使用Socket实现UDP版的回显服务器

川长思鸟来 2023-10-14 13:35 42阅读 0赞

#### 文章目录 ####

*  1. Socket简介
 *  2. DatagramSocket
 *  3. DatagramPacket
 *  4. InetSocketAddress
 *  5. 实现UDP版的回显服务器

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## 1. Socket简介 ##

Socket（Java套接字）是Java编程语言提供的一组类和接口，用于实现网络通信。它基于Socket编程接口，提供了一种简单而强大的方式来实现网络应用程序。

socket类库提供了丰富的方法和功能，用于处理网络通信的各个方面。它支持TCP和UDP协议，可以实现可靠的、面向连接的通信（TCP）或不可靠的、无连接的通信（UDP）。Java Socket还提供了一些高级功能，如多线程处理、异步通信、加密通信等，以满足不同网络应用的需求。

本文主要使用Socket实现UDP版的客户端和服务器

*  `DatagramSocket`是UDP Socket，用于发送和接收UDP数据报。
 *  `DatagramPacket`是UDP Socket发送和接收的数据报。

## 2. DatagramSocket ##

DatagramSocket是Java网络编程中用于实现UDP协议的类。它是基于Socket类的子类，用于发送和接收UDP数据报。

DatagramSocket 的构造方法:

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>方法</th> 
   <th>说明</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>DatagramSocket()</td> 
   <td>创建一个UDP数据报套接字的socket,绑定本机任意一个随机端口(一般用户客户端)</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>DatagramSocket(int port)</td> 
   <td>创建一个UDP数据套接字的socket,绑定指定的port端口(一般用于服务端)</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

DatagramSocket的常用方法如下:

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>方法</th> 
   <th>说明</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>void receive(DatagramPacket p)</td> 
   <td>从此套接字接收数据报,如果没有接收到数据报,会阻塞等待</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>void send(DatagramPacket p)</td> 
   <td>从此套接字发送数据包</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>void close()</td> 
   <td>关闭数据报套接字</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

## 3. DatagramPacket ##

DatagramPacket是Java网络编程中用于封装和解析UDP数据报（Datagram）的类。它用于在DatagramSocket中发送和接收UDP数据报

DatagramPacket的构造方法:

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>方法</th> 
   <th>说明</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>DatagramPacket(byte[] buf, int length)</td> 
   <td>构造一个DatagramPacket以用来接收数据报，接收的数据保存在 字节数组（第一个参数buf）中，接收指定长度（第二个参数 length）</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>DatagramPacket(byte[] buf, int offset, int length, SocketAddress address)</td> 
   <td>构造一个DatagramPacket以用来发送数据报，发送的数据为字节 数组（第一个参数buf）中，从0到指定长度（第二个参数 length）。address指定目的主机的IP和端口号</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

DatagramPacket的常用方法:

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>方法</th> 
   <th>说明</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>InetAddress getAddress()</td> 
   <td>从接收的数据报中，获取发送端主机IP地址；或从发送的数据报中，获取 接收端主机IP地址</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>int getPort()</td> 
   <td>从接收的数据报中，获取发送端主机的端口号；或从发送的数据报中，获取接收端主机端口号</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>byte[] getData()</td> 
   <td>获取数据报中的数据</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

## 4. InetSocketAddress ##

InetSocketAddress是Java网络编程中用于表示IP地址和端口号的类。它是SocketAddress类的子类，用于在网络通信中指定主机的地址和端口。

简单介绍一下InetSocketAddress的构造方法:

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>InetSocketAddress(InetAddress addr,int port)</th> 
   <th>创建一个Socket地址,包含IP地址和端口号</th> 
  </tr> 
 </thead> 
</table>

