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【JavaEE】——回显服务器的实现

article 2024/10/11 1:10:11

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阿华代码，不是逆风，就是我疯

你们的点赞收藏是我前进最大的动力！！

希望本文内容能够帮助到你！！

目录

一：引入

1：基本概念

二：UDP socket API使用

1：socket文件

2：DatagramSocket类

（1）构造方法

（2）方法

3：DatagramPacket类

三：回显服务器——服务器

1：引入（必看）

2：服务器响应代码

（1）注释版本

（2）无注释版本

3：细节补充

4：特点

四：回显服务器——客户端

1：代码

（1）注释版本

（2）无注释版本

2：注意点

五：回显服务器过程文字梳理

六：知识补充

前引：本文代码建议反复敲打至少3遍！！！！

一：引入

1：网络编程的基本概念

网络编程就是通过写代码来完成基于网络的跨主机通信

本质上是学习传输层给应用层提供的一系列的API，通过API把数据交给传输层，在经过层层封装之后，通过网卡，把数据发送出去。

这里使用的API是传输层提供的，传输层涉及到的主要协议有两个：TCP和UDP

后面通过代码详细理解这些特点

①有/无连接：这里的“连接”是虚拟的，抽象的连接

例：打电话——打过去对方接才能通话；微信发消息不管对面在不在线，消息都发出去了

②可/不可靠传输：可以知道数据到没到达对方

③面向字节流：传输数据的基本单位就是字节

④面向数据报：传输的的基本单位是一个“数据报”——由一系列字节构成的特定结构UDP

⑤全双工：可以双向通信

⑥半双工：只能单向通信

客户端：发送请求的一方，发送的数据叫做“请求”

服务器：被动接受请求的一方，给客户端返回的数据叫做“响应”

客户端和服务器之间的交互有这几种模式：“一问一答”，“一问多答”，“多问一答”，“多问多答”，

二：UDP socket API使用

引入：UDP核心类有两个DatagramSocket，DatagramPacket

1：socket文件

操作系统中有一类文件就叫做socket文件，区别于放在硬盘上的普通文件，socket文件是放在“网卡”这样的硬件设备上——通过网卡发送数据，就是写socket文件；接受数据，就是读socket文件

2：DatagramSocket类

（1）构造方法

（2）方法

3：DatagramPacket类

UDP面向数据报，每次发送和接收数据的基本单位就是一个UDP数据报

（1）构造方法

（2）方法

三：回显服务器——服务器

1：引入（必看）

以下代码是实现一个“回显服务器”——是网络编程中的“hello world”，但是对新手小白并不友好

大致流程为：客户端发出请求，服务器收到客户端的请求，完成业务并返回响应，客户端接受响应

先附赠上服务器的代码，（按照步骤去边理解边敲）（重在理解，重在理解）

2：服务器响应代码

（1）注释版本

package network;

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

/**
 * Created with IntelliJ IDEA.
 * Description:
 * User: Hua YY
 * Date: 2024-10-07
 * Time: 17:20
 */
public class UdpEchoServer {
    //1：创建DatagramSocket对象
    private DatagramSocket socket = null;//socket:插槽插座
    //2：构造方法，服务器一启动，就要关联/绑定上一个操作系统中的端口号（服务器的端口号哦啊通常由程序员指定）
    //抛出的异常通常为scoket创建失败
    public UdpEchoServer(int port) throws SocketException {
        socket = new DatagramSocket(port);//端口号port
    }
    //3：服务器启动逻辑
    //5：抛异常，网络编程socket本质上也是IO
    public void start() throws IOException {
        System.out.println("服务器启动");
        while(true){
            //3：创建一个数据报，它是每次发送数据和接收数据的一个基本单位
            // 参数为输出型参数，字节数组，对应UDP的载荷部分，一开始是空的
            DatagramPacket requestPacket = new DatagramPacket(new byte[4096],4096);
            //4；socket读网卡能读到一个UDP数据报（里面会包含数据源IP，源端口），放到requestPacket（数据报）对象中
            //如果没有接受到请求那么就会阻塞等待，此处收到的数据是先存到socket文件的内存缓冲区中。非硬盘
            socket.receive(requestPacket);
            //5：基于字节数组构造String对象，数组中的数据可能是文本数据（给String刚好）也可能是二进制数据（Java也能保存）
            //这里的长度是有效长度
            String request = new String(requestPacket.getData(),0,requestPacket.getLength());
            //6：根据请求计算响应
            String response = process(request);
            //7:把响应（String）字节给拎出来，构造成一个DatagramPacket数据报,在传入socket对象（因为4中我们说过收到请求时，socket能读到源IP和源端口）
            //这时我们把这个源IP和源端口，作为响应的目的IP和目的端口（确认客户端的发出请求的位置），返回回去
            //注：response.length()单位是字符，此处单位是字节
            DatagramPacket responsePacket = new DatagramPacket(response.getBytes() , response.getBytes().length , requestPacket.getSocketAddress());
            socket.send(responsePacket);

        }
    }
    //7：构造响应，这里是回显服务器，所以就是单纯的return

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

}

（2）无注释版本

package repeat2;

