
        private void sendMessage(String message){
            System.out.println(this.host+":客户端说:"+message);
            //获得读锁
            readLock.lock();
            for (PrintWriter o :allOut){
                o.println(this.host+"说："+message);
            }
            //释放读锁
            readLock.unlock();
        }

        @Override
        public void run() {
            try {
                InputStream in = socket.getInputStream();
                InputStreamReader isr = new InputStreamReader(in);
                BufferedReader br = new BufferedReader(isr);

                OutputStream os = socket.getOutputStream();
                OutputStreamWriter osr = new OutputStreamWriter(os, "UTF-8");
                BufferedWriter bw = new BufferedWriter(osr);
                pw = new PrintWriter(bw, true);

                //获得写锁
                writeLock.lock();
                allOut.add(pw);
                //广播该客户端上线的操作
                sendMessage(host+"上线了，当前在线人数："+allOut.size());
                writeLock.unlock();
                String message = null;
                while ((message = br.readLine()) != null) {
                   sendMessage(message);
                }
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }finally {
                //获得写锁
                writeLock.lock();
                //处理客户端断开连接后的操作
                allOut.remove(pw);
                //广播该客户端下线
                sendMessage(host+"下线了，当前在线人数："+allOut.size());
                //释放写锁
                writeLock.unlock();
                try {
                    socket.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }
}

客户端：

/**
 * @document: 客户端
 * @Author:SmallG
 * @CreateTime:2023/8/14+15:46
 */

public class Client {
    // 声明客户端工具
    private static Socket socket;

    //初始化客户端
    public Client() {
        try {
            System.out.println("正在连接服务器端...");
            /*
            参数1：要连接的服务器地址，可以是域名或Ip地址
            参数2：服务器开放的端口号
             */
            socket = new Socket("localhost", 8088);
            System.out.println("与服务器建立了连接");
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    /**
     * 客户端开始工作的方法，放服务端发送消息
     */
    public void start() {
        try {
            //开始的时候立即启动线程，读取服务器发来的消息线程
            ClientHandler handler = new ClientHandler();
            Thread t = new Thread(handler);
            t.setDaemon(true);
            t.start();

            //低级流，将字节等信息通过网络发送给对方
            OutputStream out = socket.getOutputStream();
            //高级流，负责衔接字节流于字符流（转换流：字符流转化成字节流）
            OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(out, "UTF-8");
            //缓冲流
            BufferedWriter bw = new BufferedWriter(osw);
            //高级流，负责按行写出字符串数据，true表示自动刷新
            PrintWriter pw = new PrintWriter(bw, true);

            //创建一个接收键盘的输入
            Scanner scanner = new Scanner(System.in);
            while (true) {
                String line = scanner.nextLine();
                if (line.equalsIgnoreCase("bye")
                        || line.equalsIgnoreCase("exit")) {
                    break;
                }
                pw.println(line);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            try {
                /**
                 * 关闭所有的流，同时会给服务器发送一个中断信号
                 */
                socket.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        Client client = new Client();
        client.start();
    }

    //当前线程负责接收服务器发来的消息
    private class ClientHandler implements Runnable {

        @Override
        public void run() {
            //输出数据
            try {
                InputStream ins = socket.getInputStream();
                InputStreamReader isr = new InputStreamReader(ins, "utf-8");
                BufferedReader br = new BufferedReader(isr);
                String line = null;
                while ((line = br.readLine()) != null) {
                    System.out.println(line);
                }
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

2 完成聊天室的私聊功能

私聊功能是指，客户端之间可以实现一对一的聊天。

服务器端程序启动后，将等待客户端连接，界面效果如下图所示：

练习1

客户端程序运行时，需要用户先输入昵称。用户输入昵称之后，提示用户可以开始聊天。

服务端需要检查客户端发来的昵称是否已被占用，如果已被占用，需要向客户端返回提示信息，如下图所示：

练习2

客户端发送的消息默认为公聊消息，向所有客户端广播，包括发出该消息的客户端，界面效果如下图所示：

练习3

客户端可以使用其他客户端可以通过输入类似“\Jerry:你好”这样的字样和昵称为“jerry”的客户端私聊，界面效果如下图所示：

练习4

如果某客户端程序停止运行，其他客户端程序可以接收到消息并显示。例如，昵称为“Jerry”的客户端停止运行，昵称为“Tom”的客户端的界面效果如图所示：

练习5

提示：

1、服务端可以使用Map集合保存所有客户端的输出流对象，键为客户端的名称，值为该客户端的输出流对象；

2、客户端启动后先输入昵称，未输入完成前不显示客户端发来的消息，如昵称重复，需更换其他昵称；

3、客户端流程图如下所示：

练习6

4、服务端流程图如下所示：

练习7

服务端：

/**
 * @document: 聊天室V07
 * 服务器端
 * 服务器端向所有客户端发消息
 * @Author:SmallG
 * @CreateTime:2023/8/14+15:12
 */

