UDP实现客户端服务器网络编程

Author:老九
计算机专业
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版权声明：本文为CSDN博主「浦上青天」的原创文章

文章目录

IP地址 / 端口号通信的五元组Socket API编程接口

使用简答的UDP网络实现回显服务器（echo server）客户端代码客户端跨主机通信过程

用idea打jar包：体会客户端服务器的基本工作流程实践翻译服务器（简单的英译汉）
知识点

IP地址 / 端口号

IP地址：用来识别互联网上一台主机的位置端口号：用来区分一台主机上的哪个应用程序通信的五元组

源IP：发件人的地址源端口：发件人姓名目的IP：收件人地址目的端口：收件人姓名协议类型

端口号是传输层协议的内容，0-65535的一个整数（占两个字节）
IP地址是一个32位的整数，“点分十进制”
端口号用来标识一个进程，告诉操作系统，当前的这个数据要交给哪一个进程来处理
IP地址+端口号能够标识网络上某一台主机的某一个进程
一个端口号只能被一个进程占用
服务器程序必须关联一个固定的端口号，MySQL默认3306

Socket API编程接口

SocketAPI（本质是一个文件，网卡的抽象)Java标准库中提供了两种风格：1.UDPDatagramSocket：面向数据报（发送接受数据，必须以一定的数据包为单位进行传输）2.TCPServerSocket：面向字节流
这两个是传输层中最重要的两个协议使用简答的UDP网络实现回显服务器（echo server）

List item

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


public class UDPEchoServer {
    //对于一个服务器程序来说，核心流程也要分成两步
    //1.进行初始化操作（实例化 socket对象）
    //2.进入主循环，接受并处理请求（主循环就是一个“死循环”）
    //   a）读取数据并解析
    //   b）根据请求计算响应
    //   c）把响应结果写回客户端

    //需要一个UDP的连接
    private DatagramSocket socket = null;
    //在构造函数里初始化操作实现连接，并指定端口号
    public UDPEchoServer(int port) throws SocketException {
        //服务器new socket对象的时候需要和一个ip地址和端口号绑定起来
        //如果没有写ip，则默认0.0.0.0（这是一个特殊的ip会关联到这个主机的所有网卡的ip）
        //socket对象本身就是一个文件,这个文件就是网卡的抽象
        socket = new DatagramSocket(port);
    }

    public void start() throws IOException {
        System.out.println("服务器启动");
        while(true)
        {
            //a）读取请求并解析
            //括号里是一个接受数据的缓冲区，需要用户自己手动提供，地址是在接受数据的时候由内存填充
            DatagramPacket requestPacket = new DatagramPacket(new byte[4096],4096);
            //程序启动会很快到达receive操作，如果客户端没有发送任何数据，此时receive操作会阻塞
            //一直到有客户端发送数据过来，当有客户端发送数据过来时候，receive就会将数据保存到DategramPacket对象的缓冲区中
            socket.receive(requestPacket);
            //把原本请求的数据时byte[]将其转化为String，并且如果发来的数据小于我们缓冲区的大小就会默认添加空格，我们需要去掉无用的空格
            String request = new String(requestPacket.getData(),0, requestPacket.getLength()).trim();
            //b）根据请求计算响应，处理请求
            String response = process(request);
            //c）把响应写回给客户端,响应数据就是response，需要包装成一个Packet对象
            //这个packet对象要发给谁（目的IP和端口是谁），这两个信息就包含在requestPacket内部了，在调用
            //getSocketAddress（）方法，就可以获取目的IP和端口了
            //response.length()得到的是字符数量，而我们需要的是字节数
            DatagramPacket responsePacket = new DatagramPacket(response.getBytes(),response.getBytes().length,requestPacket.getSocketAddress());
            socket.send(responsePacket);

            //打印一条请求日志
            System.out.printf("[%s:%d] req: %s; resp: %sn",requestPacket.getAddress().toString()
            ,requestPacket.getPort(),request,response);
        }
    }

    private String process(String request) {
        //由于此处是一个echo server，请求内容是啥，响应内容就是啥
        //如果是一个更复杂的服务器，此处就需要包含很多的业务逻辑和具体的计算
        return request;
    }

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //一个主函数去设置该服务器的端口，并让其开始执行
        UDPEchoServer server = new UDPEchoServer(9090);
        server.start();
    }
}

客户端代码

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


public class UDPEchoClient {
    //客户端的主要流程分成四步
    //1.从用户这里读取输入的数据
    //2.构造请求发送给服务器
    //3.从服务器读取相应
    //4.把响应写回给客户端

    private DatagramSocket socket =null;
    private String serverIp = null;
    private  int serverPort = 0;
    //启动客户端的时候，指定需要连接哪个服务器
    public UDPEchoClient(String serverIp,int serverPort) throws SocketException {
        this.serverIp = serverIp;
        this.serverPort = serverPort;
        //客户端中，创建socket的时候，不需要绑定端口号，由操作系统自动分配一个空闲端口
        //一个端口号只能被一个进程绑定
        //服务器绑定了端口之后，客户端才能访问
        //其次如果客户端绑定了的话，一个主机就只能启动一个客户端了
        socket = new DatagramSocket();

    }

    public void start() throws IOException {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        while(true)
        {
            //1.读取用户输入数据
            System.out.println("输入字符串->");
            String request = scanner.nextLine();
            if(request.equals("exit"))
            {
                break;
            }
            //2.构造请求，发送给服务器
            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
            DatagramPacket responsePacket = new DatagramPacket(new byte[4096],4096);
            socket.receive(requestPacket);
            String response = new String(requestPacket.getData(),0
                    ,requestPacket.getLength()).trim();
            //4.显示响应数据
            System.out.println(response);
        }
    }

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //此时我们用于自己主机实验，127.0.0.1是一个特殊的ip（环回IP），自己访问自己
        //如果服务器和客户端在同一台主机上使用回环ip，如果不在同一台主机上就必须填写服务器的ip
        //端口号必须与服务器的端口号一致
//        UDPEchoClient client = new UDPEchoClient("127.0.0.1",9090);
        UDPEchoClient client = new UDPEchoClient("47.98.116.42",9090);
        client.start();
    }
}

客户端跨主机通信过程

客户端跨主机通信可以实现跨主机要把服务器部署到云服务器上部署的步骤主要有两个
1.把代码打成jar包
2.把jar包拷贝到服务器上运行用idea打jar包：

体会客户端服务器的基本工作流程

服务器
1.先初始化

2.进入主循环

3.读取请求并解析

客户端
1.先初始化

2.进入主循环

a）读取用户输入

b)构造请求给服务器

服务器
b）根据请求计算响应

c）把响应写给客户端

客户端
c）读取服务器响应

d)把响应写显示到界面上

实践翻译服务器（简单的英译汉）

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UDP实现客户端服务器网络编程

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