【JavaEE】UDP数据报套接字编程

一、UDP数据报套接字编程

1.1 DatagramSocket API

DatagramSocket 是UDP Socket，用于发送和接收UDP数据报。

DatagramSocket 构造方法：

DatagramSocket 方法：

1.2 DatagramPacket API

DatagramPacket是UDP Socket发送和接收的数据报。
DatagramPacket 构造方法：
DatagramPacket 方法：

构造UDP发送的数据报时，需要传入 SocketAddress ，该对象可以使用 InetSocketAddress 来创建。

1.3 InetSocketAddress API

InetSocketAddress （ SocketAddress 的子类）构造方法：

1.4 示例一：回显服务器（echo server）

客户端发了一个请求，服务器返回一个一模一样的响应

一个服务器的工作：
1、读取请求并解析
2、根据请求计算响应
3、把响应返回到客户端

1.4.1 UDP服务器

java 复制代码

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

public class UdpEchoServer {
    // 需要先定义一个 socket 对象.
    private DatagramSocket socket = null;
    // 绑定一个端口, 不一定能成功!!
    // 如果某个端口已经被别的进程占用了, 此时这里的绑定操作就会出错.
    // 同一个主机上, 一个端口, 同一时刻, 只能被一个进程绑定.
    public UdpEchoServer(int port) throws SocketException {
        // 构造 socket 的同时, 指定要关联/绑定的端口.
        socket = new DatagramSocket(port);
    }
    // 启动服务器的主逻辑.
    public void start() throws IOException {
        System.out.println("服务器启动!");
        while (true) {
            // 每次循环, 要做三件事情:
            // 1. 读取请求并解析
            //    构造空饭盒
            DatagramPacket requestPacket = new DatagramPacket(new byte[4096], 4096);
            //    食堂大妈给饭盒里盛饭. (饭从网卡上来的)
            socket.receive(requestPacket);
            //    为了方便处理这个请求, 把数据包转成 String
            String request = new String(requestPacket.getData(), 0, requestPacket.getLength());
            // 2. 根据请求计算响应(此处省略这个步骤)
            String response = process(request);
            // 3. 把响应结果写回到客户端
            //    根据 response 字符串, 构造一个 DatagramPacket .
            //    和请求 packet 不同, 此处构造响应的时候, 需要指定这个包要发给谁.
            DatagramPacket responsePacket = new DatagramPacket(response.getBytes(), response.getBytes().length,
                    // requestPacket 是从客户端这里收来的. getSocketAddress 就会得到客户端的 ip 和 端口
                    requestPacket.getSocketAddress());
            socket.send(responsePacket);
            System.out.printf("[%s:%d] req: %s, resp: %s\n", requestPacket.getAddress().toString(),
                    requestPacket.getPort(), request, response);
        }
    }

    // 这个方法希望是根据请求计算响应.
    // 由于咱们写的是个 回显 程序. 请求是啥, 响应就是啥
    // 如果后续写个别的服务器, 不再回显了, 而是有具体的业务了, 就可以修改 process 方法,
    // 根据需要来重新构造响应.
    public String process(String request) {
        return request;
    }

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

1.4.2 UDP客户端

java 复制代码

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

public class UdpEchoClient {
    private DatagramSocket socket = null;
    private String serverIP;
    private int serverPort;

    // 客户端启动, 需要知道服务器在哪里!!
    public UdpEchoClient(String serverIP, int serverPort) throws SocketException {
        // 对于客户端来说, 不需要显示关联端口.
        // 不代表没有端口, 而是系统自动分配了个空闲的端口.
        socket = new DatagramSocket();
        this.serverIP = serverIP;
        this.serverPort = serverPort;
    }

    public void start() throws IOException {
        // 通过这个客户端可以多次和服务器进行交互.
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        while (true) {
            // 1. 先从控制台, 读取一个字符串过来
            //    先打印一个提示符, 提示用户要输入内容
            System.out.print("-> ");
            String request = scanner.next();
            // 2. 把字符串构造成 UDP packet, 并进行发送.
            DatagramPacket requestPacket = new DatagramPacket(request.getBytes(), request.getBytes().length,
                    InetAddress.getByName(serverIP), serverPort);
            socket.send(requestPacket);
            // 3. 客户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. 把响应数据转换成 String 显示出来.
            String response = new String(responsePacket.getData(), 0, responsePacket.getLength());
            System.out.printf("req: %s, resp: %s\n", request, response);
        }
    }

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        UdpEchoClient udpEchoClient = new UdpEchoClient("127.0.0.1", 9090);
        // UdpEchoClient udpEchoClient = new UdpEchoClient("192.168.56.1", 9090);
        udpEchoClient.start();
    }
}

客户端发了一个请求，服务器返回一个一模一样的响应

1.5 示例二：翻译软件

继承示例一的服务器代码：

java 复制代码

import java.io.IOException;
import java.net.SocketException;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

// 使用继承, 是为了复用之前的代码.
public class UdpDictServer extends UdpEchoServer {
    private Map<String, String> dict = new HashMap<>();

    public UdpDictServer(int port) throws SocketException {
        super(port);

        dict.put("dog", "小狗");
        dict.put("cat", "小猫");
        dict.put("fuck", "卧槽");
        // ........... 可以无限的添加很多很多数据. 有道词典和咱们相比, 就是人家的这个表更大!!
    }

    @Override
    public String process(String request) {
        return dict.getOrDefault(request, "该单词没有查到!");
    }

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

启动：

结果：