JavaEE——网络编程(UDP套接字编程)

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了JavaEE——网络编程(UDP套接字编程)。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。

一、简单理解Socket 套接字

概念: Socket 套接字就是操作系统给应用程序提供的网络编程 API。

我们可以认为 socket api 是和传输层密切相关的。

我们知道,在传输层中,提供了两个最核心的协议,UDP TCP。
因此,socket api 中也提供了两种风格。UDP TCP。

在这里我们简单认识一下 UDP 和 TCP

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

解释 有连接 / 无连接

例:
打电话就是有连接的,需要建立了才能通信。建立连接需要对方来 “接受”
发短信,就是无连接的,直接发送即可无需接受。

解释 可靠传输 / 不可靠传输

在这里,对于可靠传输的定义是:发送方的数据到底是不是发送过去了,还是丢了

所以,在这里:
打电话是一个可靠传输。
发短信是一个不可靠传输。
但要注意的是,可靠不可靠,与有没有连接没有任何关系

解释 面向字节流 / 面向数据报

面向字节流: 数据传输和文件读写类似,是“流式”的。
面向数据报: 数据传输以一个个“数据报”为单位。(一个数据报可能为若干个字节,带有一定的格式)。

解释 全双工

即就是一个通信通道,可以双向传输。(既可以发送,也可以接收)

对应的 半双工 就是指只可以单向传输信息。
至于如何传递信息,与用户的 路由器,交换机配置有关。如图:
JavaEE——网络编程(UDP套接字编程),JavaEE,网络,java-ee,udp

二、UDP 数据报套接字编程

这里给出了两个类用来操作:

  • DatagramSocket

使用这个类表示一个 socket 对象。
在操作系统中,是将这个 socket 对象当成一个文件来处理的。

对于普通文件,对应的硬件设备是 硬盘。 对于socket 文件,对应的硬件设备是 网卡

拥有了 socket 对象就可以与另一台主机进行通信。如果要和多个不同主机交互,就需要创建多个 socket 对象。

DatagramSocket 构造方法:
JavaEE——网络编程(UDP套接字编程),JavaEE,网络,java-ee,udp
在这里就可以看出来,本质上不是 进程 和 端口 建立联系,而是进程中的 socket 对象和 端口 建立联系

DatagramSocket 方法:
JavaEE——网络编程(UDP套接字编程),JavaEE,网络,java-ee,udp
对于 void receive(DatagramPacket p) 方法:
在此处传入的相当于一个空对象,receive 方法内部,会对参数的空对象进行内容填充。从而构造出结果数据。(构造出一个数据报)

  • DatagramPacket

该套接字 API 表示的是 UDP 中传输的一个报文。构造这个对象可以将指定的具体数据传递进去。

DatagramPacket 构造方法:

JavaEE——网络编程(UDP套接字编程),JavaEE,网络,java-ee,udp
DatagramPacket 方法:

JavaEE——网络编程(UDP套接字编程),JavaEE,网络,java-ee,udp

三、编写简单的 UDP 版本服务器客户端

文章中详细解释的是其中较为核心的代码,与整体逻辑还有差异,整体代码会在后面罗列。

1. 编写 UDP 版本的回显服务器

注:这里编写的客户端服务器是一个简单 UDP 版本的服务器,称之为:回显服务器。

一个普通的服务器: 收到请求,根据请求计算响应(业务逻辑),返回响应。

回显服务器: 省略了普通服务器的 “根据请求计算响应”,这里只是为了演示 socket api 的用法。

创建服务器前的初步准备

  1. 我们要知道,网络通信的本质就是操作网卡
  2. 但是网卡的直接操作十分不便,在操作系统内核中就使用了 socket 这样的文件来描述网卡。
  3. 因此要实现网络通信,就必须要先创建出一个 socket 对象

代码如下:

//这里定义成一个私有属性方便后续直接使用
    private DatagramSocket socket = null;

注:尤其对于一个服务器来讲,创建一个 socket 对象的同时,需要让其绑定一个明确的端口号。

因为在服务器在网络传输中处于一个被动的状态,没有一个明确的端口号,客户端就无法寻找到请求的服务器。

// 这里的 UdpEchoSever 是定义的服务器类名
// 这里的 port 就是一个服务器端口号
    public UdpEchoSever(int port) throws SocketException {
        socket = new DatagramSocket(port);
    }

