• Java使用UDP Socket实现回显服务


    两个类:

    DatagramSocket:Datagram为数据报,这一个DatagramSocket对象就对应到操作系统中的一个socket文件。
    socket文件对应“网卡”这种硬件设备。从socket文件读数据本质上就是读网卡,从socket文件写数据本质上就是写网卡。
    receive:接收数据
    send:发送数据
    close:释放数据

    DatagramPacket:代表了一个UDP的数据报,使用UDP传输数据的基本单位。发送一次数据就是在发一个DatagramPacket,接收一次数据就是在收一个DatagramPacket

    下面一个最简单的客户端服务器程序,回显服务,EchoServer。请求内容是什么得到的响应就是什么,这样的程序属于最简单的网络编程中的程序,不涉及到任何业务逻辑,就只是通过socket api单纯的转发。

    服务器:

    构造socket对象有很多失败的可能:

    1)端口号已经被占用了,就像两个人不能有相同的电话号码,同一个主机的两个程序也不能有相同的端口号。一个进程可以有多个端口号,就像一个可以有多个电话号码,一个进程可以创建多个socket对象,每个socket对象都绑定自己的端口号
    2)每个进程能够打开的文件个数是有上限的,如果进程已经打开了很多文件,就可能导致此处的socket文件不能顺利打开了。

    public UdpEchoServer(int port) throws SocketException {
        socket = new DatagramSocket(port);
    }
    
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    端口号是可以自己定的,也可以是系统分配的,当前这个写法是自己定的,一般在构造服务器这边的socket对象时候,需要显示的绑定一个端口号,端口号使用来区分一个应用程序的,当主机收到网卡上的数据用来区分这个数据属于那个应用程序。

    服务器和客户端的定义

    服务器定义为“被动接受请求的一方”,主动发送请求的一方叫做客户端。

    在这里插入图片描述

    send方法的参数,也是DatagramPacket需要把响应数据先构造成一个DatagramPacket再进行发送,这里就不是构造一个空的数据报。

    在这里插入图片描述

    在这里插入图片描述

    在当前场景,那个客户端发来的请求,就把数据返回给那个客户端。
    在这里插入图片描述

    import java.io.IOException;
    import java.net.DatagramPacket;
    import java.net.DatagramSocket;
    import java.net.SocketException;
    
    /**
     * ClassName UdpEchoServer
     * Description
     * Create by 93900
     * Date 2022/8/2 19:47
     */
    
    /*
    站在服务器的角度:
    1.源IP:服务器程序本机的IP
    2.源端口:服务器绑定的端口号(此处手动置顶了9090)
    3.目的IP:包含在收到的数据报中(客户端的IP)
    5.协议类型:UDP
     */
    public class UdpEchoServer {
        //进行网络编程的第一步,先准备好socket实例,这是进行网络编程的大前提
        private DatagramSocket socket = null;
    
        public UdpEchoServer(int port) throws SocketException {
            socket = new DatagramSocket(port);
        }
    
        //启动服务器
        public void start() throws IOException {
            System.out.println("启动服务器!");
            //UDP不需要建立连接,直接接收从客户端来的数据即可
            while(true){
                //1.读取客户端发来的请求
                //为了接收数据,需要先准备好一个空的DatagramPacket对象,由receive进行填充
                DatagramPacket requestPacket = new DatagramPacket(new byte[1024], 1024);
                socket.receive(requestPacket);
                //把DatagramPacket解析成一个String
                String request = new String(requestPacket.getData(), 0, requestPacket.getLength(), "UTF-8");
    
                //2.根据请求计算响应(由于这是一个回显服务,2.省略)
                String response = process(request);
    
                //3.把响应协会客户端
                DatagramPacket responsePacket = new DatagramPacket(response.getBytes(), response.getBytes().length,
                        requestPacket.getSocketAddress());
                socket.send(responsePacket);
    
                System.out.printf("[%s:%d req:%s, resp:%s\n",
                        requestPacket.getAddress().toString(), requestPacket.getPort(), request, response);
            }
        }
    
        //由于这是回显服务,响应和请求也就一样了
        //对于一个服务器来说这个部分是最复杂的
        public String process(String request){
            return request;
        }
    
        public static void main(String[] args) throws IOException {
            UdpEchoServer server = new UdpEchoServer(9090);
            server.start();
        }
    }
    
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    客户端:

    在客户端构造socket对象的时候,就不再手动指定端口号,使用无参版本的构造方法。
    在这里插入图片描述

    服务器和客户端的端口号怎么确定?

    通常写代码的时候,服务器都是手动指定的,客户端都是由系统自动指定的(系统随机分配)。由于客户端是主动发起请求的一方,客户端需要在发送请求之前,先知道服务器的地址+端口号,但是反过来请求在发送之前,服务器是不需要事先知道客户端的地址+端口。

    对于服务器来说:必须要手动指定,后续客户端要根据这个端口号来访问服务器,如果让系统随机分配,客户端就不知道服务器的端口是啥,也就不能访问。

    对于客户端来说,如果手动指定也可以,但是系统分配更好。一个机器上的两个进程不能绑定同一个端口,如果手动指定一个端口,万一这个端口被占用就导致程序不能正常工作。

    DatagramPacket三种构造方法:

    在这里插入图片描述

    通信五元组:

    一次通信是由五个核心信息描述出来的,源IP,源端口,目的IP,目的端口,协议类型。
    源,数据从哪来。
    目的,就是数据到哪去。

    在这里插入图片描述

    Idel如何设置启动多个实例?

    在这里插入图片描述

    import java.io.IOException;
    import java.net.*;
    import java.util.Scanner;
    
    /**
     * ClassName UdpEchoClient
     * Description
     * Create by 93900
     * Date 2022/8/2 20:14
     */
    
    /*
    站在客户端的角度:
    源IP:本机IP
    源端口:系统分配的端口
    目的IP:服务器的IP
    目的端口:服务器的端口
    协议类型:UDP
     */
    public class UdpEchoClient {
        private DatagramSocket socket = null;
        private String serverIP;
        private int serverPort;
    
        public UdpEchoClient(String serverIP, int serverPort) throws SocketException {
            socket = new DatagramSocket();
            this.serverIP = serverIP;
            this.serverPort = serverPort;
        }
    
        public void start() throws IOException {
            Scanner scanner = new Scanner(System.in);
            while (true){
                //1.先从控制台读取用户输入的字符串
                System.out.print("-> ");
                String request = scanner.next();
    
                //2.把这个用户输入的内容,构造成一个UDP请求,并发送
                //  构造的请求里包含两部分信息:
                //  1)数据的内容,request字符串
                //  2)数据要发送给谁 服务器IP+端口
                DatagramPacket requestPacket = new DatagramPacket(request.getBytes(), request.getBytes().length,
                        InetAddress.getByName(serverIP), serverPort);
                socket.send(requestPacket);
    
                // 3. 从服务器读取响应数据, 并解析
                DatagramPacket responsePacket = new DatagramPacket(new byte[1024], 1024);
                socket.receive(responsePacket);
                String response = new String(responsePacket.getData(), 0, responsePacket.getLength(), "UTF-8");
                // 4. 把响应结果显示到控制台上.
                System.out.printf("req: %s, resp: %s\n", request, response);
    
            }
        }
    
        public static void main(String[] args) throws IOException {
            //由于服务器和客户端同在一台设备上,使用的IP仍然是127.0.0.1 ,如果是在不同的机器上,就需要更改这里的IP
            UdpEchoClient client = new UdpEchoClient("127.0.0.1" , 9091);
            client.start();
        }
    }
    
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  • 原文地址:https://blog.csdn.net/weixin_46429649/article/details/126232189