## 5. 实现UDP版的回显服务器 ##

回显服务器（Echo Server）是一种简单的网络服务器应用，它接收客户端发送的数据，并将接收到的数据原样返回给客户端。

客户端代码:

import java.io.IOException;
    import java.net.DatagramPacket;
    import java.net.DatagramSocket;
    import java.net.InetAddress;
    import java.net.SocketException;
    import java.util.Scanner;
    
    public class UdpEchoClient {
        
        private DatagramSocket socket = null;
        private String serverIp;
        private int serverPort;
    
        public UdpEchoClient(String serverIp, int serverPort) throws SocketException {
        
            socket = new DatagramSocket(serverPort);
            this.serverIp = serverIp;
            this.serverPort = serverPort;
        }
    
        public void start() throws IOException {
        
            System.out.println("客户端上线!");
            Scanner scanner = new Scanner(System.in);
    
            while (true) {
        
                // 读取用户输入的内容
                System.out.println("-> ");
                String request = scanner.next();
                // 构造 UDP请求,并发送给服务器
                DatagramPacket reqPacket = new DatagramPacket(request.getBytes(), request.getBytes().length,
                        InetAddress.getByName(this.serverIp), this.serverPort);
                socket.send(reqPacket);
    
                // 从服务器读取响应
                DatagramPacket respPacket = new DatagramPacket(new byte[4096], 4096);
                socket.receive(respPacket);
                String resp = new String(respPacket.getData(), 0, respPacket.getLength());
            }
        }
    
        public static void main(String[] args) throws IOException {
        
            UdpEchoClient echoClient = new UdpEchoClient("127.0.0.1", 6666);
            echoClient.start();
        }
    }

服务器代码:

import java.io.IOException;
    import java.net.DatagramPacket;
    import java.net.DatagramSocket;
    import java.net.SocketException;
    
    public class UdpEchoServer {
        
        private DatagramSocket socket = null;
    
        // port 为服务器要绑定的端口
        public UdpEchoServer(int port) throws SocketException {
        
            socket = new DatagramSocket(port);
        }
    
        /**
         * 服务器启动方法
         */
        public void start() throws IOException {
        
            System.out.println("服务器启动!");
            while (true) {
        
                // 读取请求并解析
                DatagramPacket reqPacket = new DatagramPacket(new byte[4096], 4096);
                socket.receive(reqPacket);
                // 解析请求
                String req = new String(reqPacket.getData(), 0, reqPacket.getLength());
                // 计算响应
                String resp = process(req);
                // 将响应返回给客户端
                DatagramPacket respPacket = new DatagramPacket(resp.getBytes(), resp.getBytes().length,
                        reqPacket.getSocketAddress());
                socket.send(respPacket);
                // 打印日志
                System.out.printf("[%s:%d] req: %s;resp: %s\n", reqPacket.getSocketAddress().toString(),
                        reqPacket.getPort(), req, resp);
            }
        }
    
        /**
         * 根据请求计算响应
         * 因为是 回显服务器,直接返回即可
         *
         * @param req
         */
        private String process(String req) {
        
            return req;
        }
    
        public static void main(String[] args) throws IOException {
        
            UdpEchoServer echoServer = new UdpEchoServer(6666);
            echoServer.start();
        }
    }

运行流程:  
![在这里插入图片描述][d4fa7542363e4e9a82fddcf779242bbb.png_pic_center]

运行结果:

![在这里插入图片描述][224cae8c948847c1b19b9c6fbc51b777.png_pic_center]

![在这里插入图片描述][c5e59fb452034c33823cee3dbac98d76.png_pic_center]

另外服务器是给多个客户端提供服务器的,IDEA默认是无法启动多个客户端的,因此手动设置

![在这里插入图片描述][d7004e6e430f40af94ade5999999fbfe.png_pic_center]

![在这里插入图片描述][17345b2bb7354df4b31432b9da0168ca.png_pic_center]

![在这里插入图片描述][b470c6d23f4e4c6bb1cc4e80f0a579a1.png_pic_center]

![在这里插入图片描述][11d3b78bdca8404a8ab67f19e931566a.png_pic_center]  
![在这里插入图片描述][4b9f68ea86404aba8dd881b99f7edce4.gif_pic_center]

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