public class Server {
    private ServerSocket serverSocket;
    // 服务端使用的读写锁
    private ReadWriteLock readWriteLock;
    private Lock readLock;
    private Lock writeLock;
    // 所有客户端输出流,key为用户的昵称，value为该用户的输出流
    private Map<String,PrintWriter> allOut;
    public Server(){
        try {
            // 初始化读写锁
            this.readWriteLock = new ReentrantReadWriteLock();
            this.readLock = readWriteLock.readLock();
            this.writeLock = readWriteLock.writeLock();
            allOut = new HashMap<String,PrintWriter>();
            System.out.println("正在启动服务端...");
            serverSocket = new ServerSocket(8088);
            System.out.println("服务端启动完毕!");
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
    /**
     * 服务端开始工作的方法
     */
    public void start(){
        try {
            while(true) {
                System.out.println("等待客户端链接...");
                Socket socket = serverSocket.accept();
                System.out.println("一个客户端链接了！");
                //启动一个线程与该客户端交互
                ClientHandler clientHandler = new ClientHandler(socket);
                Thread t = new Thread(clientHandler);
                t.start();
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
    /**
     * 将输出流存入共享集合，与下面两个方法互斥，保证同步安全
     * @param out
     */
    private void addOut(String nickName,PrintWriter out){
        writeLock.lock();
        allOut.put(nickName,out);
        writeLock.unlock();
    }
    /**
     * 将给定输出流从共享集合删除
     * @param nickName
     */
    private void removeOut(String nickName){
        writeLock.lock();
        allOut.remove(nickName);
        writeLock.unlock();
    }
    /**
     * 将消息转发给所有客户端
     * @param message
     */
    private void sendMessage(String message,boolean isSystemMessage){
        readLock.lock();
        for(PrintWriter o : allOut.values()){
            if (isSystemMessage){
                o.println("系统消息 => " +message);
            }else{
                o.println("公聊消息 => " + message);
            }
        }
        readLock.unlock();
    }
    /**
     * 将消息发送给指定昵称的客户端
     * @param nickName
     * @param message
     * @return true-存在该用户 false-不存在该用户
     */
    private boolean sendMessageToOne(String nickName,String message){
        boolean flag = true;
        readLock.lock();
        PrintWriter out = allOut.get(nickName);
        if(out!=null){
            out.println(message);
        }else{
            flag =false;
        }
        readLock.unlock();
        return flag;
    }
    public static void main(String[] args) {
        Server server = new Server();
        server.start();
    }
    /**
     * 定义线程任务
     * 目的是让一个线程完成与特定客户端的交互工作
     */
    private class ClientHandler implements Runnable{
        private Socket socket;
        // 该客户端的昵称
        private String nickName;
        public ClientHandler(Socket socket){
            this.socket = socket;
        }
        public void run(){
            // 声明输出流引用，便于finally语句块中访问
            PrintWriter pw = null;
            try{
                InputStream in = socket.getInputStream();
                InputStreamReader isr = new InputStreamReader(in, "UTF-8");
                BufferedReader br = new BufferedReader(isr);
                OutputStream out = socket.getOutputStream();
                OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(out,"UTF-8");
                BufferedWriter bw = new BufferedWriter(osw);
                pw = new PrintWriter(bw,true);
                //先获取该用户昵称
                this.nickName = getNickName(pw, br);
                addOut(nickName,pw);
                Thread.sleep(100);
                //广播该客户端上线的操作
                sendMessage(this.nickName+"上线了,当前在线人数:" + allOut.size(), true);
                String message = null;
                while ((message = br.readLine()) != null) {
                    //首先查看是不是私聊
                    if(message.startsWith("\\")){
                        /*
                         * 私聊格式：\昵称:内容
                         */
                        //找到:的位置
                        int index = message.indexOf(":");
                        if(index>=0){
                            //截取昵称
                            String name = message.substring(1,index);
                            //截取内容
                            String info = message.substring(index+1,message.length());
                            //拼接内容
                            info = nickName+"对你说:"+info;
                            //发送私聊信息给指定用户
                            boolean flag = sendMessageToOne(name, info);
                            if (!flag){
                                sendMessageToOne(this.nickName,"用户："+name+"不存在");
                            }
                            //发送完私聊后就不在广播了。
                            continue;
                        }
                    }
                    /*
                     * 遍历所有输出流，将该客户端发送的信息转发给所有客户端
                     * 需要同步
                     */
                    sendMessage(nickName+"说:"+message, false);
                }
            }catch(Exception e){
                // 暂不处理
            }finally {
                removeOut(this.nickName);
                //广播该客户端下线
                sendMessage(this.nickName+"下线了,当前在线人数:" + allOut.size(), true);
                try {
                    socket.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
        /**
         * 获取该用户的昵称
         * @return
         */
        private String getNickName(PrintWriter pw, BufferedReader br) throws IOException {
            try {
                //读取客户端发送过来的昵称
                String nickName = br.readLine();
                while(true){
                    //若昵称为空发送失败代码
                    if(nickName.trim().equals("")){
                        pw.println("FAIL");
                    }
                    //若昵称已经存在发送失败代码
                    if(allOut.containsKey(nickName)){
                        pw.println("FAIL");
                        //若成功，发送成功代码，并返回昵称
                    }else{
                        pw.println("OK");
                        return nickName;
                    }
                    //若改昵称被占用，等待用户再次输入昵称
                    nickName = br.readLine();
                }
            } catch (Exception e) {
                throw  e;
            }
        }
    }
}

客户端：

/**
 * @document: 客户端
 * @Author:SmallG
 * @CreateTime:2023/8/14+15:46
 */

/**
 * 聊天室客户端
 */
public class Client {
    private Socket socket;
    public Client() {
        try {
            System.out.println("正在连接服务端...");
            socket = new Socket("localhost", 8088);
            System.out.println("与服务端建立连接!");
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
    /**
     * 客户端开始工作的方法
     */
    public void start() {
        try {
            //创建Scanner读取用户输入内容
            Scanner scanner = new Scanner(System.in);
            //首先输入昵称
            inputNickName(scanner);
            //启动读取服务端发送过来消息的线程
            ServerHandler handler = new ServerHandler();
            Thread t = new Thread(handler);
            t.setDaemon(true);
            t.start();
            OutputStream out = socket.getOutputStream();
            OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(out, "UTF-8");
            BufferedWriter bw = new BufferedWriter(osw);
            PrintWriter pw = new PrintWriter(bw, true);
            while(true) {
                String line = scanner.nextLine();
                if("exit".equalsIgnoreCase(line)){
                    break;
                }
                pw.println(line);
            }
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }finally {
            try {
                socket.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        Client client = new Client();
        client.start();
    }
    /**
     * 输入昵称
     */
    private void inputNickName(Scanner scanner)throws Exception{
        //定义昵称
        String nickName = null;
        //创建输出流
        PrintWriter pw = new PrintWriter(
                new OutputStreamWriter(
                        socket.getOutputStream(),"UTF-8")
                ,true);
        //创建输入流
        BufferedReader br = new BufferedReader(
                new InputStreamReader(
                        socket.getInputStream(),"UTF-8")
        );
        /*
         * 循环以下操作
         * 输入用户名，并上传至服务器，等待服务器回应，若昵称可用就结束循环，否则通知用户后
         * 重新输入昵称
         */
        while(true){
            System.out.println("请输入昵称:");
            nickName = scanner.nextLine();
            if(nickName.trim().equals("")){
                System.out.println("昵称不能为空");
            }else{
                pw.println(nickName);
                String pass = br.readLine();
                if(pass!=null&&!pass.equals("OK")){
                    System.out.println("昵称已被占用，请更换。");
                }else{
                    System.out.println("你好!"+nickName+",开始聊天吧!");
                    break;
                }
            }
        }
    }
    /**
     * 该线程负责接收服务端发送过来的消息
     */
    private class ServerHandler implements Runnable{
        public void run(){
            //通过socket获取输入流读取服务端发送过来的消息
            try {
                InputStream in = socket.getInputStream();
                InputStreamReader isr = new InputStreamReader(in,"UTF-8");
                BufferedReader br = new BufferedReader(isr);
                String line;
                //循环读取服务端发送过来的每一行字符串
                while((line = br.readLine())!=null){
                    System.out.println(line);
                }
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

最后修改：2023 年 08 月 16 日

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java--Socket编程、反射

关贞雨 • 2023 年 08 月 16 日

<h2>一、Socket编程</h2><h3>1、简介</h3><p>Socket（套接字）是一种抽象概念，它用于在不同计算机之间进行通信。</p><h3>2、Java中的套接字编程</h3><p>Socket类与IO类常常结合使用。通过Socket类建立网络连接后，可以使用它提供的输入输出流对象来进行数据的读取和写入。</p><h3>3、Socket和TCP/UDP的关系</h3><p>Socket是实现网络编程的工具，而TCP/UDP是网络传输协议。</p><p>Socket编程常用于实现基于TCP或UDP的网络通信。TCP和UDP是在传输层上的协议，而Socket是在应用层与传输层之间的一个接口。通过Socket，应用程序可以使用TCP或UDP协议与其他计算机进行通信。</p><p>在Java中，可以使用Socket类来创建TCP连接，也可以使用DatagramSocket类来创建UDP连接。通过Socket类和DatagramSocket类，Java程序员可以方便地实现TCP和UDP通信，并进行数据传输。</p><h3>4、聊天室案例</h3><p><img src="https://s1.ax1x.com/2023/08/16/pPQ4iNj.png" alt="聊天室案例" title="聊天室案例"style=""></p><h4><strong>Socket编程</strong></h4><ul><li>Socket：用于建立网络连接；在连接成功时，应用程序两端都会产生一个Socket实例</li><li><p>ServerSocket：用于服务端，主要完成两个工作：</p><p>1、向服务端操作系统申请服务端口，客户端就是通过这个端口与ServerSocket建立连接。</p><p>2、监听端口，一旦一个客户端建立连接，会立即返回一个Socket。通过这个Socket就可以和该客户端交互了。</p></li></ul><p><img src="https://s1.ax1x.com/2023/08/15/pPMWvkR.png" alt="TCP套接字的通信模型" title="TCP套接字的通信模型"style=""></p><p><strong>服务器端：</strong></p><pre><code class="lang-java">/**
 * @document: 聊天室V01:服务器端
 * @Author:SmallG
 * @CreateTime:2023/8/14+15:12
 */

public class Server {
    //创建一个ServerSocket对象,建立通信服务
    private ServerSocket serverSocket;

