Java使用UDP Socket实现回显服务

• 两个类：
• 服务器：
• • 构造socket对象有很多失败的可能：
  • 服务器和客户端的定义
• 客户端：
• • 服务器和客户端的端口号怎么确定？
  • DatagramPacket三种构造方法：
  • 通信五元组：
  • Idel如何设置启动多个实例？

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。

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);
}

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。

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。

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




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:%sn",
                    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();
    }
}

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。

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。

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。

import java.io.IOException;
import java.net.*;
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();
        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: %sn", 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();
    }
}