【JavaEE】——回显服务器的实现

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希望本文内容能够帮助到你！！

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IOpublic 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returnprivate 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();}
}