NET第8章 多线程与网络编程
网络编程的基础知识与应用
网络编程的基础知识与应用网络编程是计算机领域中十分重要的一个分支。
网络编程的实质是为了实现数据传输和交互，通过计算机网络进行信息的传递和交换。
简单来说，网络编程就是基于网络协议实现对网络传输数据的写入和读取等操作的程序设计。
网络编程已经成为当今计算机行业的一个必要技能，它的应用广泛，包括互联网应用、手机应用、视频流媒体、物联网等等领域。
因此，本文将从基础知识与应用两个方面，详细介绍网络编程。
一、网络编程的基础知识1.网络协议网络协议是计算机通讯的规定，它定义了在计算机网络中的数据传输，以及如何在计算机网络中进行数据交流的规则。
网络协议分层结构，常见的是OSI参考模型以及TCP/IP协议，其中TCP/IP协议在互联网应用中被广泛使用。
应用层协议有HTTP、FTP等，传输层协议有TCP、UDP等，网络层协议有IP协议等等。
2.网络通讯模型网络通讯模型包括「客户端/服务器」和「点对点」。
客户端和服务器模式是应用程序采用的常见网络通讯模型。
在这种情况下，一个程序作为客户端，另一个程序作为服务器，两者之间进行数据传输。
点对点通讯是一种直接的网络通讯模式，其中发件人和收件人通过互联网直接通信，例如P2P技术。
3.网络编程语言网络编程语言的选择由目标应用程序的需求决定。
目前较为普遍的编程语言包括C、Java、Python、Ruby、Lua、PHP等等。
C语言以及C++语言是传统的网络编程语言，而Python语言非常适合快速开发网络应用程序，Java语言更适合商业应用程序开发。
4.进程/线程进程和线程都是操作系统中的概念，但由于操作系统深度参与网络编程，因此在网络编程中经常被提及。
在网络编程作业中，一个应用程序可以作为一个进程或多个线程。
线程可单独作为一个程序处理网络通讯，或作为并发网络应用程序中工作的一部分。
二、网络编程的应用1.互联网应用互联网应用包括网站、电子商务应用、在线视频等。
最普通的互联网应用是一种基于客户端/服务器模式的应用，客户端发送请求，服务器响应并发送数据。
《网络编程技术》课件
后端开发技术
介绍常见的后端开发技术，如服务器端脚本语言（如PHP 、Python等）、数据库（如MySQL、MongoDB等）和 Web服务器（如Apache、Nginx等）。
Web应用安全
分析常见的Web应用安全问题，如跨站脚本攻击（XSS） 、SQL注入等，并提供防范措施和建议。
文件传
FTP协议
Java是一种静态类型的编 程语言，具有跨平台的特 性。
Java还提供了许多用于网 络编程的框架，如Spring Boot、Netty等。
Java提供了丰富的网络编 程API，如Socket、 ServerSocket等。
Java在网络应用服务器、 企业级应用等领域有广泛 的应用。
C网络编程
01 C是一种高效的、静态类型的编程语言。
02
SSL/TLS协议支持多种加密算法和协议版本，能够提供端到端的
安全连接。
SSL/TLS协议广泛应用于网页浏览、电子邮件、即时通讯等领域
03
的通信安全。
06 网络编程发展趋势与展望
云计算在网络编程中的应用
云计算为网络编程提供了强大的 基础设施和资源池，使得开发人 员能够更加高效地构建和部署应
用程序。
套接字编程
套接字是网络编程中的基本概念，通过套接字可以实现不 同计算机之间的通信，常用的套接字编程包括Socket编程 等。
02 网络协议与技术
TCP/IP协议族
总结词
TCP/IP协议族是互联网的基础，它定义了数据如何在不同网络之间传输。
详细描述
TCP/IP协议族包括传输控制协议（TCP）和网际协议（IP）。TCP负责数据的可 靠传输，而IP负责数据的路由。这些协议共同工作，使得各种设备可以在互联 网上通信。
多线程的课程设计
多线程的课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解多线程的基本概念，掌握多线程的编程方法和技巧。
2. 使学生了解多线程在软件开发中的应用场景，掌握多线程同步、互斥和通信等关键技术。
3. 帮助学生了解操作系统中线程调度策略，理解多线程程序的性能影响因素。
技能目标：1. 培养学生运用所学知识独立编写多线程程序的能力。
2. 提高学生分析、解决多线程编程中遇到问题的能力。
