基于TCP、UDP网络编程-Toy模板网

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了基于TCP、UDP网络编程。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方，请大家不吝赐教，您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

网络协议分层

应用层：应用程序拿到数据怎么用
传输层：负责关注传输过程中起点和终点
网络层 ：负责整个传输过程中的路线规划
数据链路层 ：负责相邻节点之间的数据传输
物理层：基础设施，硬件设备

套接字

程序员写网络程序，主要编写的应用层代码，真正要发这个数据，调用下层协议，应用层要调用传输层，传输层给应用层提供一组api称为Socket。
系统主要提供socket的API有两种，基于UDP的api和基于TCP的API。

UDP和TCP差异

UDP	TCP
无连接	有连接
不可靠传输	可靠传输
面向数据报	面向字节流
全双工	全双工

有连接：通信双方各自记录对方的信息
可靠传输：不是100%能够传输成功，而是当我传输失败我能够知道。
面向数据报：以一个UDP数据报为基本单位
面向字节流：以字节为单位进行传输，读写灵活
全双工：一条路径双向通信

UDP的API

DatagramSocket

Datagram：“数据报”
Socket：说明此对象是一个socket对象。
socket对象：相当于对应到系统的一个特殊文件（socket文件），socket文件并非是对应到硬盘的某个区域，而是对应到网卡，所以，要想进行网络通信必须要有socket文件这样的对象，借助这个对象，才能间接操控网卡。往socket对象写数据，相当于通过网卡发送消息，从这个socket对象读数据，相当于通过网卡接受消息。
基于TCP、UDP网络编程

DatagramPacket

DatagramPacket：这个对象就是一个UDP数据报
基于TCP、UDP网络编程

基于UDP Socket 实现一个回显程序

读取请求并解析
根据请求计算响应
把响应返回到客户端

package demo;

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

public class demo5 {
    //通过网络通信，必须要使用socket对象
    private DatagramSocket socket=null;

    public demo5(int port) throws SocketException {
        //构造的同时绑定端口号，绑定端口不一定成功，可能某个端口被占用
        //同一个主机上，一个端口同一时刻，只能被一个进程绑定。
       socket=new DatagramSocket(port);
    }
    public void start() throws IOException {
        System.out.println("服务器启动");
        while(true){
            DatagramPacket packet=new DatagramPacket(new byte[4096],4096);
            socket.receive(packet);//若无数据则会阻塞等待，
            //为了防止处理这个请求，我们将把此数据包  转换成String
            String str=new String(packet.getData(),0, packet.getLength());//取packet的byte数组
            //根据请求计算响应
            String s1=process(str);
            //根据s1,构造Packet1 ,此处要指定把数据发给谁。
            DatagramPacket packet1=new DatagramPacket(s1.getBytes(),s1.getBytes().length,packet.getSocketAddress());
            socket.send(packet1);
            System.out.println(packet.getAddress().toString()+"  "+packet.getPort()+"  "+str+"  "+s1);
        }
    }
    //回显程序，输入是啥输出是啥。
    //后续有其他服务器则会修改此方法，不是回回显了，而是有具体的业务。
    private String process(String str)   {
        return str;
    }

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        demo5 demo5=new demo5(9090);
        demo5.start();
    }
}

package demo;

import java.io.IOException;
import java.net.*;
import java.util.Scanner;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

public class demo6 {
    //ExecutorService executors=Executors.newCachedThreadPool();
    private DatagramSocket socket=null;
    private String severIP;
    private int severPort;
    //客户端启动需要知道服务器在哪,ip地址，端口
    public demo6(String severIP,int severPort) throws SocketException {
        //对于客户端来说，不需要端口，系统会提供一个空闲端口
        this.socket =new DatagramSocket();
        this.severIP=severIP;
        this.severPort=severPort;
    }