/**
     * 初始化服务端
     */
    public Server() {
        try {
            System.out.println(&quot;正在启动服务器...&quot;);
        /*
        实例化ServerSocket,在new的时候需要使用端口号
        端口号是一个数字，取值范围是0~65535，使用时需避免常用端口
        一般是6000以前不要使用
         */
            serverSocket = new ServerSocket(8088);
            System.out.println(&quot;服务器启动完毕！&quot;);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

public static void main(String[] args) {
        Server server = new Server();
        server.start();

}
}</code></pre><p><strong>客户端：</strong></p><pre><code class="lang-java">/**
 * @document: 客户端
 * @Author:SmallG
 * @CreateTime:2023/8/14+15:46
 */

public class Client {
    // 声明客户端工具
    private Socket socket;

//初始化客户端
    public Client() {
        try {
            System.out.println(&quot;正在连接服务器端...&quot;);
             /*
             实例化客户端工具（Socket对象）
             */

/*
            参数1：要连接的服务器地址，可以是域名或Ip地址
            参数2：服务器开放的端口号
             */
            socket = new Socket(&quot;localhost&quot;, 8088);
            System.out.println(&quot;与服务器建立了连接&quot;);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

public static void main(String[] args) {
        Client client = new Client();
    }
}</code></pre><h4><strong>获取网络输入流和网络输出流</strong></h4><p>使用 Socket 通讯时，可以通过 Socket 获取输入流与输出流，从而实现数据信息的交互。</p><ul><li>InputStream getInputStream()：该方法用于返回此套接字的输入流</li><li>OutputStream getOutputStream()：该方法用于返回此套接字的输出流</li></ul><p><img src="https://s1.ax1x.com/2023/08/15/pPMWO0J.png" alt="获取网络输入流和网络输出流" title="获取网络输入流和网络输出流"style=""></p><p><strong>服务端：</strong></p><pre><code class="lang-java">/**
 * @document: 聊天室V02:服务器端
 * @Author:SmallG
 * @CreateTime:2023/8/14+15:12
 */

public class Server {
    //创建一个ServerSocket对象,建立通信服务
    private ServerSocket serverSocket;

/**
     * 服务器开始工作的方法
     */
    public void start() {
        //总机的通话设备
        try {
            System.out.println(&quot;等待客户端连接...&quot;);
            //serverSocket.accept()这句话会造成阻塞，会等待客户端连接
            //直到一个客户端发来了连接  此时accept()方法会返回一个Socket实例
            //通过Socket实例就可以和别的Socket通信了
            Socket socket = serverSocket.accept();
            System.out.println(&quot;一个客户端连接上了！&quot;); //如果没有人连，这句话不会打印
            //低级流，负责从socket中读取对方发来的字节数据
            InputStream in = socket.getInputStream();
            //高级流,负责数据转换，将字节流转成字符流
            InputStreamReader isr = new InputStreamReader(in, &quot;UTF-8&quot;);
            //高级流，负责加快读取字符效率
            BufferedReader br = new BufferedReader(isr);
            //读取内容
            String s = br.readLine();
            System.out.println(&quot;客户端说：&quot; + s);

} catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

public static void main(String[] args) {
        Server server = new Server();
        server.start();

}
}</code></pre><p><strong>客户端：</strong></p><pre><code class="lang-java">/**
 * @document: 客户端
 * @Author:SmallG
 * @CreateTime:2023/8/14+15:46
 */

public class Client {
    // 声明客户端工具
    private static Socket socket;

//初始化客户端
    public Client() {
        try {
            System.out.println(&quot;正在连接服务器端...&quot;);
            /*
             实例化客户端工具（Socket对象）
            */

/**
     * 客户端开始工作的方法，放服务端发送消息
     */
    public static void start() {
        try {
            //低级流，将字节等信息通过网络发送给对方
            OutputStream out = socket.getOutputStream();
            //高级流，负责衔接字节流于字符流（转换流：字节流转化成字符流）
            OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(out, &quot;UTF-8&quot;);
            //缓冲流
            BufferedWriter bw = new BufferedWriter(osw);
            //高级流，负责按行写出字符串数据，true表示自动刷新
            PrintWriter pw = new PrintWriter(bw,true);
            //
            pw.println(&quot;你好吗，服务器端？&quot;);

} catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

public static void main(String[] args) {
        Client client = new Client();
        client.start();
    }
}</code></pre><h4><strong>close方法</strong></h4><p>调用 close方法关闭 Socket 以释放系统资源。关闭了套接字，也会同时关闭由此获取的输入流与输出流。</p><p><img src="https://s1.ax1x.com/2023/08/15/pPMWX79.png" alt="close方法" title="close方法"style=""></p><h4>客户端循环发送信息给客户端：</h4><p><strong>服务器端：</strong></p><pre><code class="lang-java">/**
 * @document: 聊天室V03:服务器端
 * @Author:SmallG
 * @CreateTime:2023/8/14+15:12
 */

public class Server {
    //创建一个ServerSocket对象,建立通信服务
    private ServerSocket serverSocket;

/**
     * 服务器开始工作的方法
     */
    public void start() {
        Socket socket = null;
        //总机的通话设备
        try {
            System.out.println(&quot;等待客户端连接...&quot;);
            //serverSocket.accept()这句话会造成阻塞，会等待客户端连接
            //直到一个客户端发来了连接  此时accept()方法会返回一个Socket实例
            //通过Socket实例就可以和别的Socket通信了
            socket = serverSocket.accept();
            System.out.println(&quot;一个客户端连接上了！&quot;); //如果没有人连，这句话不会打印
            //低级流，负责从socket中读取对方发来的字节数据
            InputStream in = socket.getInputStream();
            //高级流,负责数据转换，将字节流转换为字符流
            InputStreamReader isr = new InputStreamReader(in, &quot;UTF-8&quot;);
            //高级流，负责加快读取字符效率
            BufferedReader br = new BufferedReader(isr);
            //读取内容
            String s = null;
            //客户端在发送的时候会发送一个中断信号，在服务器端会接收到一个null值
            while ((s = br.readLine()) != null) {
                //如果为null则说明客户端断开了连接
                System.out.println(&quot;客户端说：&quot; + s);
            }

} catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

public static void main(String[] args) {
        Server server = new Server();
        server.start();
    }
}</code></pre><p><strong>客户端：</strong></p><pre><code class="lang-java">/**
 * @document: 客户端
 * @Author:SmallG
 * @CreateTime:2023/8/14+15:46
 */

public class Client {
    // 声明客户端工具
    private static Socket socket;

//初始化客户端
    public Client() {
        try {
            System.out.println(&quot;正在连接服务器端...&quot;);
            /*
             实例化客户端工具（Socket对象）
            */

