网络编程—Socket套接字（UDP）

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目录

1 概念

2 Socket套接字

3 UDP数据报套接字

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1 概念

        （1）网络编程：指网络上的主机，通过不同的进程，以编程的方式实现网络通信（网络数据传输）。

        进程具有隔离性，因此不同的进程间要通信就得通过共享的公共区域来交换数据，网卡即是一种共享公共区域。

        （2）客户端（Client）/服务器（Server）：客户端是数据发送方，服务器是数据接收方，由于服务器是被动接收数据，不知道客户端什么时候发送数据，因此服务器经常是24小时运行。

        （3）请求（request）和响应（response）：客户端发送给服务器的数据，服务器返回给客户端的数据。

        （4）客户端/服务器交互方式：一问一答（浏览网页）、多问一答（上传文件）、一问多答（下载文件）和多问多答（远程控制、游戏串流（手机连接电脑玩电脑游戏））。

2 Socket套接字

        Socket即是传输层（操作系统）提供给程序员的API，有基于TCP和UDP两种类型，原始的API是C语言的，经过JVM包装后，形成了Java的Socket API。

3 UDP数据报套接字

        基于UDP的Socket主要是DatagramSocket，用于发送和接收UDP数据报，作用和操作方式都类似文件（打开Socket文件（对应网卡），发送/接收数据报，关闭文件）。

构造方法/方法	含义
DatagramSocket()	构造方法，创建一个UDP数据报套接字的Socket，绑定到本机任意一个随机端口（一般用于客户端）
DatagramSocket(int port)	构造方法，创建一个UDP数据报套接字的Socket，绑定到本机指定的端口（一般用于服务端）
void receive(DatagramPacket p)	从套接字接收数据报（如果没有接收到数据报，该方法会阻塞等待）
void send(DatagramPacket p)	从套接字发送数据报包（不会阻塞等待，直接发送）
void close()	关闭数据报套接字

        DatagramPacket是数据报的API，用来组织需要发送和接收的数据。

构造方法/方法	含义
DatagramPacket(byte[] buf, int length)	构造方法，创建一个DatagramPacket用来接收数据报，接收的数据保存在buf，length是数据长度
DatagramPacket(byte[] buf, int offset, int length, SocketAddress address	构造方法，创建一个DatagramPacket用来发送数据报，发送的数据保存在buf，offset是起始下标，length是数据长度，address指定目标主机的IP和端口号
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

        而使用InetSocketAddress(InetAddress addr, int port)即可创建一个Socket地址，包含IP地址和端口号，它是SocketAddress的子类。

        下面利用UDP数据报套接字实现一个回显服务器，回显服务器是指客户端发送什么，服务器就返回什么。

public class UdpServer {//回显服务器端口号private  final int PORT = 8000;public  DatagramSocket datagramSocket = null;//通过端口创建udp服务器(本质是打开一个socket文件)public UdpServer() throws SocketException {datagramSocket = new DatagramSocket(PORT);}//启动服务器public void start() throws IOException {System.out.println("服务器已启动");//服务器需要24小时启动因此写成死循环while(true){//1.创建接收请求的数据报(分配字节数组空间)并接收请求DatagramPacket datagramPacket = new DatagramPacket(new byte[4096],4096);//该方法会一直阻塞等待直到客户端发送请求datagramSocket.receive(datagramPacket);//2.解析请求构造响应数据报String request = new String(datagramPacket.getData(),0,datagramPacket.getLength());//3.根据请求构造响应(服务器业务逻辑)String response = process(request);//要用指定发送地址的构造方法(发送地址可以从接收的请求数据报中获取)DatagramPacket datagramPacketResponse = new DatagramPacket(response.getBytes(),response.getBytes().length,datagramPacket.getSocketAddress());//4.返回响应datagramSocket.send(datagramPacketResponse);System.out.printf("[%s:%d] request=%s;response=%s\n",datagramPacket.getAddress().toString(),datagramPacket.getPort(),request,response);}}//回显服务器就是发送什么请求返回什么响应private String process(String request) {return request;}public static void main(String[] args) throws IOException {//启动服务器UdpServer server = new UdpServer();server.start();}}public class UdpClient {//创建客户端private DatagramSocket socket = null;public UdpClient() throws SocketException {//客户端一般随机生成端口号socket = new DatagramSocket();}//启动客户端public void start() throws IOException {Scanner scanner = new Scanner(System.in);while(true){//1.构造请求System.out.print(">");String req = scanner.next();//构造的请求数据报既要包含数据又要包含地址(IP+端口)DatagramPacket request = new DatagramPacket(req.getBytes(),req.getBytes().length,InetAddress.getByName("127.0.0.1"),8000);//2.发送请求socket.send(request);//3.接受响应并解析响应DatagramPacket response = new DatagramPacket(new byte[4096],4096);socket.receive(response);String resp = new String(response.getData(),0,response.getLength());//4.将响应返回给用户System.out.printf("request=%s,response=%s\n",req,resp);}}public static void main(String[] args) throws IOException {UdpClient udpClient = new UdpClient();udpClient.start();}}

        在服务器代码中，需要注意response.getBytes().length不等于response.length()，前一个方法获取的是字节长度，而后一个方法获取的是字符长度，当字符中有中文时，字节长度和字符长度并不相等，因此不能替换。而字符串“127.0.0.1”是环回IP，表示本机（自己发给自己）。

        根据结果显示，虽然发送的一条请求hello World，但是却被拆成hello和World两条请求发送了，这是因为这里使用Scanner类的next()方法，该方法以空格作为结束进行分割，因此发送两条请求。如果向发送一条，就可以使用nextLine()，该方法以换行符结束。

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