JavaEE & UDP简易翻译服务器 & 网络编程示例2 & TCP回显服务器,回显客户端
1. UDP简易翻译服务器
这个翻译器主要是在上一章的回显服务器和回显客户端上进行修改
修改了计算响应的过程,即process方法
1.1 重写方法
重写方法是Java中的一种重要手段
指在一个类的子类里,对父类的一个方法进行重新定义!
而父类的权限级别要大于等于子类~ 【除了private】
向上转型,父类对象调用的是子类重写的方法
动态绑定,子类对象调用父类的方法,但是该方法里嵌套调用了重写方法
可以理解为super帮助构造父类时,实现动态绑定重写方法~
而他的"super"跟子类实例化父类对象别无二致
也可以看成向上转型 + 动态绑定
而构造子类必然要以子类构造父类,这个过程才是重写方法的本质
子类继承父类,并为帮助父类构造:
Ctrl + O 重写process方法:
注意:父类的process权限要足够高才行~
注解的作用就是警示你写对代码!
不至于写了半天出错了,找不到代码错误的地方~
1.2 设计翻译服务器
对于这个简单的翻译器,我只需要将一个个单词和一个个含义对应好,并且保存起来,每次查询的时候就在里面找对应关系~
而这也是一些翻译器的基本原理,一个单词字符串对象 + 映射对象占内存也不过1KB,100w个单词 也约等于 10亿字节,也就是1GB
快速记忆小技巧:
Thousand ==> 1KB
Million ==> 1MB
Billion ==> 1GB
而符合这种需求的数据结构就是:哈希表
快速查询
映射关系 — Map
找不到的时候get返回null~
1.3 书写main方法启动服务器测试
public static void main(String[] args) throws IOException { UDPDictServer udpDictServer = new UDPDictServer(9090); udpDictServer.start(); } 1
测试正常,如果你要做大这个翻译器,可以多点单词~
2. TCP网络编程示例
这个示例跟UDP的作用是一模一样的~
只不过这次用到的协议是TCP
如果没有学UDP建议先学UDP!
传送门:JavaEE & 网络编程示例1 & UDP套接字数据报编程 == 一发一收
2.1 ServerSocket 与 Socket
ServerSocket : 服务器使用的socket对象
Socket : 既会给客户端使用,也会给服务器使用的socket对象
2.1.1 ServerSocket的构造方法
方法名 方法说明
ServerSocket(int port) 服务器socket对象构造方法【指定端口号】
服务器一定要绑定具体的端口号~
2.1.2 ServerSocket的核心方法
方法名 方法说明
Socket accept() 建立连接
void close() 关闭socket【文件】对象
socket对象如果周期很长,一般是不需要关闭的,因为关闭时一般意味着程序终结,资源自动回收
accept方法是跟客户端建立连接的方法,后面写代码时重点说明
TCP有连接的特点就在这~
连接一旦建立,发送与接受都是能确定是否成功的~
返回的Socket对象,即可以代表服务器与客户端的连接,也可以代表客户端与服务器的连接~
2.1.3 Socket的构造方法
方法名 方法说明
Socket(String host, int port) 指定IP与端口号
2.1.4 Socket的核心方法
方法名 方法说明
InetAddress getInetAddress() 返回Socket对象的IP地址
InputStreamgetInputStream() 返回控制这个socket文件的输入流
OutputStreamgetOutputStream() 返回控制这个socket文件的输出流
输入输出流特别重要
作用于他们就相当于作用于网卡
有了他们,我们就可以进行数据的沟通了!
而他们对应的是字节流 ==> TCP面向字节流
2.1.5 长连接与短连接
服务器收到一个请求,就返回一个响应,然后断开连接
这就是短连接
服务器收到一个客户端的多条请求,再一起返回响应,然后断开连接
这就是长连接
而长短连接都是可能出现的!
对于接下来的代码,考虑到多条请求,我做出如下规定:
多条请求之间以空白符分割~
每一个请求都是字符串
对于后面的代码设计,是按长连接来设计的!
2.2 基于TCP 的 Socket 写一个简单的客户端服务器程序
同样的,分为服务器与客户端:
同样也可以做成翻译器~
2.2.1 TCP回显服务器
可能在前面会很懵,但是后面的图解会串联起来,可能会让你理解起来更加容易!
2.2.1.1 ServerScoket对象与构造方法
这个对象是专门给服务器用的,通过这个对象来获得客户端【发来请求的机器】的【socket管理员】
即连接
而这个socket并不是用于操纵socket文件~
public class TCPEchoServer { private ServerSocket serverSocket = null; public TCPEchoServer(int port) throws IOException { this.serverSocket = new ServerSocket(port); } }
2.2.1.2 start启动方法
Socket对象被动构造
accept的话,则是接受客户端的输出
public void start() throws IOException { System.out.println("服务器启动!"); while(true) { Socket clientSocket = serverSocket.accept();//建立连接 processConnect(clientSocket); // 连接成功后进行一些操作~ } }
你可能有一个疑惑:
发送信息要用到客户端socket对象这没问题
但是,接受到的信息为什么也用到客户端的socket对象?