/**
     * 客户端开始工作的方法，放服务端发送消息
     */
    public static void start() {
        try {
            //低级流，将字节等信息通过网络发送给对方
            OutputStream out = socket.getOutputStream();
            //高级流，负责衔接字节流于字符流（转换流：字符流转化成字节流）
            OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(out, &quot;UTF-8&quot;);
            //缓冲流
            BufferedWriter bw = new BufferedWriter(osw);
            //高级流，负责按行写出字符串数据，true表示自动刷新
            PrintWriter pw = new PrintWriter(bw, true);
            //输出数据
            //创建一个接收键盘的输入
            Scanner scanner = new Scanner(System.in);
            while (true) {
                String line = scanner.nextLine();
                if (line.equalsIgnoreCase(&quot;bye&quot;) || line.equalsIgnoreCase(&quot;exit&quot;)) {
                    break;
                }
                pw.println(line);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            try {
                /**
                 * 关闭所有的流，同时会给服务器发送一个中断信号
                 */
                socket.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

public static void main(String[] args) {
        Client client = new Client();
        client.start();
    }
}</code></pre><h4>多线程实现聊天室：</h4><p>若想使一个服务端可以支持多客户端连接，我们需要解决以下问题:</p><ul><li>循环调用 accept 方法侦听客户端的连接</li><li>使用线程来处理单一客户端的数据交互</li></ul><p><img src="https://s1.ax1x.com/2023/08/15/pPMWzfx.png" alt="多线程实现聊天室" title="多线程实现聊天室"style=""></p><p><strong>服务端</strong></p><pre><code class="lang-java">/**
 * @document: 聊天室V04:服务器端
 * @Author:SmallG
 * @CreateTime:2023/8/14+15:12
 */

public class Server {
    //创建一个ServerSocket对象,建立通信服务
    private ServerSocket serverSocket;

/**
     * 服务器开始工作的方法
     */
    public void start() {
        try {
            while (true) {
                System.out.println(&quot;等待客户端连接...&quot;);
                Socket socket = serverSocket.accept();
                System.out.println(&quot;一个客户端连接了&quot;);
                //启动线程与客户端交互
                ClientHandler clientHandler = new ClientHandler(socket);
                new Thread(clientHandler).start();
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

public static void main(String[] args) {
        Server server = new Server();
        server.start();
    }

/**
     * 创建线程任务
     * 服务器端有一个客户端连接之后 服务器端单独启动一个线程与客户端进行交互
     */
    private class ClientHandler implements Runnable {
        private Socket socket;

public ClientHandler(Socket socket) {
            this.socket = socket;
        }

@Override
        public void run() {
            try {
                InputStream in = socket.getInputStream();
                InputStreamReader isr = new InputStreamReader(in);
                BufferedReader br = new BufferedReader(isr);
                String s = null;
                String name = Thread.currentThread().getName();
                while ((s = br.readLine()) != null) {
                    System.out.println(name + &quot;: 客户端说：&quot; + s);
                }

} catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}</code></pre><p><strong>客户端</strong></p><pre><code class="lang-java">/**
 * @document: 客户端
 * @Author:SmallG
 * @CreateTime:2023/8/14+15:46
 */

public class Client {
    // 声明客户端工具
    private static Socket socket;

//初始化客户端
    public Client() {
        try {
            System.out.println(&quot;正在连接服务器端...&quot;);
            /*
             实例化客户端工具（Socket对象）
            */

/**
     * 客户端开始工作的方法，放服务端发送消息
     */
    public static void start() {
        try {
            //低级流，将字节等信息通过网络发送给对方
            OutputStream out = socket.getOutputStream();
            //高级流，负责衔接字节流于字符流（转换流：字符流转化成字节流）
            OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(out, &quot;UTF-8&quot;);
            //缓冲流
            BufferedWriter bw = new BufferedWriter(osw);
            //高级流，负责按行写出字符串数据，true表示自动刷新
            PrintWriter pw = new PrintWriter(bw, true);
            //输出数据
            //创建一个接收键盘的输入
            Scanner scanner = new Scanner(System.in);
            while (true) {
                String line = scanner.nextLine();
                if (line.equalsIgnoreCase(&quot;bye&quot;)
                        || line.equalsIgnoreCase(&quot;exit&quot;)) {
                    break;
                }
                pw.println(line);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            try {
                /**
                 * 关闭所有的流，同时会给服务器发送一个中断信号
                 */
                socket.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

public static void main(String[] args) {
        Client client = new Client();
        client.start();
    }
}</code></pre><h3>5、获取本地地址和端口号</h3><p>如果服务器想给客户端发消息，需要获取客户端地址和端口号</p><p>通过 Socket 获取远端的地址以及端口号</p><ul><li>int getPort()：用于获取远端使用的端口号</li><li>InetAddress getInetAddress()：该方法用于获取套接字绑定的远端地址</li></ul><pre><code class="lang-java">/**
 * @document: 通过Socket获取本地地址
 * @Author:SmallG
 * @CreateTime:2023/8/15+9:13
 */

public class Demo01 {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            //创建一个Socket对象,可以指定访问地址
            Socket socket = new Socket(&quot;127.0.0.1&quot;, 8088);
            InetAddress add = socket.getLocalAddress();//得到本地的地址
            //使用getCanonicalHostName()方法 获取IP地址
            //得到的是完全的地址名（域名）
            System.out.println(add.getCanonicalHostName());
            //getHostAddress()也是获取Ip地址，返回一个文本字符串
            System.out.println(add.getHostAddress());
            System.out.println(socket.getLocalPort()); //通过socket获取端口号
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }

}
}</code></pre><h4>聊天室实现服务器端向客户端发送信息</h4><p><strong>服务器端：</strong></p><pre><code class="lang-java">/**
 * @document: 聊天室V05:服务器端
 * 服务器端向客户端发消息
 * @Author:SmallG
 * @CreateTime:2023/8/14+15:12
 */

public class Server {
    //创建一个ServerSocket对象,建立通信服务
    private ServerSocket serverSocket;

public static void main(String[] args) {
        Server server = new Server();
        server.start();
    }

/**
     * 创建线程任务
     * 服务器端有一个客户端连接之后 服务器端单独启动一个线程与客户端进行交互
     */
    private class ClientHandler implements Runnable {
        private Socket socket;
        private String host; //表示客户端的IP地址信息

public ClientHandler(Socket socket) {
            this.socket = socket;
            //通过socket来获取远程的客户端地址信息
            this.host = socket.getInetAddress().getHostAddress();
        }

OutputStream os = socket.getOutputStream();
                OutputStreamWriter osr = new OutputStreamWriter(os, &quot;UTF-8&quot;);
                BufferedWriter bw = new BufferedWriter(osr);
                PrintWriter pw = new PrintWriter(bw, true);
                String s = null;
                String name = Thread.currentThread().getName();
                while ((s = br.readLine()) != null) {
                    System.out.println(name + &quot;: 客户端说：&quot; + s);
                    //把消息发回给客户端
                    pw.println(host + &quot;说&quot; + s);
                }
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}</code></pre><p><strong>客户端：</strong></p><pre><code class="lang-java">/**
 * @document: 客户端
 * @Author:SmallG
 * @CreateTime:2023/8/14+15:46
 */

public class Client {
    // 声明客户端工具
    private static Socket socket;

//初始化客户端
    public Client() {
        try {
            System.out.println(&quot;正在连接服务器端...&quot;);
            /*
             实例化客户端工具（Socket对象）
            */

InputStream ins = socket.getInputStream();
            InputStreamReader isr = new InputStreamReader(ins,&quot;utf-8&quot;);
            BufferedReader br = new BufferedReader(isr);
            //创建一个接收键盘的输入
            Scanner scanner = new Scanner(System.in);
            while (true) {
                String line = scanner.nextLine();
                if (line.equalsIgnoreCase(&quot;bye&quot;)
                        || line.equalsIgnoreCase(&quot;exit&quot;)) {
                    break;
                }
                pw.println(line);