3. 培养学生运用多线程技术优化程序性能的能力。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对计算机编程的兴趣，培养良好的编程习惯。
2. 培养学生具备团队协作意识，提高沟通表达能力。
3. 增强学生面对复杂问题的勇气和信心，培养勇于挑战的精神。
课程性质：本课程为计算机科学与技术专业的核心课程，旨在帮助学生掌握多线程编程技术，提高程序设计能力。
学生特点：学生具备一定的编程基础，熟悉基本的数据结构和算法，但对于多线程编程尚处于入门阶段。
教学要求：结合学生特点，课程设计应注重理论与实践相结合，通过案例分析和实际操作，使学生掌握多线程编程的核心知识，并能够应用于实际项目中。
同时，注重培养学生的团队协作能力和解决问题的能力。
在教学过程中，关注学生的个体差异，提供有针对性的指导，确保每位学生都能达到课程目标。
二、教学内容1. 多线程基本概念：线程与进程的区别，多线程的优势与挑战。
2. 多线程编程基础：线程的创建、运行、同步与销毁，线程池的原理与应用。
3. 多线程同步机制：互斥锁、条件变量、信号量等同步工具的使用。
4. 线程间通信：共享内存、消息队列、管道等通信方式。
5. 线程调度策略：时间片轮转、优先级调度等策略。
6. 多线程程序性能优化：减少线程竞争、降低锁的开销、合理设置线程数量等。
7. 多线程编程案例分析：分析实际项目中多线程的应用，总结编程技巧。
教学大纲安排：第一周：多线程基本概念，线程与进程的区别，多线程的优势与挑战。
第二周：多线程编程基础，线程的创建、运行、同步与销毁。
网络编程基础教程
网络编程基础教程在现代计算机科学中，网络编程一直是重要的部分。
无论是我们日常使用的社交网络、购物网站，还是各种金融交易和数据传输，都不可缺少网络编程的支持。
因此，对于计算机科学学习者来说，学好网络编程是非常必要的。
基本概念网络编程是指在网络上实现不同计算机之间数据交换的过程。
它涉及到多个主题，包括网络基础架构、编程模型、网络协议、套接字等。
在网络编程中，套接字是重要的概念。
套接字是协议的一种实现，它在网络套接字上提供了一种应用接口，用于发送和接收数据。
编程模型在网络编程中，有两种主要的编程模型：客户端-服务器模型和点对点（P2P）模型。
在客户端-服务器模型中，客户端向服务器发送请求，并获得服务器的响应。
这种模型是现代网络中最常见的编程模型。
在点对点模型中，每个计算机都可以作为客户端和服务器，它们可以在互相之间进行通信。
网络协议网络协议是网络编程的基础。
一个协议定义了一组规则，用于在网络上通信。
TCP/IP是最常用的网络协议，它提供了一种可靠的数据传输方式。
其它常见的协议包括HTTP、FTP和SMTP等。
套接字编程套接字编程是网络编程中最重要的部分。
套接字是网络编程中传输数据的主要方法。
当应用程序需要与另一个应用程序进行通信时，它会创建一个套接字用于在网络上传输数据。
在套接字编程中，有两种类型的套接字：流式套接字和数据报套接字。
流式套接字是一种经典的套接字类型，它使用TCP/IP协议在网络上进行数据传输。
这种套接字可以实现可靠数据传输，且可以在收到数据并发送响应后关闭连接。
数据报套接字是另一种套接字类型，它使用UDP协议在网络上进行数据传输。
这种套接字比流式套接字更加灵活，但也更加不可靠。
数据报套接字适用于需要快速传输数据的应用程序。
总结网络编程是现代计算机科学中最重要的部分之一。
学好网络编程需要我们掌握一个广泛的知识范围，包括网络基础架构、编程模型、网络协议、套接字编程等。
在学习过程中，我们应该重视实践，多写网络编程相关的代码，不断提高自己的编程技能。
C语言网络编程详解
C语言网络编程详解网络编程是计算机科学中的重要领域，而C语言作为一种广泛使用的编程语言，也在网络编程中扮演着重要的角色。
本文将详细介绍C 语言网络编程的相关知识和技巧，帮助读者更好地理解和应用该领域的知识。
1. 网络编程概述网络编程是指利用计算机网络进行程序开发和通信的过程。
它主要涉及到数据传输、网络协议、套接字等概念。
C语言提供了一系列函数和库来支持网络编程，如socket函数、bind函数、listen函数等。
2. 套接字编程套接字（socket）是进行网络通信的一种机制。
C语言提供了一组函数用于创建、设置和管理套接字。
通过使用这些函数，我们可以建立起客户端和服务器之间的通信连接，实现数据的收发和传输。
2.1 套接字基础在进行网络编程之前，我们需要了解基本的套接字概念和操作。
