使用Socket实现UDP版的回显服务器

2023-08-08 72

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简介： 使用Socket实现UDP版的回显服务器

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:

方法	说明
DatagramSocket()	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)
DatagramSocket(int port)	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)

DatagramSocket的常用方法如下:

方法	说明
void receive(DatagramPacket p)	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
void send(DatagramPacket p)	从此套接字发送数据包
void close()	关闭数据报套接字

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:

方法	说明
DatagramPacket(byte[] buf, int length)	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）
DatagramPacket(byte[] buf, int offset, int length, SocketAddress address	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

DatagramPacket的常用方法:

方法	说明
InetAddress getAddress()	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
int getPort()	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
byte[] getData()	获取数据报中的数据

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:

InetSocketAddress(InetAddress addr,int port)

创建一个Socket地址,包含IP地址和端口号

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();
    }
}