String s = br.readLine();
                System.out.println(s);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            try {
                /**
                 * 关闭所有的流，同时会给服务器发送一个中断信号
                 */
                socket.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

public static void main(String[] args) {
        Client client = new Client();
        client.start();
    }
}</code></pre><h4>服务器向所有客户端发送消息</h4><p>创建集合，集合中包含所有的客户端，然后遍历集合发消息</p><p><img src="https://s1.ax1x.com/2023/08/16/pPQhxjf.png" alt="聊天室" title="聊天室"style=""></p><p><strong>服务器端：</strong></p><pre><code class="lang-java">/**
 * @document: 聊天室V07
 * 服务器端
 * 服务器端向所有客户端发消息
 * @Author:SmallG
 * @CreateTime:2023/8/14+15:12
 */

public class Server {
    //创建一个ServerSocket对象,建立通信服务
    private ServerSocket serverSocket;
    //创建一个存放所有输出流的集合，用于群发消息
    private List&lt;PrintWriter&gt; allPw = new ArrayList&lt;&gt;();

public static void main(String[] args) {
        Server server = new Server();
        server.start();
    }

//把输出流存入all集合中
                allPw.add(pw);
                String name = Thread.currentThread().getName();
                while ((s = br.readLine()) != null) {
                    System.out.println(name + &quot;: 客户端说：&quot; + s);
                    //把消息发回给客户端
                    for (PrintWriter pw1 : allPw) {
                        pw1.println(host + &quot;说&quot; + s);
                    }
                }
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}</code></pre><p><strong>客户端：</strong></p><pre><code class="lang-java">/**
 * @document: 客户端
 * @Author:SmallG
 * @CreateTime:2023/8/14+15:46
 */

public class Client {
    // 声明客户端工具
    private static Socket socket;

//初始化客户端
    public Client() {
        try {
            System.out.println(&quot;正在连接服务器端...&quot;);
            /*
             实例化客户端工具（Socket对象）
            */

/**
     * 客户端开始工作的方法，放服务端发送消息
     */
    public void start() {
        try {
            //开始的时候立即启动线程，读取服务器发来的消息线程
            ClientHandler handler = new ClientHandler();
            Thread t = new Thread(handler);
            t.setDaemon(true);
            t.start();

//低级流，将字节等信息通过网络发送给对方
            OutputStream out = socket.getOutputStream();
            //高级流，负责衔接字节流于字符流（转换流：字符流转化成字节流）
            OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(out, &quot;UTF-8&quot;);
            //缓冲流
            BufferedWriter bw = new BufferedWriter(osw);
            //高级流，负责按行写出字符串数据，true表示自动刷新
            PrintWriter pw = new PrintWriter(bw, true);

//创建一个接收键盘的输入
            Scanner scanner = new Scanner(System.in);
            while (true) {
                String line = scanner.nextLine();
                if (line.equalsIgnoreCase(&quot;bye&quot;)
                        || line.equalsIgnoreCase(&quot;exit&quot;)) {
                    break;
                }
                pw.println(line);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            try {
                /**
                 * 关闭所有的流，同时会给服务器发送一个中断信号
                 */
                socket.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

public static void main(String[] args) {
        Client client = new Client();
        client.start();
    }

//当前线程负责接收服务器发来的消息
    private class ClientHandler implements Runnable {

@Override
        public void run() {
            //输出数据
            try {
                InputStream ins = socket.getInputStream();
                InputStreamReader isr = new InputStreamReader(ins, &quot;utf-8&quot;);
                BufferedReader br = new BufferedReader(isr);
                String line = null;
                while ((line = br.readLine()) != null) {
                    System.out.println(line);
                }
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}</code></pre><h2>二、反射（Reflection）</h2><h3>1、概念</h3><p>反射机制是程序在运行时能够获得自身的信息。</p><p><strong>反射的作用：</strong></p><ul><li>可以动态查看一个类或对象的所有属性和方法，包括使用private修饰的属性和方法</li><li>可以动态加载类</li><li>可以动态的创建一个类的实例</li><li>可以动态调用一个对象的方法</li></ul><p><img src="https://s1.ax1x.com/2023/08/15/pPMWxt1.png" alt="反射" title="反射"style=""></p><h3>2、反射优缺点</h3><p>反射的优点：</p><ul><li>反射允许我们在程序运行期间获得类的信息并操作一个类中的方法，因此可以提高代码的灵活性和扩展性</li><li>反射是Java中很多高级特性的基础，比如后面会介绍的注解、动态代理等特性</li><li>在很多框架中，对反射技术的使用也非常多，比如大名鼎鼎的Spring框架、各类ORM框架（关系映射）、RPC框架（服务与实现）等</li></ul><p>反射的缺点：</p><ul><li>反射的代码的可读性和可维护性都比较低</li><li>反射的代码执行的性能低</li></ul><h3>3、反射API</h3><p>Java提供了反射相关的API，核心是java.lang.Class类，用于加载类和获取类的相关信息。</p><p>Java 反射 API 位于 java.lang.reflect 包中，主要包括：</p><ul><li>Constructor类：用来描述一个类的构造方法</li><li>Field类：用来描述一个类的成员变量，属性</li><li>Method类：用来描述一个类的方法</li><li>Modifier类：用来描述类内各元素的修饰符</li><li>Array：用来对数组进行操作</li></ul><h3>4、class类</h3><h4>（1）概述</h4><p>在程序运行时，JVM首先检查要加载的类对应的Class对象是否已经创建。如果没有创建，JVM会根据类名查找.class文件，将其加载到内存中，并创建相应的Class对象。</p><p>需要注意，Class类的构造器被设计为私有的，也就是说开发者不能主动创建Class类的对象。Class类的对象仅能由JVM创建。</p><p><img src="https://s1.ax1x.com/2023/08/15/pPMWLm4.png" alt="class类" title="class类"style=""></p><h4>（2）类加载器</h4><p>类加载器（Class Loader）是JVM的一个子系统，负责将class文件加载到内存中，然后在堆中创建一个代表这个类的Class对象，作为方法区中类数据的访问入口。</p><p><img src="https://s1.ax1x.com/2023/08/15/pPMWbXF.png" alt="类加载器" title="类加载器"style=""></p><pre><code class="lang-java">/**
 * @document: java动态加载一个类：四种方式
 * 最常用的是后两种
 * @Author:SmallG
 * @CreateTime:2023/8/15+11:37
 */

public class Demo01 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //1、通过对象的getClass()方法
        Person person = new Person();
        Class cla1 = person.getClass(); //Object提供的方法
        //可以获取类名
        System.out.println(cla1.getName()); //获取类全名（类的限定名：包名＋类名） day07.reflect.Person
        System.out.println(cla1.getSimpleName()); //类名的简称 Person
        //2、通过类的.class
        Class cla2 = Person.class;
        System.out.println(cla2.getName()); //day07.reflect.Person

//3、通过Class类的静态方法forName()加载类的对象
        //开发人员主动加载,作为java内存被动加载
        Class cla3 = Class.forName(&quot;day07.reflect.Person&quot;);
        System.out.println(cla3.getSimpleName()); //Person

//4、通过java的类的加载器ClassLoader加载类对象
        //通过当前的类获取类的加载器
        ClassLoader classLoader = Demo01.class.getClassLoader();
        Class cla4 = classLoader.loadClass(&quot;day07.reflect.Person&quot;);
        System.out.println(cla4.getName()); //day07.reflect.Person
    }
}</code></pre><h4>（4）动态创建对象</h4><p>通过反射在程序运行的过程中动态创建一个类的对象。getDeclaredConstructor().newInstance()方法</p><pre><code class="lang-java">/**
 * @document:
 * @Author:SmallG
 * @CreateTime:2023/8/15+14:05
 */

public class Demo02 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //1、动态加载类
        ClassLoader loader = Demo02.class.getClassLoader(); //获取类的加载器
        Class cla = loader.loadClass(&quot;day07.reflect.Person&quot;);
        //2、动态创建对象
        Person person1 = (Person) cla.newInstance(); //已过时
        System.out.println(person1);  //Person{name='null', age=null}

//从java 9 开始使用，通过调用类的默认构造方法
        Person person2 = (Person) cla.getDeclaredConstructor().newInstance(); //调用已经声明的构造器
        System.out.println(person2); //Person{name='null', age=null}

Constructor c = cla.getDeclaredConstructor(String.class, Integer.class);
        System.out.println(c.getName());
        //如果构造方法不是public声明的 都需要授权才能访问
        c.setAccessible(true); //授权

//调用有参的构造方法 创建对象
        Person person3 = (Person) cla.getDeclaredConstructor(String.class, Integer.class).newInstance(&quot;tom&quot;, 20);
        System.out.println(person3); //Person{name='tom', age=20}
    }
}</code></pre><h4>（5）动态调用方法</h4><pre><code class="lang-java">/**
 * @document: 通过反射动态调用方法
 * @Author:SmallG
 * @CreateTime:2023/8/15+14:34
 */

public class Demo03 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //实例化对象 采用类的加载器
        Class cla = Demo03.class.getClassLoader().loadClass(&quot;day07.reflect.Person&quot;);

Person person = (Person) cla.getDeclaredConstructor().newInstance();
        //获取方法
        Method method1 = cla.getMethod(&quot;hello&quot;); //只能获取public修饰的方法
        method1.setAccessible(true);

//调用方法
        method1.invoke(person); //通过person对象调用无参的方法

//获取有参的方法 需要声明参数类型
        Method method2 = cla.getDeclaredMethod(&quot;say&quot;, String.class);

//调用有参方法
        method2.invoke(person, &quot;Tom&quot;);

//获取多个参数并且有返回值的方法
        Method method3 = cla.getMethod(&quot;sum&quot;, Integer.class, Integer.class);

// 调用多个参数，并且有返回值的方法
        Integer sum = (Integer) method3.invoke(person, 1, 2);
        System.out.println(sum);
    }
}
</code></pre><h3>5、注解</h3><p>可以将各种信息（例如类、方法、变量等）与程序元素相关联。Java注解可以用于许多目的，例如：</p><ul><li>为代码提供元数据信息，例如文档、版本号等</li><li>为编译器提供指示，例如抑制警告、生成代码等</li><li>为运行时提供指示，例如启用事务、配置参数等</li></ul><pre><code class="lang-java">/**
 * @document: 创建接口
 * @Author:SmallG
 * @CreateTime:2023/8/15+15:20
 */
//Target是元注解，用于修饰注解的注解
@Target({ElementType.TYPE, ElementType.METHOD, ElementType.FIELD})
public @interface MyAnnotation {
    String value() default &quot;name&quot;; //属性

//声明一个注解的成员属性
    String name() default &quot;Tom&quot;; //为注解的属性赋一个默认值
}
</code></pre><pre><code class="lang-java">/**
 * @document: 利用注解修饰类、方法、属性
 * @Author:SmallG
 * @CreateTime:2023/8/15+15:23
 */
//为注解的属性赋值，这个值默认情况下看不了，只能通过反射看，注解不参与程序运行，只对程序起到约束作用
//如果同时给注解的其他属性赋值，value不可省略
@MyAnnotation()
public class MyClass {

@MyAnnotation(value = &quot;属性&quot;,name = &quot;Spike&quot;)
    private Integer age;

@MyAnnotation()
    public void hello() {
        System.out.println(&quot;Hello World&quot;);
    }
}
</code></pre><h4>通过反射获取类的注解</h4><p>需要在注解中添加元注解：@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)</p><pre><code class="lang-java">/**
 * @document: 通过反射获取类的注解
 * @Author:SmallG
 * @CreateTime:2023/8/15+15:45
 */

public class Demo01 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //获取类对象
        Class cla = Demo01.class.getClassLoader().loadClass(&quot;day07.annotation.MyClass&quot;);
        //获取类上的注解
        MyAnnotation an1 = (MyAnnotation) cla.getAnnotation(MyAnnotation.class);
        //获取注解的值
        System.out.println(an1.value());

//获取方法
        Method hello = cla.getMethod(&quot;hello&quot;);
        //获取方法上的注解
        MyAnnotation an2 = hello.getAnnotation(MyAnnotation.class);
        System.out.println(an2.value() + &quot;:&quot; + an2.name());

//获取属性上的注解，先获取属性
        Field age = cla.getDeclaredField(&quot;age&quot;);
        MyAnnotation ann3 = age.getAnnotation(MyAnnotation.class);
        System.out.println(ann3.value() + &quot;:&quot; + ann3.name());

}
}</code></pre><h2>三、练习</h2><h3>1 解决聊天室案例的线程安全问题</h3><p>在聊天室案例中，服务端存在着一个线程安全隐患：服务端使用一个ArrayList集合保存所有已建立连接的客户端的输出流对象。对该集合同时存在着3种操作：</p><ul><li>添加：当一个客户端建立连接时，将该客户端的输出流对象存入集合</li><li>查询：每当一个客户端发送消息时，遍历该集合，使用输出流对象向所有客户端推送消息</li><li>删除：当一个客户端断开连接时，从集合中删除该客户端对应的输出流对象</li></ul><p>如果有2个线程，A线程删除某个输出流对象的同时，B线程使用该输出流对象推送消息，则可能出现线程安全问题。</p><p>请完善聊天室案例代码，解决上述问题。</p><p>提示：应用JUC中提供的Lock API。</p><p><strong>服务器端：</strong></p><pre><code class="lang-java">/**
 * @document: 聊天室V07
 * 服务器端
 * 服务器端向所有客户端发消息
 * @Author:SmallG
 * @CreateTime:2023/8/14+15:12
 */

public class Server {
    //创建一个ServerSocket对象,建立通信服务
    private ServerSocket serverSocket;

//服务端使用的读写锁
    private ReadWriteLock readWriteLock;
    private Lock readLock;
    private Lock writeLock;

//创建一个存放所有输出流的集合，用于群发消息,广播消息
    private List&lt;PrintWriter&gt; allOut = new ArrayList&lt;&gt;();

/**
     * 初始化服务端
     */
    public Server() {
        try {
            //初始化读写锁
            this.readWriteLock = new ReentrantReadWriteLock();
            this.readLock = readWriteLock.readLock();
            this.writeLock = readWriteLock.writeLock();

System.out.println(&quot;正在启动服务器...&quot;);

serverSocket = new ServerSocket(8088);
            System.out.println(&quot;服务器启动完毕！&quot;);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

public static void main(String[] args) {
        Server server = new Server();
        server.start();
    }

/**
     * 创建线程任务
     * 服务器端有一个客户端连接之后 服务器端单独启动一个线程与客户端进行交互
     */
    private class ClientHandler implements Runnable {
        private Socket socket;
        String host; //表示客户端的IP地址信息
        PrintWriter pw = null;

public ClientHandler(Socket socket) {
            this.socket = socket;
            //通过socket来获取远程的客户端地址信息
            this.host = socket.getInetAddress().getHostAddress();
        }
        /**
         * 向所有客户端推送消息的方法
         */
        private void sendMessage(String message){
            System.out.println(this.host+&quot;:客户端说:&quot;+message);
            //获得读锁
            readLock.lock();
            for (PrintWriter o :allOut){
                o.println(this.host+&quot;说：&quot;+message);
            }
            //释放读锁
            readLock.unlock();
        }

OutputStream os = socket.getOutputStream();
                OutputStreamWriter osr = new OutputStreamWriter(os, &quot;UTF-8&quot;);
                BufferedWriter bw = new BufferedWriter(osr);
                pw = new PrintWriter(bw, true);

//获得写锁
                writeLock.lock();
                allOut.add(pw);
                //广播该客户端上线的操作
                sendMessage(host+&quot;上线了，当前在线人数：&quot;+allOut.size());
                writeLock.unlock();
                String message = null;
                while ((message = br.readLine()) != null) {
                   sendMessage(message);
                }
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }finally {
                //获得写锁
                writeLock.lock();
                //处理客户端断开连接后的操作
                allOut.remove(pw);
                //广播该客户端下线
                sendMessage(host+&quot;下线了，当前在线人数：&quot;+allOut.size());
                //释放写锁
                writeLock.unlock();
                try {
                    socket.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }
}</code></pre><p><strong>客户端：</strong></p><pre><code class="lang-java">/**
 * @document: 客户端
 * @Author:SmallG
 * @CreateTime:2023/8/14+15:46
 */

public class Client {
    // 声明客户端工具
    private static Socket socket;

//初始化客户端
    public Client() {
        try {
            System.out.println(&quot;正在连接服务器端...&quot;);
            /*
            参数1：要连接的服务器地址，可以是域名或Ip地址
            参数2：服务器开放的端口号
             */
            socket = new Socket(&quot;localhost&quot;, 8088);
            System.out.println(&quot;与服务器建立了连接&quot;);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

public static void main(String[] args) {
        Client client = new Client();
        client.start();
    }

//当前线程负责接收服务器发来的消息
    private class ClientHandler implements Runnable {

@Override
        public void run() {
            //输出数据
            try {
                InputStream ins = socket.getInputStream();
                InputStreamReader isr = new InputStreamReader(ins, &quot;utf-8&quot;);
                BufferedReader br = new BufferedReader(isr);
                String line = null;
                while ((line = br.readLine()) != null) {
                    System.out.println(line);
                }
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}</code></pre><h3>2 完成聊天室的私聊功能</h3><p>私聊功能是指，客户端之间可以实现一对一的聊天。</p><p>服务器端程序启动后，将等待客户端连接，界面效果如下图所示：</p><p><img src="https://s1.ax1x.com/2023/08/15/pPMWH6U.png" alt="练习1" title="练习1"style=""></p><p>客户端程序运行时，需要用户先输入昵称。用户输入昵称之后，提示用户可以开始聊天。</p><p>服务端需要检查客户端发来的昵称是否已被占用，如果已被占用，需要向客户端返回提示信息，如下图所示：</p><p><img src="https://s1.ax1x.com/2023/08/15/pPMW7lT.png" alt="练习2" title="练习2"style=""></p><p>客户端发送的消息默认为公聊消息，向所有客户端广播，包括发出该消息的客户端，界面效果如下图所示：</p><p><img src="https://s1.ax1x.com/2023/08/15/pPMWTpV.png" alt="练习3" title="练习3"style=""></p><p>客户端可以使用其他客户端可以通过输入类似“\Jerry:你好”这样的字样和昵称为“jerry”的客户端私聊，界面效果如下图所示：</p><p><img src="https://s1.ax1x.com/2023/08/16/pPQ4PEQ.png" alt="练习4" title="练习4"style=""></p><p>如果某客户端程序停止运行，其他客户端程序可以接收到消息并显示。例如，昵称为“Jerry”的客户端停止运行，昵称为“Tom”的客户端的界面效果如图所示：</p><p><img src="https://s1.ax1x.com/2023/08/16/pPQ4Su8.png" alt="练习5" title="练习5"style=""></p><p>提示：</p><p>1、服务端可以使用Map集合保存所有客户端的输出流对象，键为客户端的名称，值为该客户端的输出流对象；</p><p>2、客户端启动后先输入昵称，未输入完成前不显示客户端发来的消息，如昵称重复，需更换其他昵称；</p><p>3、客户端流程图如下所示：</p><p><img src="https://s1.ax1x.com/2023/08/16/pPQ49Hg.png" alt="练习6" title="练习6"style=""></p><p>4、服务端流程图如下所示：</p><p><img src="https://s1.ax1x.com/2023/08/16/pPQ4pDS.png" alt="练习7" title="练习7"style=""></p><p><strong>服务端：</strong></p><pre><code class="lang-java">/**
 * @document: 聊天室V07
 * 服务器端
 * 服务器端向所有客户端发消息
 * @Author:SmallG
 * @CreateTime:2023/8/14+15:12
 */