首先，我们需要创建一个套接字，可以是TCP套接字或者UDP套接字。
然后，我们可以使用bind函数将套接字与IP地址和端口号绑定。
接下来，我们可以使用listen函数开始监听来自客户端的连接请求。
2.2 TCP编程TCP（传输控制协议）是一种可靠的连接协议，适用于需要保证数据可靠传输的场景。
在C语言中，我们可以使用socket函数创建一个TCP套接字。
然后，通过accept函数接受来自客户端的连接请求，使用send和recv函数进行数据的发送和接收。
2.3 UDP编程UDP（用户数据报协议）是一种无连接的协议，适用于需要快速传输数据的场景。
在C语言中，我们可以使用socket函数创建一个UDP 套接字。
与TCP不同的是，UDP不需要先建立连接，可以直接使用sendto和recvfrom函数进行数据的发送和接收。
3. 网络编程实例为了更好地理解和应用C语言网络编程，下面将通过两个实例来演示TCP和UDP编程的基本过程。
3.1 TCP编程实例假设我们要实现一个简单的聊天室程序，服务器接收来自不同客户端的消息，并转发给其他客户端。
.net 线程执行方法
在.NET中，可以使用多种方式来执行多线程。
以下是几种常用的方法：1. 使用`System.Threading.Thread`类：可以创建新的线程并执行代码块。
例如：```csharpusing System.Threading;public void StartThread(){Thread newThread = new Thread(() =>{// 在新线程中执行的代码});newThread.Start();}```2. 使用`System.Threading.Task`类：Task是.NET 4.0引入的，用于表示异步操作。
可以使用`Task.Run()`方法来创建并启动新线程。
例如：```csharpusing System.Threading.Tasks;public async Task StartTask(){await Task.Run(() =>{// 在新线程中执行的代码});}```3. 使用`Parallel.For`或`Parallel.ForEach`方法：这些方法可以在多个线程上并行执行代码块。
例如：```csharpusing System.Threading.Tasks;using System.Threading;using System.Threading.Tasks.Parallel;public void StartParallelLoop(){Parallel.For(0, 10, i =>{// 在多个线程上并行执行的代码});}```需要注意的是，多线程编程需要谨慎处理线程同步和资源访问问题，以避免出现竞态条件和死锁等问题。
可以使用锁、信号量、事件等机制来控制线程之间的同步和通信。
计算机网络技术专业2《第8章 多线程-课后习题1》
第8章多线程一、填空题1．实现多线程的两种方式是继承________类和实现________接口。
2．线程的整个生命周期分为5个阶段，分别是________、________、________、阻塞状态和死亡状态。
3．Thread类中的________方法用于开户一个新线程，当新线程启动后，系统会自动调用________方法。
4．执行________方法，可以让线程在规定的时间内休眠。
5．同步代码块使用________关键字来修饰。
二、判断题1．当我们创立一个线程对象时，该对象表示的线程就立即开始运行。
2．静态方法不能使用synchronied关键字来修饰。
3．对Java程序来说，只要还有一个前台线程在运行，这个进程就不会结束。
4．实现Runnable接口比继承Thread类创立线程的方式扩展性更好。
5．使用synchronied关键字修饰的代码块，被称作同步代码块。