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        demo6 demo6=new demo6("127.0.0.1",9090);
        demo6.start();
    }
    public void start() throws IOException {
        while(true){
            //1.读取控制台字符串
            System.out.println("请输入内容");
            Scanner sc=new Scanner(System.in);
            String request =sc.next();
            //2.把字符串构造成UDP packet，并进行发送
         DatagramPacket requestPacket=  new DatagramPacket(request.getBytes(),0,request.getBytes().length, InetAddress.getByName(severIP),severPort);
                socket.send(requestPacket);
            //3.客服端尝试读取服务器返回的响应
            DatagramPacket responsePacket=new DatagramPacket(new byte[4096],4096);
            socket.receive(responsePacket);
            //4.把相应数据，转换成String
            String response= new String(responsePacket.getData(),0, responsePacket.getLength());
            System.out.printf("req: %s,resp:%s\n",request,response);
        }

    }
}

TCP的API

ServerSocket 是创建TCP服务端Socket的API。文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-465748.html

方法签名	方法说明
ServerSocket(int port)	创建一个服务端流套接字Socket，并绑定到指定端口
Socket accept()	开始监听指定端口（创建时绑定的端口），有客户端连接后，返回一个服务端Socket对象，并基于该Socket建立与客户端的连接，否则阻塞等待
void close()	关闭套接字

Socket的API

方法签名	方法说明
Socket(String host, int port)	创建一个客户端流套接字Socket，并与对应IP的主机上，对应端口的进程建立连接
InetAddress getInetAddress()	返回套接字所连接的地址
InputStream getInputStream()	返回此套接字的输入流
OutputStream getOutputStream()	返回此套接字的输出流

基于TCP实现回显程序

package demo;

import java.io.*;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
import java.util.Scanner;
import java.util.concurrent.Executor;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;

public class demo8 {
    private ServerSocket socket=null;
    ExecutorService exe= Executors.newCachedThreadPool();
    public demo8(int port) throws IOException {
        this.socket = new ServerSocket(port);
    }
    public void stack() throws IOException {
        System.out.println("启动服务器");
        while(true) {
            Socket s = socket.accept();

            exe.submit(() -> {
                try {
                    processConnection(s);
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            });
        }

    }

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        demo8 d=new demo8(9099);
        d.stack();
    }
    public void processConnection(Socket s) throws IOException {
        try(InputStream in=s.getInputStream();
            OutputStream out=s.getOutputStream()){
            Scanner sc=new Scanner(in);//从字节流转化为字符流
            PrintWriter writer=new PrintWriter(out);
            while(true){
                if(!sc.hasNext()){//读取到数据末尾了
                    System.out.printf("%s:%d 客服端下线",s.getInetAddress().toString(),s.getPort());
                    break;
                }
                //读取数据
                String str=sc.next();
                //根据请求计算响应
                str=process(str);
                //写入网卡
                writer.println(str);
                writer.flush();//刷新缓冲区
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }finally{
        	socket.close();
        }
    }

    private String process(String str) {

        return str;
    }
}

package demo;

import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.io.PrintWriter;
import java.net.Socket;
import java.util.Scanner;

public class demo9 {
    private Socket socket=null;

    public demo9(String ip,int port) throws IOException {
        this.socket = new Socket(ip,port);//连接服务器
    }

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        demo9 d=new demo9("127.0.0.1",9099);
        d.stack();
    }
    public void stack(){
        try(InputStream in=socket.getInputStream();
            OutputStream out=socket.getOutputStream()){
            Scanner sc=new Scanner(in);//从字节流转化为字符流
            PrintWriter writer=new PrintWriter(out);
            Scanner scanner=new Scanner(System.in);
            while(true){
                //读取键盘输入
                System.out.println("请输入:");
                String request=scanner.next();//获取数据
                writer.println(request);//将数据发送到服务器
                writer.flush();
                //读取响应
                String str= sc.next();
                //打印到控制台
                System.out.println(str);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }finally{
        	socket.close();
        }
    }
}