JavaEE - 网络编程之回显服务器

目录

一.什么是回显服务器？

二.UDP是什么？

1.TCP 是有链接的， UDP 是无连接的

2.TCP是可靠传输的,UDP是不可靠传输的

3.TCP是面向字节流的，UDP是面向数据报

4.TCP和UDP是全双工的

三.UDP的 socket api?

四. 具体代码实现

1.服务器部分

2.客户端部分?

?3. 具体的流程到底是个啥？

4.执行结果

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一.什么是回显服务器？

回显服务器是网络编程中一个简单的代码示例，回显的意思就是客户端发给服务器什么东西，服务器就返回给客户端什么东西。此处我们使用UDP来进行编写回显服务器。

既然此处我们要使用UDP来编写回显服务器，那么我们就有必要去了解UDP是什么？

二.UDP是什么？

UDP是五层网络模型中传输层的协议。其实这个传输层的协议有两个，一个是TCP，另一个就是UDP。两者的区别如下：

1.TCP 是有链接的， UDP 是无连接的

此处链接的本质就是建立连接的双方，各自保存对方的信息.

TCP要想通信，就需要先建立连接（保存对方信息），然后才能后续通信。

如果A 想和 B 建立连接，但是 B 拒绝了！通信就无法完成!

UDP要想建立链接，就直接发送数据即可，不需要征得对方的同意，UDP自身也不会保存对方信息。但是应用程序层面会知道。

2.TCP是可靠传输的,UDP是不可靠传输的

什么是可靠？究竟什么样子才算可靠？

其实这个可靠是一个模糊的概念，比如我是一个非常厉害的老中医，但是假如有病人问我这个病能不能百分百治好的时候，我只能说：“我尽力治好~~~” 。? 此时我是可靠的呢还是不可靠的呢？其实应该是可靠的，因为此时我的医术很精明，已经很接近有百分百的把握了。

在网络上进行通信,A - >B 的过程中，这个消息是不可能 100% 送达的

TCP内置了可靠传输机制，发送失败的时候会采取一定的措施(比如尝试重传之类的)

UDP就没有内置可靠传输机制!

但是我们思考，为什么UDP不搞一个可靠传输呢？

因为可靠传输是要付出代价的: 机制更复杂? ? 传输效率更低~

3.TCP是面向字节流的，UDP是面向数据报

TCP是以字节为单位来进行传输的.

UDP是以数据报为单位来进行传输的.

4.TCP和UDP是全双工的

也就是两者都允许双向通信，客户端可以发送请求给服务器，服务器也可以发送相应给客户端。

三.UDP的 socket api?

socket本质上就是一个特殊的文件，把“网卡”抽象成了文件

往socket 文件中写数据，就相当于通过网卡发送数据

往socket 文件中读数据，就相当于通过网卡接收数据

在Java中,UDP的API主要有两种:

DatagramSocket? 和? DatagramPacket

其实这两个对象，可以这样理解：DatagramSocket? 就相当于一个网关文件,?而?DatagramPacket就相当于穿梭在这个网关文件中的数据报。

也就是客户端要发送这个数据报给服务器 ,? 服务器要把相应再以数据报的形式发给客户端。

四. 具体代码实现

1.服务器部分

package net;

import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.SocketException;

public class UdpEchoServer {
    //创建一个DatagramSocket对象 这个就相当于一个网卡文件
    private DatagramSocket socket = null;

    public UdpEchoServer(int port) throws SocketException {
        //这样写就是手动指定端口
        socket = new DatagramSocket(port);

        //socket = new DatagramSocket();  这样写就是系统自动分配端口
    }

    public void start() throws IOException {
        System.out.println("服务器启动!");
        while (true) {
            //1. 读取请求并解析
            //这里首先要创建出数据报类型的对象
            //此处的requestPacket对象就是作为输出型参数进行传递
            DatagramPacket requestPacket = new DatagramPacket(new byte[4096],4096);
            socket.receive(requestPacket);
            //在receive之后,requestPacket中已经存储好了二进制数据

            //但是要想显示出来,就需要把这个二进制转为字符串
            //此处意思就是从 0 到数据的最大长度
            String request = new String(requestPacket.getData(),0,requestPacket.getLength());

            //2.根据请求计算相应
            //由于是回显服务器,请求是啥样,相应就是啥样
            String response = process(request);

            //3.把响应写回到客户端中
            //此时搞一个响应对象,DatagramPacket,在这个里面构造刚才的数据,再返回
            //注意response.getBytes().length 和 response.length 是不一样的，
            // 一个是获取字节的长度，另一个是获取字符的长度。如果response全是英文字符串，那就没事。但是如有中文的话就可能会出现问题
            DatagramPacket responsePacket = new DatagramPacket(response.getBytes(),response.getBytes().length,
                    requestPacket.getSocketAddress());
            socket.send(responsePacket);
            //打印日志文件
            System.out.printf("[%s:%d] req=%s, resp=%s\n",requestPacket.getAddress().toString(),
                    requestPacket.getPort(),request,response);
        }
    }

    private String process(String request) {
        return request;
    }

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        UdpEchoServer server = new UdpEchoServer(9090);
        server.start();
    }
}

代码解读:

1. 服务器要手动指定端口, socket = new DatagramSocket(port); 这样的目的就是让多个客户端能够精准访问。

2.?process 方法就是一个简单的 传进去什么，返回什么东西。这个就是回显的体现。

3.DatagramSocket 有不同的版本 , 我们要根据需要 使用不同的参数.

????????比如在服务器进行接收的时候，就需要先构造好一个空的DatagramSocket对象（相当于空盘子），然后放到recevie里面等待客户端发来东西。然后把客户端的东西放到这个对象中（放到盘子里）。

? ? ? ? 比如在服务器进行回应的时候，此时的DatagramSocket里面就应该是response ，也就是根据这个response 字符串进行构造DatagramSocket对象。

4.requestPacket.getSocketAddress() 意思就是服务器回应的时候，需要知道是谁发来的。

2.客户端部分?

package net;

import Inner.Inter;

import java.io.IOException;
import java.net.*;
import java.util.Scanner;

public class UdpEchoClient {
    private DatagramSocket socket = null; //先制定网关文件为空
    private String serverIp = "";
    private  int serverPort = 0; //端口号

    public UdpEchoClient(String ip,int port) throws SocketException {
        //客户端这边就是手动指定端口
        socket = new DatagramSocket();
        serverIp = ip;
        serverPort = port;
    }

    public void start() throws IOException {
        System.out.println("客户端启动!");
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);

        while (true) {
            //1.从控制台读取数据,作为请求
            System.out.print("-> ");
            String request = scanner.next();

            //2.将请求内容构造成DatagramPacket数据报对象
            DatagramPacket requestPacket = new DatagramPacket(request.getBytes(),request.getBytes().length,
                    InetAddress.getByName(serverIp),serverPort);

            socket.send(requestPacket);

            //3.尝试读取服务器的相应
            DatagramPacket responsePacket = new DatagramPacket(new byte[4096],4096);
            socket.receive(responsePacket);

            //4.把相应拼接成字符串并显示出来
            String response = new String(responsePacket.getData(),0, responsePacket.getLength());
            System.out.println(response);

        }
    }

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        UdpEchoClient client = new UdpEchoClient("172.0.0.1",9090);
        client.start();
    }
}

代码解读:

1. 客户端需要使用系统自动分配的端口。这是为什么呢？我们来想一下，加入我在我们大学开了一个窗口，那么我就是一个服务器，也就是给大家做饭的。各位同学们就是客户端。那么我的窗口位置就需要确定，以让同学们更好的找到我（也就是服务器的端口要手动指定）。那么各位同学在等待我做好饭的时候（等待服务器回应），所等待的位置是不是每次都相同？答案很明显：不是。 同学们等待我做饭的位置，是不定的！！！也就是可以理解为客户端的端口是随机的，是系统自动分配的！

2. 知道需要分配端口号之后，客户端这边需要发送一个请求给服务器。那么这个请求需要构造成DatagramSocket 对象类型，才能够进行传输。

3.InetAddress.getByName(serverIp） 这个就是将服务IP 转化为数据报的形式，因为我们自己写的IP是字符串。

4. 客户端通过sent发送请求，然后receive等待相应。注意等待相应之前，应该先有一个空的DatagramSocket对象（空盘子）来接收这个相应！

?3. 具体的流程到底是个啥？

1). 首先服务器先启动。服务器启动之后,就会进入循环,执行到 receive 这里进行阻塞(因为客户端还没有发送请求过来);

2). 客户端也开始启动, 先进入while 循环 执行 scanner.next 并且也在这里阻塞. 直到用户输入一个内容

3). 客户端发送数据之后(服务器和客户端会同步执行)

? ? ?服务器： 就会从receive 中返回, 进一步的解析请求为字符串 , 指定 process方法, 执行sent 操作,执行打印操作.

? ? ?客户端：? 继续往下执行，指定到客户端的 receive阻塞, 等待服务器的响应

4). 客户端收到从服务器返回的数据之后 , 就会从 receive 中停止阻塞并返回 . 然后执行打印操作

5). 服务器这边完成一次循环之后 , 又执行到了 receive这里

? ? 客户端这边完成一次循环之后, 执行到了 scanner.next 这里

? ? ? ? 双双进入阻塞, 如此再循环往复~~~~~

4.执行结果

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总结: 写UDP版本的环回服务器 + 客户端的过程可以加深我们对于网络编程的细节概念。到这里我们就突破了次元壁，大家可以尝试在局域网内互相发送消息。只需要将服务器文件发送给另一台电脑并且执行，客户端这边改一下 IP 就可以了。大家可以尝试一下！