形象的解释上面需要端口号的原因:
例如:
假设本人现在开了一家面馆,地址在地球村,美利坚1号,这里的 “1号” 就相当于端口号
假设本人的小面做的不错,口口相传我都在 “地球村,美利坚1号”。但是,如果我现在通过小推车贩卖小面,只是经常在 1号 门口售卖,有时到处跑,此时,客户就很难准确的找到我。
因此,固定的位置就很重要,端口也是如此!

创建服务器的核心原理以及代码

  1. 读取客户端发送过来的请求。

对于 UDP 来说,传输的基本单位是 DatagramPacket

这里要用 receive 方法来接受请求。
这里还需要再次说明一下关键字 receive
这个 receive 方法是一个 输出型参数,所以,这里需要先创建出来一个 空白的 DatagramPacket 对象,交给 receive 来填充(填充的是数据来自于网卡)

            //receive 方法是一个输出型参数,需要先创建好一个空白的 DatagramPacket 对象,交给 receive 方法来填充
        DatagramPacket requestPacket = new DatagramPacket(new byte[4096],4096 );
        socket.receive(requestPacket);

此时,接受过来的 DatagreamPacket 是一个特殊的对象,不方便处理,这里需要将其构造成一个字符串类型。

String request = new String(requestPacket.getData(),0, requestPacket.getLength());

解释上述字符串转换代码
如下:
我们已知,上面传递下来的元素是存储在数组中。 JavaEE——网络编程(UDP套接字编程),JavaEE,网络,java-ee,udp
如上图所示,这里的数组不一定是用满的。因此,要构造字符串,构造的就是呢些使用的部分。 即就是调用 getLength()
方法获取实际长度。(0 ~ getLength() 范围的元素)

  1. 根据需求计算响应(这里写的是一个回显服务器,所以请求和响应相同)

获取处理后的元素

String response = process(request);

设计根据需求计算响应方法

	// 这里就是实现了一个回显
    public String process(String request){
        return request;
    }
  1. 将数据返回给客户端

这里将数据返回给客户端是 服务器 的工作。
因此,这里调用的 send 方法是属于 DatagramSocket 的,但是其发送的内容单元是 DatagramPacket 类型
发送回客户端前也就需要将 packet 构建好。

   DatagramPacket responsePacket = new DatagramPacket(response.getBytes(),response.getBytes().length,
                  requestPacket.getSocketAddress());
   // 发送组织好的信息
   socket.send(responsePacket);

但是这里构造的相应对象与 接受时获取对象不同,这里构造的响应对象不可以使用空的字节数组,而是要使用响应的元素构造

  • 简单分析上述对象构造代码
    JavaEE——网络编程(UDP套接字编程),JavaEE,网络,java-ee,udp
    要注意的是,这里获取字符的形式 第二种 最好,以字节的形式获取元素很少会出现元素缺失的情况,而字符相比于字节,单位就大了许多,自然风险也高。
  1. 打印一下处理元素时的中间情况
   System.out.printf("[%s:%d] req: %s; resp: %s\n",requestPacket.getAddress().toString(),requestPacket.getPort()
                    ,request,response);

图示解释各个元素:
JavaEE——网络编程(UDP套接字编程),JavaEE,网络,java-ee,udp

回显服务器整体代码罗列

整体展示 UDP 格式的服务器代码:

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

//Udp版本的回显服务器
public class UdpEchoSever {
    //网络通信的本质是操作网卡
    //但是网卡的直接操作非常不方便,在操作系统内核中,就使用了 socket 这样的文件来描述网卡
    //因此要实现网络通信,就必须先创建出一个 socket 对象
    private DatagramSocket socket = null;