三、选择题1．以下有关线程的创立方式说法错误的选项是〔〕A、通过继承Thread类与实现Runnable接口都可以创立多线程程序B、实现Runnable接口相对于继承Thread类来说，可以防止由于Java的单继承带来的局限性C、通过继承Thread类与实现Runnable接口创立多线程这两种方式没有区别D、大局部的多线程应用都会采用实现Runnable接口方式创立2．以下关于线程优先级的描述，错误的选项是〔〕A、NORM_PRIORITY代表普通优先级，默认值是5B、一般情况下，主函数具有普通优先级C、新建线程的优先级默认为最低D、优先级高的线程获得先执行权的几率越大3．下面关于join方法描述正确的选项是〔〕A、join方法是用于线程休眠B、join方法是用于线程启动C、join方法是用于线程插队D、join方法是用于线程同步4．Java多线程中，关于解决死锁的方法说法错误的选项是〔〕A、防止存在一个进程等待序列{P1，P2，…，Pn}，其中P1等待P2所占有的某一资源，P2等待P3所占有的某一源，…，而Pn等待P1所占有的的某一资源，可以防止死锁B、打破互斥条件，即允许进程同时访问某些资源，可以预防死锁，但是，有的资源是不允许被同时访问的，所以这种方法并无实用价值C、打破不可抢占条件。
网络编程入门教程
网络编程入门教程网络编程是利用计算机网络实现程序间通信的过程，是现代计算机应用开发中不可或缺的一部分。
通过网络编程，我们可以实现数据的传输和交互，增强应用程序的功能和性能。
本文将为您提供一个网络编程的入门教程，帮助您快速入门并了解网络编程的基础知识。
网络编程的基础知识要理解网络编程，首先需要了解一些基本的网络概念和协议。
在网络中，数据被分割成小的数据包，并通过各种网络设备（如路由器、交换机等）在网络中传输。
常用的网络协议有TCP（传输控制协议）和UDP（用户数据报协议）。
TCP提供可靠的、面向连接的数据传输，而UDP则更适用于需要快速传输但不需要可靠性的应用。
了解这些协议的特点和用途对实现网络编程非常重要。
网络编程的语言和工具网络编程可以使用各种编程语言进行，常用的语言包括Python、Java、C++等。
在本教程中，我们将使用Python作为示例语言进行讲解，并介绍一些常用的网络编程库。
Python是一种简洁而强大的编程语言，它具有丰富的网络编程库，使得开发网络应用变得更加容易。
其中，socket库是Python中用于实现网络编程最常用的库，它提供了一系列函数和方法，用于创建网络套接字和进行数据传输。
网络编程的基本步骤下面将介绍网络编程的基本步骤，涵盖了一个简单的客户端-服务器通信实例。
1. 创建服务器端套接字首先，我们需要创建一个服务器端套接字。
服务器套接字用于监听客户端的连接请求，并接受连接。
Python中可以使用socket库的`socket()`函数来创建套接字，并使用`bind()`和`listen()`函数来将套接字绑定到本地地址并开始监听。
2. 接受客户端连接请求服务器端套接字创建后，我们需要通过`accept()`函数接受客户端的连接请求，并建立与客户端的连接。
一旦与客户端建立连接，服务器就可以与客户端进行数据交互。
3. 创建客户端套接字在客户端，我们通常需要创建一个客户端套接字，并使用`connect()`函数连接到服务器端。
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TCP服务器端 Socket()
bind()
listen()
accept() 阻塞，直到有 客户端连接
read()
处理请求
write()
read()
Close()
3 C#中与TCP编程相关的类
为了简化网络编程的复杂度，.NET对套接字进行发封装，使用 .Sockets命名空间下的TcpListner类和TcpClient 类，这两个类只支持标准协议的编程类。
1.5 ThreadStart 委托 原型为public delegate void ThreadStart ()。
该委托用于没有参数的方法，在创建托管的线程时，在该线程 上执行的方法将通过一个传递给 Thread 构造函数的 ThreadStart 委托来表示。在调用 System.Threading.Thread.Start 方法之前，该线程不会开始进程（Process）是Windows系统中的一个基本概念，它包含着 一个运行程序所需要的资源。进程之间是相对独立的，一个进程无 法访问另一个进程的数据（除非利用分布式计算方式），一个进程 运行的失败也不会影响其他进程的运行，Windows系统就是利用 进程把工作划分为多个独立的区域的。进程可以理解为一个程序的 基本边界。
2.2 套接字的TCP通信流程
TCP程序是面向连接的，其运行机制是：服务器有一个 Socket一直处于侦听状态，客户端Socket与嗠器通信这前 必须首先发起连接请求，服务器上负责好胃口让的Socket 接受请求并另外创建一个Socket与客户端进行通信，自己 由继续侦听新的请求。