服务器收到的信息可能来自很多地方,并且都是字节流,不像数据报一块一块的
服务器的输出流数据来源来自客户端的输入流
输入:我输入给别人
输出:别人输出给我
如以下关系:
socket文件内有两块缓冲区
接受缓冲区
发送缓冲区
即,只需要知道一方,就可以完成读写~
而那一方应该是“对方”
2.2.1.3 processConnect细节
public void processConnect(Socket clientSocket) throws IOException { System.out.printf("[%s:%d] 客户端上线\n", clientSocket.getInetAddress().toString(), clientSocket.getPort()); try(InputStream inputStream = clientSocket.getInputStream(); OutputStream outputStream = clientSocket.getOutputStream()) { Scanner scanner = new Scanner(inputStream); //这个对象将自动读取【字节流/其他流】为【字符流】 PrintWriter printWriter = new PrintWriter(outputStream); //这个对象将自动写入【字符流】化为【字节流/其他流】 while(scanner.hasNext()) {//死循环了,除非客户端关闭~ String request = scanner.next();//nextLine有坑很烦 String response = process(request); printWriter.println(response);//换行记得加~ printWriter.flush(); System.out.printf("[%s : %d] 发来请求:%s, 将对其返回响应:%s\n", clientSocket.getInetAddress().toString(), clientSocket.getPort(), request, response); } System.out.printf("[%s:%d] 客户端下线\n", clientSocket.getInetAddress().toString(), clientSocket.getPort()); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } finally { clientSocket.close(); } }
讲解:
抛异常操作自己去抛
客户端上线打印日志
打开输入输出流
字节流转换器
通过这两个对象,实现传输过程
如何理解输入与输出流?
建立长连接
获得请求并计算
回显计算:
public String process(String request) { return request; }
这里的flush特别重要,当你flush后,才能算真正输出了~
即,对方就能接受你的输出,并且用你的输入流去获得~
scanner在等待输入呢,flush就相当于踢了它一脚~
打印日志~
2.2.2 TCP回显客户端
2.2.2.1 指定服务器Socket对象与构造方法
会用这个对象就行了,至于这么通过端口获得对应的输入输出流的不得而知~
public class TCPEchoClient { Socket socket = null;//此socket对象代表了服务器的socket文件~ public TCPEchoClient(String host, int port) throws IOException { this.socket = new Socket(host, port); //这个过程客户端主动连接了服务器,这样就可以被服务器的accept接受~ //而服务器的accept返回的对象,默认填上了客户端的IP与端口号 } }
2.2.2.2 start启动方法
public void start() { Scanner scanner = new Scanner(System.in); try (InputStream inputStream = socket.getInputStream(); OutputStream outputStream = socket.getOutputStream()){ PrintWriter printWriter = new PrintWriter(outputStream); Scanner scannerFromServer = new Scanner(inputStream); while(true) { System.out.print("-> "); String request = scanner.nextLine(); printWriter.println(request); printWriter.flush(); String response = scannerFromServer.next();//如果为空,则需要等待对方flush System.out.printf("[%s : %d] 收到请求:%s, 返回响应:%s\n", socket.getInetAddress().toString(), socket.getPort(), request, response); } } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } }
讲解:
获得服务器的输入输出流
同样的方式~
字节流转换器
多次请求响应
“写”的时候,记得带上“回车空白符”,分割每个响应
并打印日志
可能会更加难理解,但是也简化了UDP反复制作“数据报”的过程,并且是有连接的~
2.2.2.3 补充说明
长连接是指一个服务器一段时间内反复服务一个客户端
客户端socket这段时间内一直处于打开状态,并不断发送请求得到响应~
并不是一次性发送多条请求,得到多条响应~
错误代码:
这段代码确实可以完成一次上面的流程
但是有不可修复的bug!
2.2.3 测试与总结
服务器进程:
端口号随便写的(空余的)
public static void main(String[] args) throws IOException { TCPEchoServer tcpEchoServer = new TCPEchoServer(9090); tcpEchoServer.start(); }
客户端进程:
IP自己去查~
public static void main(String[] args) throws IOException { TCPEchoClient tcpEchoClient = new TCPEchoClient("10.61.10.239", 9090); tcpEchoClient.start(); }
运行测试(“死锁”版):
运行测试(正常版):
对于一次性输入多条请求,获得多个响应也只能这样~
总结图示:
下一次控制台输入,又是一次轮回~
2.2.4 修复缺陷
运行两个客户端:
你可能已经发现了,这个代码还存在一个缺陷
就是这个服务器,在一段时间内,“抢到服务器”的客户端不关闭,服务器就无法服务其他客户端。
那怎么办!
其实,很简单
线程池 / 循环建立多线程
只要让服务器并发的去执行任务就ok了!
但是,客户端达到一定数量会导致系统崩了或者客户端未能“同时”受到服务
即,肉眼可见的不并发
代码改进:
运行结果:
线程池法: