TCP和UDP的Socket编程要掌握

简介: 《基础系列》

简述基于TCP和UDP的Socket编程的主要步骤

Java分别为TCP和UDP 两种通信协议提供了相应的Socket编程类,这些类存放在java.net包中。与TCP对应的是服务器的ServerSocket和客户端的Socket,与UDP对应的是DatagramSocket。

基于TCP创建的套接字可以叫做流套接字,服务器端相当于一个监听器,用来监听端口。 服务器与客服端之间的通讯都是输入输出流来实现的。基于UDP的套接字就是数据报套接字,•  两个都要先构造好相应的数据包。

基于TCP协议的Socket编程的主要步骤

服务器端(server):

1. 构建一个ServerSocket实例,指定本地的端口。这个socket就是用来监听指定端口的连接请求的。

2. 重复如下几个步骤:

a. 调用socket的accept()方法来获得下面客户端的连接请求。通过accept()方法返回的socket实例,建立了一个和客户端的新连接。

b. 通过这个返回的socket实例获取InputStream和OutputStream,可以通过这两个stream来分别读和写数据。

c. 结束的时候调用socket实例的close()方法关闭socket连接。

客户端(client):

1.构建Socket实例,通过指定的远程服务器地址和端口来建立连接。

2.通过Socket实例包含的InputStream和OutputStream来进行数据的读写。

3.操作结束后调用socket实例的close方法,关闭。

image.png

UDP

服务器端(server):

1. 构造DatagramSocket实例,指定本地端口。

2. 通过DatagramSocket实例的receive方法接收DatagramPacket.DatagramPacket中间就包含了通信的内容。

3. 通过DatagramSocket的send和receive方法来收和发DatagramPacket.

客户端(client):

1. 构造DatagramSocket实例。

2. 通过DatagramSocket实例的send和receive方法发送DatagramPacket报文。

3. 结束后,调用DatagramSocket的close方法关闭。

异常处理:


下列哪种异常是检查型异常,需要在编写程序时声明()

A. NullPointerException
B. ClassCastException
C. FileNotFoundException
D. IndexOutOfBoundsException

答案:C

分析:NullPointerException空指针异常

ClassCastException类型转换异常

IndexOutOfBoundsException索引超出边界的异常

以上这些异常都是程序在运行时发生的异常,所以不需要在编写程序时声明


Java出现OutOf MemoryError(OOM 错误)的原因有哪些?出现OOM错误后,怎么解决?

答:OutOf MemoryError这种错误可以细分为多种不同的错误,每种错误都有自身的原因和解决办法,如下所示:

java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space

错误原因:此OOM是由于JVM中heap的最大值不满足需要。

解决方法:1) 调高heap的最大值,即-Xmx的值调大。2) 如果你的程序存在内存泄漏,一味的增加heap空间也只是推迟该错误出现的时间而已,所以要检查程序是否存在内存泄漏。

java.lang.OutOfMemoryError: GC overhead limit exceeded

错误原因:此OOM是由于JVM在GC时,对象过多,导致内存溢出,建议调整GC的策略,在一定比例下开始GC而不要使用默认的策略,或者将新代和老代设置合适的大小,需要进行微调存活率。

解决方法:改变GC策略,在老代80%时就是开始GC,并且将-XX:SurvivorRatio(-XX:SurvivorRatio=8)和-XX:NewRatio(-XX:NewRatio=4)设置的更合理。

java.lang.OutOfMemoryError: Java perm space

错误原因:此OOM是由于JVM中perm的最大值不满足需要。

解决方法:调高heap的最大值,即-XX:MaxPermSize的值调大。

另外,注意一点,Perm一般是在JVM启动时加载类进来,如果是JVM运行较长一段时间而不是刚启动后溢出的话,很有可能是由于运行时有类被动态加载进来,此时建议用CMS策略中的类卸载配置。如:-XX:+UseConcMarkSweepGC -XX:+CMSClassUnloadingEnabled。

java.lang.OutOfMemoryError: unable to create new native thread

错误原因:当JVM向OS请求创建一个新线程时,而OS却由于内存不足无法创建新的native线程。

解决方法:如果JVM内存调的过大或者可利用率小于20%,可以建议将heap及perm的最大值下调,并将线程栈调小,即-Xss调小,如:-Xss128k。

java.lang.OutOfMemoryError: Requested array size exceeds VM limit

错误原因:此类信息表明应用程序(或者被应用程序调用的APIs)试图分配一个大于堆大小的数组。例如,如果应用程序new一个数组对象,大小为512M,但是最大堆大小为256M,因此OutOfMemoryError会抛出,因为数组的大小超过虚拟机的限制。

解决方法:1) 首先检查heap的-Xmx是不是设置的过小。2) 如果heap的-Xmx已经足够大,那么请检查应用程序是不是存在bug,例如:应用程序可能在计算数组的大小时,存在算法错误,导致数组的size很大,从而导致巨大的数组被分配。

java.lang.OutOfMemoryError: request < size> bytes for < reason>. Out of swap space

错误原因:抛出这类错误,是由于从native堆中分配内存失败,并且堆内存可能接近耗尽。这类错误可能跟应用程序没有关系,例如下面两种原因也会导致错误的发生:1) 操作系统配置了较小的交换区。2)系统的另外一个进程正在消耗所有的内存。

解决办法:1) 检查os的swap是不是没有设置或者设置的过小。2) 检查是否有其他进程在消耗大量的内存,从而导致当前的JVM内存不够分配。

注意:虽然有时< reason>部分显示导致OOM的原因,但大多数情况下,< reason>显示的是提示分配失败的源模块的名称,所以有必要查看日志文件,如crash时的hs文件。