TCP客户端 Socket() connet() write()
3.1 PAddress类 该提供了对IP地址的转换、处理等功能。其Parse方法可将 IP地址字符串转换为IPAddress实例。如： IPAddress ip = IPAddress.Parse(“192.168.1.1”);
3.2 IPEndPoint 类
执行将从 ThreadStart委托表示的方法的第一行开始。
ThreadStart 委托可用于实例方法和静态方法。
1.6 ParameterizedThreadStart委托 public delegate void ParameterizedThreadStart(object obj)。
该委托用于带参数的方法，在创建托管的线程时，在该线程上执 行的方法将通过一个传递给Thread 构造函数的 ParameterizedThreadStart 委托来表示。在调用 System.Threading.Thread.Start方法之前，该线程不会开始执行。 执行将从ParameterizedThreadStart委托表示的方法的第一行开 始。
第8章 多线程与网络编程 本章的主要内容 1、 线程编程 2、TCP简介与通信流程 3、C#中与TCP编程相关的类 4、 UDP简介 5 、UdpClient类 6、 项目一 基于TCP的LED灯控制服务器端软件设计 7、 项目二 基于UDP通信的电源数据采集软件设计 8 、项目三 基于TCP Client模式的温湿度数据采集软件设计
线程（Thread）是进程中的基本执行单元，在进程入口执行的 第一个线程被视为这个进程的主线程。在.NET应用程序中，都是 以Main()方法作为入口的，当调用此方法时系统就会自动创建一个 主线程。
1.2 多线程
在单CPU系统的一个单位时间（time slice）内，CPU只能运 行单个线程，运行顺序取决于线程的优先级别。如果在单位时 间内线程未能完成执行，系统就会把线程的状态信息保存到线 程的本地存储器（TLS） 中，以便下次执行时恢复执行。而多 线程只是系统带来的一个假像，它在多个单位时间内进行多个 线程的切换。因为切换频密而且单位时间非常短暂，所以多线 程可被视作同时运行。
ParameterizedThreadStart委托可用于实例方法和静态方法。
1.7 C#中的多线程应用 线程函数通过委托传递，可以不带参数，也可以带参数（只 能有一个参数），可以用一个类或结构体封装参数。 （1）不带参数的多线程序编程 （2）带参数的多线程编程
2 TCP简介与通信流程 2.1 TCP简介 TCP是TCP/IP体系中最重要的传输层协议，它提供全双工 和可靠传输的服务。TCP是一种面向连接的、可靠的、基于字 节流的传输层通信协议。在TCP/IP核心协议中，TCP位于IP层 之上的，在整体网络协议族中，它处于应用层诸多协议之下， 很多常见的网络应用的协议（HTTP/FTP/SMTP/POP3等）都 是支行在TCP基础之上的。
但需要注意一点，因为CPU需要花费不少的时间在线程的切 换上，所以过多地使用多线程反而会导致性能的下降。
1.3使用线程的好处 （1）可以使用线程将代码同其他代码隔离，提高应用程序的 可靠性。 （2）可以使用线程来简化编码。 （3）可以使用线程来实现并发执行。
1.4 Thread类 （1） System.Threading.Thread类 System.Threading.Thread是用于控制线程的基础类，通过 Thread可以控制当前应用程序域中线程的创建、挂起、停止、 销毁。
（2）Thread类的主要方法 Thread 中包括了多个方法来控制线程的创建、挂起、停止、 销毁，Thread类的主要方法有： ① Thread() ② Start() ③ Abort() ④ Sleep() （3）Thread类的主要属性 Thread类有许多属性，但最常用的主要的属性 ① CurrentThread：获取当前正在运行的线程； ② IsAlive：获取一个值，该值指示当前线程的执行状态； ③ Priority：获取或设置一个值，该值指示线程的调度优先级； ④ ThreadState：获取一个值，该值包含当前线程的状态； ⑤ Name：获取或设置线程的名称。