    //对于服务起来讲,创建 socket 对象同时,需要让其绑定上一个端口号
    //尤其针对服务器,更需要一个准确的端口号
    //因为服务器在网络传输中是处于被动的状态,没有明确地端口号,客户端就无法寻找到请求的服务器
    public UdpEchoSever(int port) throws SocketException {
        socket = new DatagramSocket(port);
    }

    public void start() throws IOException {
        System.out.println("服务器启动");
        //要注意的是服务器不是给一个客户端服务的,需要服务很多的客户端
        while(true){
            //1. 读取客户端发送过来的请求
            //   使用 receive 方法接受请求。
            //receive 方法是一个输出型参数,需要先创建好一个空白的 DatagramPacket 对象,交给 receive 方法来填充
            DatagramPacket requestPacket = new DatagramPacket(new byte[4096],4096 );
            socket.receive(requestPacket);

            //此时 DatagramPacket 是一个特殊的对象,不方便处理,这里可以将数据拿出来,构造成一个字符串
            String request = new String(requestPacket.getData(),0, requestPacket.getLength());

            //2.根据请求计算响应,这里是一个回显服务器,所以请求和响应相同
            String response = process(request);

            //3.将响应数据返回给客户端
            // send 的参数也是 DatagramPacket 需要将这个 packet 构建好
            //      此处构造的响应对象,不可以使用空的字节数组,而是要用响应的元素构造
            DatagramPacket responsePacket = new DatagramPacket(response.getBytes(),response.getBytes().length,
                    requestPacket.getSocketAddress());
            socket.send(responsePacket);
            //4.打印一下,当前此次相应的中间处理结果
            System.out.printf("[%s:%d] req: %s; resp: %s\n",requestPacket.getAddress().toString(),requestPacket.getPort()
                                ,request,response);
        }
    }

    //这个方法就是"根据需求计算响应"
    public String process(String request){
        return request;
    }

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //这里的端口可以随意设置
        UdpEchoSever sever = new UdpEchoSever(9090);
        sever.start();
    }
}

2. 编写 UDP 版本的回显客户端

对于客户端,我们要知道,就是来和对应的客户端进行通信的。
这里,我们就应该想起前面文章中提到的 网络通信的五元组
JavaEE——网络编程(UDP套接字编程),JavaEE,网络,java-ee,udp
如上图所示,下面我们首先来实现基本设置。

回显客户端的基本设置

    private DatagramSocket socket = null;
    private String severIp = null;
    private int severPort = 0;

//这里是构造方法
    public UdpEchoClient(String severIP,int severPort) throws SocketException {
        //这里不需要设定端口,让操作系统自动分配
        socket = new DatagramSocket();
        this.severIp = severIP;
        this.severPort = severPort;
    }
  • 首先这里构造的 socket 对象,不需要绑定一个固定的显示端口。随机挑选空闲的即可。

  • 其次,这里的
    源IP:127.0.0.1 已知。
    源端口:9090 前面已经设定。
    目的 IP:127.0.0.1 已知(环回IP)。
    目的端口:当前已经随机分配。 已知。

  • 最后使用的协议类型也已经明确。

到这里,基本上已经万事俱备,下面解释后面的操作。

编写客户端核心操作

  1. 从控制台获取要发送的数据

这里的操作比较简单直接展示代码:

        System.out.println("客户端启动");
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
            //1. 从控制台读取要发送的数据
            //打印提示符
            System.out.println("> ");
            String request = scanner.next();
            if(request.equals("exit")){
                System.out.println("bye");
                break;
            }
  1. 构造成 UDP 请求并发送

这里要注意的是,此处要将信息发送出去,同样要调用 send 方法
前面说过,send 方法中传递的元素类型是 packet 类型。所以仍然需要构造 packet 类型,并且需要将 severIP 和 port 传入。

代码如下:

 //   上述 IP 地址是一个字符串,需要 InetAddress.getByName 来进行转换
   DatagramPacket requestPacket = new DatagramPacket(request.getBytes(),request.getBytes().length,
           InetAddress.getByName(severIp),severPort);
   socket.send(requestPacket);
  1. 读取服务器的 UDP 响应,并解析
    DatagramPacket responsePacket = new DatagramPacket(new byte[4096],4096);
    socket.receive(responsePacket);
    String response = new String(responsePacket.getData(),0,requestPacket.getLength());

这里和前面服务器获取元素相同,同样使用 receive 方法将返回的信息填充。
最后转换成 String 类型。

  1. 将解析好的结果显示出来。
   System.out.println(response);