列举常见的运行时异常

答:ClassCastException(类转换异常)

比如 Object obj=new Object(); String s=(String)obj;

IndexOutOfBoundsException(下标越界异常)

NullPointerException(空指针异常)

ArrayStoreException(数据存储异常,操作数组时类型不一致)

BufferOverflowException(IO操作时出现的缓冲区上溢异常)

InputMismatchException(输入类型不匹配异常)

ArithmeticException(算术异常)

注意:运行时异常都是RuntimeException子类异常。


下面关于 Java.lang.Exception类的说法正确的是()

A. 继承自 Throwable
B. 不支持Serializable
C. 继承自 AbstractSet
D. 继承自FitelnputStream

答案:A

分析:Throwable是Exception和Error的父类,Exception虽然没有实现Serializable接口,但是其父类Throwable已经实现了该接口,因此Exception也支持Serializable。


Unsupported major.minor version 52是什么异常,怎么造成的,如何解决?

答:问题的根本原因是工程中某个jar包的版本(jar包编译时的所用的jdk版本)高于工程build path中jdk的版本,这个是不兼容的! 编程中遇到此异常Unsupported major.minor version 52.0(根据版本号,这里可以为其他数值,52是1.8jdk jar包与 1.8以下低版本jdk不匹配),在将build path中jdk的版本调整与jar包匹配后,解决异常。


try{}里有一个return语句,那么紧跟在这个try后的finally{}里的code会不会被执行,什么时候被执行,在return前还是后?

答:会执行,在方法返回调用者前执行。Java允许在finally中改变返回值的做法是不好的,因为如果存在finally代码块,try中的return语句不会立马返回调用者,而是记录下返回值待finally代码块执行完毕之后再向调用者返回其值,然后如果在finally中修改了返回值,这会对程序造成很大的困扰,C#中就从语法上规定不能做这样的事。

(也许你的答案是在return之前,但往更细地说,我的答案是在return中间执行,请看下面程序代码的运行结果:


publicclassTest {

 

    /**

     * @paramargs add by zxx ,Dec 9, 2008

     */

    publicstaticvoidmain(String[] args) {

       // TODO Auto-generated method stub

       System.out.println(newTest().test());;

    }

 

    staticinttest()

    {

       intx = 1;

       try

       {

           returnx;

       }

       finally

       {

           ++x;

       }

    }

 

}

执行结果

运行结果是1,为什么呢?主函数调用子函数并得到结果的过程,好比主函数准备一个空罐子,当子函数要返回结果时,先把结果放在罐子里,然后再将程序逻辑返回到主函数。所谓返回,就是子函数说,我不运行了,你主函数继续运行吧,这没什么结果可言,结果是在说这话之前放进罐子里的。


Java 语言如何进行异常处理,关键字:throws、throw、try、catch、finally分别如何使用?

答:Java 通过面向对象的方法进行异常处理,把各种不同的异常进行分类,并提供了良好的接口。在Java 中,每个异常都是一个对象,它是Throwable 类或其子类的实例。当一个方法出现异常后便抛出一个异常对象,该对象中包含有异常信息,调用这个对象的方法可以捕获到这个异常并进行处理。Java 的异常处理是通过5 个关键词来实现的:try、catch、throw、throws和finally。一般情况下是用try来执行一段程序,如果出现异常,系统会抛出(throw)一个异常,这时候你可以通过它的类型来捕捉(catch)它,或最后(finally)由缺省处理器来处理;try用来指定一块预防所有“异常”的程序;catch 子句紧跟在try块后面,用来指定你想要捕捉的“异常”的类型;throw 语句用来明确地抛出一个“异常”;throws用来标明一个成员函数可能抛出的各种“异常”;finally 为确保一段代码不管发生什么“异常”都被执行一段代码;可以在一个成员函数调用的外面写一个try语句,在这个成员函数内部写另一个try语句保护其他代码。每当遇到一个try 语句,“异常”的框架就放到栈上面,直到所有的try语句都完成。如果下一级的try语句没有对某种“异常”进行处理,栈就会展开,直到遇到有处理这种“异常”的try 语句。


运行时异常与受检异常有何异同?

答:异常表示程序运行过程中可能出现的非正常状态,运行时异常表示虚拟机的通常操作中可能遇到的异常,是一种常见运行错误,只要程序设计得没有问题通常就不会发生。受检异常跟程序运行的上下文环境有关,即使程序设计无误,仍然可能因使用的问题而引发。Java编译器要求方法必须声明抛出可能发生的受检异常,但是并不要求必须声明抛出未被捕获的运行时异常。异常和继承一样,是面向对象程序设计中经常被滥用的东西,神作《Effective Java》中对异常的使用给出了以下指导原则:

不要将异常处理用于正常的控制流(设计良好的API不应该强迫它的调用者为了正常的控制流而使用异常)

对可以恢复的情况使用受检异常,对编程错误使用运行时异常

避免不必要的使用受检异常(可以通过一些状态检测手段来避免异常发生)

优先使用标准的异常

每个方法抛出的异常都要有文档

保持异常的原子性

不要在catch中忽略掉捕获到的异常

(异常表示程序运行过程中可能出现的非正常状态,运行时异常表示虚拟机的通常操作中可能遇到的异常,是一种常见运行错误。java编译器要求方法必须声明抛出可能发生的非运行时异常,但是并不要求必须声明抛出未被捕获的运行时异常。)

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