public class Server {
    private ServerSocket serverSocket;
    // 服务端使用的读写锁
    private ReadWriteLock readWriteLock;
    private Lock readLock;
    private Lock writeLock;
    // 所有客户端输出流,key为用户的昵称，value为该用户的输出流
    private Map&lt;String,PrintWriter&gt; allOut;
    public Server(){
        try {
            // 初始化读写锁
            this.readWriteLock = new ReentrantReadWriteLock();
            this.readLock = readWriteLock.readLock();
            this.writeLock = readWriteLock.writeLock();
            allOut = new HashMap&lt;String,PrintWriter&gt;();
            System.out.println(&quot;正在启动服务端...&quot;);
            serverSocket = new ServerSocket(8088);
            System.out.println(&quot;服务端启动完毕!&quot;);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
    /**
     * 服务端开始工作的方法
     */
    public void start(){
        try {
            while(true) {
                System.out.println(&quot;等待客户端链接...&quot;);
                Socket socket = serverSocket.accept();
                System.out.println(&quot;一个客户端链接了！&quot;);
                //启动一个线程与该客户端交互
                ClientHandler clientHandler = new ClientHandler(socket);
                Thread t = new Thread(clientHandler);
                t.start();
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
    /**
     * 将输出流存入共享集合，与下面两个方法互斥，保证同步安全
     * @param out
     */
    private void addOut(String nickName,PrintWriter out){
        writeLock.lock();
        allOut.put(nickName,out);
        writeLock.unlock();
    }
    /**
     * 将给定输出流从共享集合删除
     * @param nickName
     */
    private void removeOut(String nickName){
        writeLock.lock();
        allOut.remove(nickName);
        writeLock.unlock();
    }
    /**
     * 将消息转发给所有客户端
     * @param message
     */
    private void sendMessage(String message,boolean isSystemMessage){
        readLock.lock();
        for(PrintWriter o : allOut.values()){
            if (isSystemMessage){
                o.println(&quot;系统消息 =&gt; &quot; +message);
            }else{
                o.println(&quot;公聊消息 =&gt; &quot; + message);
            }
        }
        readLock.unlock();
    }
    /**
     * 将消息发送给指定昵称的客户端
     * @param nickName
     * @param message
     * @return true-存在该用户 false-不存在该用户
     */
    private boolean sendMessageToOne(String nickName,String message){
        boolean flag = true;
        readLock.lock();
        PrintWriter out = allOut.get(nickName);
        if(out!=null){
            out.println(message);
        }else{
            flag =false;
        }
        readLock.unlock();
        return flag;
    }
    public static void main(String[] args) {
        Server server = new Server();
        server.start();
    }
    /**
     * 定义线程任务
     * 目的是让一个线程完成与特定客户端的交互工作
     */
    private class ClientHandler implements Runnable{
        private Socket socket;
        // 该客户端的昵称
        private String nickName;
        public ClientHandler(Socket socket){
            this.socket = socket;
        }
        public void run(){
            // 声明输出流引用，便于finally语句块中访问
            PrintWriter pw = null;
            try{
                InputStream in = socket.getInputStream();
                InputStreamReader isr = new InputStreamReader(in, &quot;UTF-8&quot;);
                BufferedReader br = new BufferedReader(isr);
                OutputStream out = socket.getOutputStream();
                OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(out,&quot;UTF-8&quot;);
                BufferedWriter bw = new BufferedWriter(osw);
                pw = new PrintWriter(bw,true);
                //先获取该用户昵称
                this.nickName = getNickName(pw, br);
                addOut(nickName,pw);
                Thread.sleep(100);
                //广播该客户端上线的操作
                sendMessage(this.nickName+&quot;上线了,当前在线人数:&quot; + allOut.size(), true);
                String message = null;
                while ((message = br.readLine()) != null) {
                    //首先查看是不是私聊
                    if(message.startsWith(&quot;\\&quot;)){
                        /*
                         * 私聊格式：\昵称:内容
                         */
                        //找到:的位置
                        int index = message.indexOf(&quot;:&quot;);
                        if(index&gt;=0){
                            //截取昵称
                            String name = message.substring(1,index);
                            //截取内容
                            String info = message.substring(index+1,message.length());
                            //拼接内容
                            info = nickName+&quot;对你说:&quot;+info;
                            //发送私聊信息给指定用户
                            boolean flag = sendMessageToOne(name, info);
                            if (!flag){
                                sendMessageToOne(this.nickName,&quot;用户：&quot;+name+&quot;不存在&quot;);
                            }
                            //发送完私聊后就不在广播了。
                            continue;
                        }
                    }
                    /*
                     * 遍历所有输出流，将该客户端发送的信息转发给所有客户端
                     * 需要同步
                     */
                    sendMessage(nickName+&quot;说:&quot;+message, false);
                }
            }catch(Exception e){
                // 暂不处理
            }finally {
                removeOut(this.nickName);
                //广播该客户端下线
                sendMessage(this.nickName+&quot;下线了,当前在线人数:&quot; + allOut.size(), true);
                try {
                    socket.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
        /**
         * 获取该用户的昵称
         * @return
         */
        private String getNickName(PrintWriter pw, BufferedReader br) throws IOException {
            try {
                //读取客户端发送过来的昵称
                String nickName = br.readLine();
                while(true){
                    //若昵称为空发送失败代码
                    if(nickName.trim().equals(&quot;&quot;)){
                        pw.println(&quot;FAIL&quot;);
                    }
                    //若昵称已经存在发送失败代码
                    if(allOut.containsKey(nickName)){
                        pw.println(&quot;FAIL&quot;);
                        //若成功，发送成功代码，并返回昵称
                    }else{
                        pw.println(&quot;OK&quot;);
                        return nickName;
                    }
                    //若改昵称被占用，等待用户再次输入昵称
                    nickName = br.readLine();
                }
            } catch (Exception e) {
                throw  e;
            }
        }
    }
}</code></pre><p><strong>客户端：</strong></p><pre><code class="lang-java">/**
 * @document: 客户端
 * @Author:SmallG
 * @CreateTime:2023/8/14+15:46
 */

/**
 * 聊天室客户端
 */
public class Client {
    private Socket socket;
    public Client() {
        try {
            System.out.println(&quot;正在连接服务端...&quot;);
            socket = new Socket(&quot;localhost&quot;, 8088);
            System.out.println(&quot;与服务端建立连接!&quot;);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
    /**
     * 客户端开始工作的方法
     */
    public void start() {
        try {
            //创建Scanner读取用户输入内容
            Scanner scanner = new Scanner(System.in);
            //首先输入昵称
            inputNickName(scanner);
            //启动读取服务端发送过来消息的线程
            ServerHandler handler = new ServerHandler();
            Thread t = new Thread(handler);
            t.setDaemon(true);
            t.start();
            OutputStream out = socket.getOutputStream();
            OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(out, &quot;UTF-8&quot;);
            BufferedWriter bw = new BufferedWriter(osw);
            PrintWriter pw = new PrintWriter(bw, true);
            while(true) {
                String line = scanner.nextLine();
                if(&quot;exit&quot;.equalsIgnoreCase(line)){
                    break;
                }
                pw.println(line);
            }
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }finally {
            try {
                socket.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        Client client = new Client();
        client.start();
    }
    /**
     * 输入昵称
     */
    private void inputNickName(Scanner scanner)throws Exception{
        //定义昵称
        String nickName = null;
        //创建输出流
        PrintWriter pw = new PrintWriter(
                new OutputStreamWriter(
                        socket.getOutputStream(),&quot;UTF-8&quot;)
                ,true);
        //创建输入流
        BufferedReader br = new BufferedReader(
                new InputStreamReader(
                        socket.getInputStream(),&quot;UTF-8&quot;)
        );
        /*
         * 循环以下操作
         * 输入用户名，并上传至服务器，等待服务器回应，若昵称可用就结束循环，否则通知用户后
         * 重新输入昵称
         */
        while(true){
            System.out.println(&quot;请输入昵称:&quot;);
            nickName = scanner.nextLine();
            if(nickName.trim().equals(&quot;&quot;)){
                System.out.println(&quot;昵称不能为空&quot;);
            }else{
                pw.println(nickName);
                String pass = br.readLine();
                if(pass!=null&amp;&amp;!pass.equals(&quot;OK&quot;)){
                    System.out.println(&quot;昵称已被占用，请更换。&quot;);
                }else{
                    System.out.println(&quot;你好!&quot;+nickName+&quot;,开始聊天吧!&quot;);
                    break;
                }
            }
        }
    }
    /**
     * 该线程负责接收服务端发送过来的消息
     */
    private class ServerHandler implements Runnable{
        public void run(){
            //通过socket获取输入流读取服务端发送过来的消息
            try {
                InputStream in = socket.getInputStream();
                InputStreamReader isr = new InputStreamReader(in,&quot;UTF-8&quot;);
                BufferedReader br = new BufferedReader(isr);
                String line;
                //循环读取服务端发送过来的每一行字符串
                while((line = br.readLine())!=null){
                    System.out.println(line);
                }
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}</code></pre>

java--Socket编程、反射

一、Socket编程

1、简介

2、Java中的套接字编程

3、Socket和TCP/UDP的关系

4、聊天室案例

Socket编程

获取网络输入流和网络输出流

close方法

客户端循环发送信息给客户端：

多线程实现聊天室：

5、获取本地地址和端口号

聊天室实现服务器端向客户端发送信息

服务器向所有客户端发送消息

二、反射（Reflection）

1、概念

2、反射优缺点

3、反射API

4、class类

（1）概述

（2）类加载器

（4）动态创建对象

（5）动态调用方法

5、注解

通过反射获取类的注解

三、练习

1 解决聊天室案例的线程安全问题

2 完成聊天室的私聊功能

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多线程实现聊天室：

5、获取本地地址和端口号

聊天室实现服务器端向客户端发送信息

服务器向所有客户端发送消息

二、反射（Reflection）

1、概念

2、反射优缺点

3、反射API

4、class类

（1）概述

（2）类加载器

（4）动态创建对象

（5）动态调用方法

5、注解

通过反射获取类的注解

三、练习

1 解决聊天室案例的线程安全问题

2 完成聊天室的私聊功能

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