回显客户端整体代码罗列

整体展示 UDP 格式的客户端代码

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

//Udp版本的回显客户端
public class UdpEchoClient {
    private DatagramSocket socket = null;
    private String severIp = null;
    private int severPort = 0;

    //一次通信需要两个 IP 两个端口
    //客户端的 IP 是 127.0.0.1 已知
    //客户端的 端口号 是操作系统自动分配 已知
    //要进行传输,服务器的 IP 和 端口号 也需要传递给 客户端
    public UdpEchoClient(String severIP,int severPort) throws SocketException {
        //这里不需要设定端口,让操作系统自动分配
        socket = new DatagramSocket();
        this.severIp = severIP;
        this.severPort = severPort;
    }

    public void start() throws IOException {
        System.out.println("客户端启动");
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        //这里不只是一个客户端访问服务器
        while(true){
            //1. 从控制台读取要发送的数据
            //打印提示符
            System.out.println("> ");
            String request = scanner.next();
            if(request.equals("exit")){
                System.out.println("bye");
                break;
            }
            //2. 构造成 UDP 请求,并发送
            //   构造这个 Packet 的时候,需要将 severIP 和 port 传入。但是此处的 IP 需要的是一个 32 位的整数形式
            //   上述 IP 地址是一个字符串,需要 InetAddress.getByName 来进行转换
            DatagramPacket requestPacket = new DatagramPacket(request.getBytes(),request.getBytes().length,
                    InetAddress.getByName(severIp),severPort);
            socket.send(requestPacket);
            //3. 读取服务器的 UDP 响应,并解析
            DatagramPacket responsePacket = new DatagramPacket(new byte[4096],4096);
            socket.receive(responsePacket);
            // 将返回回来的信息构造为 String 字符串
            String response = new String(responsePacket.getData(),0,requestPacket.getLength());
            //4. 将解析好的结果显示出来
            System.out.println(response);
        }
    }

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        UdpEchoClient client = new UdpEchoClient("127.0.0.1",9090);
        client.start();
    }
}

四、总结与代码运行结果解释

  1. 首先解释运行结果。
  • 启动客户端 / 服务器
    JavaEE——网络编程(UDP套接字编程),JavaEE,网络,java-ee,udp
  • 运行示例
    JavaEE——网络编程(UDP套接字编程),JavaEE,网络,java-ee,udp
    JavaEE——网络编程(UDP套接字编程),JavaEE,网络,java-ee,udp
  1. 总结
    简单说明客户端和服务器之间的相互交流。
  • 说明服务器情况
    JavaEE——网络编程(UDP套接字编程),JavaEE,网络,java-ee,udp

  • 说明客户端情况
    JavaEE——网络编程(UDP套接字编程),JavaEE,网络,java-ee,udp

有关 UDP 的使用以及相关工作逻辑到此已经基本解释完毕,文笔浅薄,如有不足之处欢迎指出。

码子不易,您小小的点赞是对我最大的鼓励!!!文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-649559.html

到了这里,关于JavaEE——网络编程(UDP套接字编程)的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容,请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章,希望大家以后多多支持TOY模板网!

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处: 如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请点击违法举报进行投诉反馈,一经查实,立即删除!

领支付宝红包 赞助服务器费用

相关文章

  • UDP网络套接字编程

    先来说说数据在网络上的传输过程吧,我们知道系统其实终究是根据冯诺依曼来构成的,而网络数据是怎么发的呢? 其实很简单,网络有五层。如下: 如上图,我们知道的是,每层对应的操作系统中的那些地方,有些可能说是网络有七层,其实和这个五层一样的。下面我们

    2024年02月04日
    浏览(50)
  • 【JaveEE】网络编程之TCP套接字、UDP套接字

    目录 1.网络编程的基本概念 1.1为什么需要网络编程  1.2服务端与用户端 1.3网络编程五元组  1.4套接字的概念 2.UDP套接字编程 2.1UDP套接字的特点  2.2UDP套接字API 2.2.1DatagramSocket类 2.2.2DatagramPacket类  2.2.3基于UDP的回显程序 2.2.4基于UDP的单词查询  3.TCP套接字编程 3.1TCP套接字的特