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

/**
 * Created with IntelliJ IDEA.
 * Description:
 * User: Hua YY
 * Date: 2024-10-10
 * Time: 18:28
 */
public class UdpServer {
    private DatagramSocket socket = null;
    public UdpServer(int port) throws SocketException {
        socket = new DatagramSocket(port);
    }
    public void start() throws IOException {
        System.out.println("服务器启动");
        while(true){
            DatagramPacket requestPacket = new DatagramPacket(new byte[4096],4096);
            socket.receive(requestPacket);
            //转化为字符串
            String request = new String(requestPacket.getData(),0,requestPacket.getLength());
            String response = process(request);
            DatagramPacket responsePacket = new DatagramPacket(response.getBytes(),response.getBytes().length,
                    requestPacket.getSocketAddress());
            socket.send(responsePacket);
            System.out.printf("[%s,%d]  request: %s  response: %s\n ",
                    requestPacket.getAddress().toString(),requestPacket.getPort(),request,response);
        }
    }
    public String process(String request){
        return request;
    }

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        UdpServer server = new UdpServer(9096);
        server.start();
    }
}

3：细节补充

这里在补充一些细节：

①创建完socket对象后，可以通过socket对象来操作网卡（具体：因为socket对象是在内存中的，针对这个内存对象进行操作就可以影响到网卡）

②构造方法（还有无参的上面有写）中的参数，是我们指定的，进程一启动就要绑定上操作系统中的端口号，这个端口号是一个整数，用来区分一个主机上的进行网络通信的不同程序

一个端口号只能被一个进程绑定，但是一个进程可以绑定多个端口号（像极了爱情~~，爱情中宁死不做端口号~~）

③SocketException，类似端口号被别的进程占用就会报异常

④因为服务器需要不停的运作，所以while一直循环

⑤数据报中的数组就是载荷部分

⑥receive有阻塞等待功能

⑦

⑧数据报的位置在socket对象的内存缓冲区中

⑨构造响应数据报

4：特点

上述代码可以体现出UDP是——

（1）无连接通信

UDP的DAtagramSocket自身并不需要保存对端的IP和端口，对端IP和端口在数据报中就已经包含，另外代码中也没有“建立连接”和“接受连接”这种操作

（2）不可靠数据——代码没体现（略）

（3）面向数据报

send方法和receive方法都是以DatagramPacket为基本单位的

（4）全双工

一个socket既可以发送数据报又可以接受数据报（属于是自力更生了）

四：回显服务器——客户端

1：代码

（1）注释版本

package network;

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

/**
 * Created with IntelliJ IDEA.
 * Description:
 * User: Hua YY
 * Date: 2024-10-07
 * Time: 17:20
 */
public class UdpEchoClient {
    private DatagramSocket socket = null;
    private String serverIp;
    private int serverPort;
    public UdpEchoClient(String serverIp , int serverPort) throws SocketException {
        this.serverIp = serverIp;
        this.serverPort = serverPort;
        socket = new DatagramSocket();//传入参数为请求的目的ip和目的端口，源ip为本机ip源端口为系统分配的端口


    }
    public void start() throws IOException {
        System.out.println("客户端启动");
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        while(true){
            System.out.print("->");
            if (!scanner.hasNext()){//如果没有输入的话就结束循环
                break;
            }
            String request = scanner.next();//人为输入请求
            DatagramPacket requestPacket = new DatagramPacket(request.getBytes(),request.getBytes().length,
                    InetAddress.getByName(serverIp),serverPort);//指定服务器的ip和端口，分开的
            socket.send(requestPacket);
            DatagramPacket responsePacket = new DatagramPacket(new byte[4096] , 4096);
            socket.receive(responsePacket);
            //转化为字符串
            String response = new String(responsePacket.getData(),0,responsePacket.getLength());//内置getLength()获取length成员变量
            System.out.println(response);



        }
    }

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        UdpEchoClient client = new UdpEchoClient("127.0.0.1",9090);
        client.start();
    }
}

（2）无注释版本

package repeat2;

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

/**
 * Created with IntelliJ IDEA.
 * Description:
 * User: Hua YY
 * Date: 2024-10-10
 * Time: 18:29
 */
public class UdpEchoClient {
    private DatagramSocket socket = null;
    private String serverIp;
    private int serverPort;
    public UdpEchoClient(String serverIp , int serverPort) throws SocketException {
        this.serverIp = serverIp;
        this.serverPort = serverPort;
        socket = new DatagramSocket();
    }
    public void start() throws IOException {
        System.out.println("客户端启动");
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        while(true){
            System.out.print("->");
            if(!scanner.hasNext()){
                break;
            }
            String request = scanner.next();
            DatagramPacket requestPacket = new DatagramPacket(request.getBytes(),
                    request.getBytes().length, InetAddress.getByName(serverIp),serverPort);
            socket.send(requestPacket);
            //接收响应
            DatagramPacket responsePacket = new DatagramPacket(new byte[4096] , 4096);
            socket.receive(responsePacket);
            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("127.0.0.1",9096);
        client.start();
    }
}

2：注意点

（1）服务器端口号需要手动指定是确保，客户端可以找到服务器，客户端的端口号是操作系统的内核随机分配的 （确保分配的端口号是空闲可用的）

（2）Scanner从控制台读取字符串最好使用next非nextLine

（如果是从文件读取就无所谓了）

①next读取

②nextLine读取

（3）.length和.length()方法的区别

五：回显服务器过程文字梳理

六：知识补充

1：.length和.length()的区别

引用文章java中length和length()的区别_length变量与length函数 java-CSDN博客

2：字符串转数组


http://www.kler.cn/news/341975.html

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