    2023年04月13日
    浏览(169)
  • 网络编程套接字(3)——Java数据报套接字(UDP协议)

    目录 一、Java数据报套接字通信模型 二、UDP数据报套接字编程 1、DatagramSocket         (1)DatagramSocket构造方法         (2)DatagramSocket方法 2、DatagramPacket         (1)DatagramPacket构造方法         (2)DatagramPacket方法 3、InetSocketAddress 三、代码示例:回显服务

    2024年03月12日
    浏览(99)
  • 【JavaEE初阶】 网络编程基础与Socket套接字

    用户在浏览器中,打开在线视频网站,如腾讯看视频,实质是通过网络,获取到网络上的一个视频资源。 与本地打开视频文件类似,只是视频文件这个资源的来源是 网络 。 相比本地资源来说,网络提供了更为丰富的网络资源: 所谓的网络资源,其实就是在网络中可以获取

    2024年02月05日
    浏览(65)
  • 【Linux】网络基础+UDP网络套接字编程

    只做自己喜欢做的事情,不被社会和时代裹挟着前进,是一件很奢侈的事。 1. 首先计算机是人类设计出来提高生产力的工具,而人类的文明绵延至今一定离不开人类之间互相的协作,既然人类需要协作以完成更为复杂的工作和难题,所以计算机作为人类的工具自然也一定需要

    2024年02月08日
    浏览(63)
  • 网络编程『socket套接字 ‖ 简易UDP网络程序』

    🔭个人主页: 北 海 🛜所属专栏: Linux学习之旅、神奇的网络世界 💻操作环境: CentOS 7.6 阿里云远程服务器 在当今数字化时代,网络通信作为连接世界的桥梁,成为计算机科学领域中至关重要的一部分。理解网络编程是每一位程序员必备的技能之一,而掌握套接字编程则

    2024年02月04日
    浏览(58)
  • 网络编程套接字(2): 简单的UDP网络程序

    3.1 服务端创建 (1) 创建套接字 create an endpoint for communication: 创建用于通信的端点 关于socket参数详细介绍: (1) domain: 指定套接字的通信域,相当于 struct sockaddr结构体的前16比特位(2字节) domain的选项是以宏的形式给出的,我们直接选用即可。常用就是上面框住的两个: AF_UNIX,本

    2024年02月10日
    浏览(56)
  • 【Linux网络】网络编程套接字(预备知识+UDP)

    目录 预备知识 1. 理解源IP地址和目的IP地址 2. 理解源MAC地址和目的MAC地址 3. 认识端口号  4. 理解源端口号和目的端口号 5. 端口号(port) vs 进程pid 6. 认识TCP协议和认识UDP协议 7. 网络字节序 socket编程接口  1. socket 常见API 2. sockaddr结构  简单的UDP网络程序  1. 服务端创建udp

    2024年02月19日
    浏览(58)
  • 【Linux Network】网络编程套接字(代码练习)—UDP

    目录 1. 常用接口 2. C/S 回声模拟 3. C/S myshell 的制作  Linux网络编程✨ 1. 常用接口 socket:创建套接字: 返回值: 套接字创建成功返回一个文件描述符 ,创建失败返回-1,同时错误码会被设置。 参数: domain: 网络通信 设置为 AF_INET(IPv4)或AF_INET6(IPv6) ; type:基于 UDP的网

    2024年02月03日
    浏览(96)
  • 【网络编程】详解UDP/TCP套接字的创建流程

    需要云服务器等云产品来学习Linux的同学可以移步/--腾讯云--/--阿里云--/--华为云--/官网,轻量型云服务器低至112元/年,新用户首次下单享超低折扣。   目录 一、网络编程套接字 1、一些概念 1.1源IP地址和目的IP地址 1.2端口号port 1.3TCP和UDP的性质 1.4网络字节序、IP地址类型转换

    2024年02月05日
    浏览(53)

觉得文章有用就打赏一下文章作者

支付宝扫一扫打赏

博客赞助

微信扫一扫打赏

请作者喝杯咖啡吧~博客赞助

支付宝扫一扫领取红包,优惠每天领

二维码1

领取红包

二维码2

领红包