网络编程套接字

发送端和接收端

在一次网络数据传输时：

发送端：数据的发送方进程，称为发送端 。发送端主机即网络通信中的源主机。

接收端：数据的接收方进程，称为接收端 。接收端主机即网络通信中的目的主机。

收发端：发送端和接收端两端，也简称为收发端。

客户端和服务端

服务端：在常见的网络数据传输场景下，把提供服务的一方进程，称为服务端 ，可以提供对外服务。

客户端：获取服务的一方进程，称为客户端。

最常见的场景，客户端是指给用户使用的程序，服务端是提供用户服务的程序：

客户端先发送请求到服务端
服务端根据请求数据，执行相应的业务处理
服务端返回响应：发送业务处理结果
客户端根据响应数据，展示处理结果（展示获取的资源，或提示保存资源的处理结果）

Socket套接字

Socket套接字，是由系统提供用于网络通信的技术，是基于TCP/IP协议的网络通信的基本操作单元。

基于Socket套接字的网络程序开发就是网络编程。

我们学习网络编程，和应用层打交道就是家常便饭，因为我们的编写程序都要在这里完成，使用操作系统提供的一组api（socket api,传输成提供给应用层）。

传输层为我们提供了两套协议：TCP与UDP。

TCP：有连接、可靠传输、面向字节流、全双工。

UDP：无连接、不可靠传输、面向数据流、全双工。

有/无连接：

这个概念会有些抽象，在逻辑上的链接，不是通过物理通过数据线、网线等方式，而是彼此之间保存对方的信息。就如同身份证一般，身份证上有着你的个人信息，是属于你的物品，即使弄丢了他还是属于你，而不是身份证长在你身上才是你的，离开了就不是了。

在TCP协议中，有连接就是在两个端口里互相保存着对方的信息，能够建立链接，这就是有连接

而DUP协议没有这个功能，不会和对方建立连接，保存对方的信息，这便是无连接

可靠/不可靠传输

网络传输中会出现数据丢失的情况：光电信号由于某些原因遭到破坏、干扰而丢失信息或者变成无效信号，被识别出来数据错误后将其丢弃，简称丢包。

可靠传输：尽可能提高数据传输的成功率，减少丢包的现象出现。出现丢包现象会及时补发，确保信息能够全部发送过去。缺点：消耗的开销会很大。

不可靠传输：不会管接收方收没收到，只管把数据发送出去就完事了。

将路由器/交换机转发的数据看出跑动的汽车，路由器/交换机看成一个一个的十字路口，当路由器/交换机需转发的数据量超过数据转发数据量的上限，就会出现堵车的现象，进而造成丢包现象出现。

最直接的表现就是在公共场所连接公共网络会很卡。

面向字节流/数据流

顾名思义，读写的时候是以字节为单位还是以一个数据报为单位（不是字符）。

全双工/半双工

**全双工：**一个通信链路支持双向通信（能读能写）

**半双工：**一个通信链路支持单向通信（只能读或者写）

举例子：单行路就是半双工，对面的车就得让行等待。双行道就是全双工，来往都行，不受影响。

UDP的socket api

DatagramSocket类

把操作网卡转换成操作socket文件，间接操控网卡，用于发送和接收UDP数据。

构造DatagramSocket端口号

DatagramSocket()：创建一个UDP的数据报套接字的Socket,，绑定到本机的任意一个随机端口。（客户端不需要指定端口号，用系统随机分配一个。）

DatagramSocket(int port)：创建一个UDP的数据报套接字的Socket，绑定到本机的指定端口（一般用于服务端，区分同一个主机上不同的应用程序）

接收与发送方法

void recieive(DatagramPacket p):从此套接字接收数据报，若没接收到数据报则阻塞等待

void send(DatagramPacket p)：从此套接子发送数据包，不会阻塞，直接发送

void close()：关闭此数据报套接字

DatagramPacket

构造方法

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）

DatagramPacke(byte [] , 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

接收方法

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

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
getData():获取数据报中的数据

getBytes():转换字符串为字节

代码实现

回显服务器

java 复制代码

public class UdpEchoServer{
    private DatagramSocket socket = null;

    public UdpEchoServer(int port) throws SocketException {//网络异常处理
//        指定一个固定端口号，给服务器使用
        socket = new DatagramSocket(port);
    }
//服务器启动
    public void start() throws IOException {
        System.out.println("服务器启动");
        while(true){
            //1.接收读取请求信息
//            DatagramPacket表示一个UDP数据报，传入字节数组就是保存接收UDP的载荷部分。
//            DatagramPacket中也能保存了其他五元组的信息
            DatagramPacket requestPacket = new DatagramPacket(new byte[4096],4096);//创建空对象
            socket.receive(requestPacket);//接收客户端发来的数据
//          读取到的二进制转化成字符串
            String request = new String(requestPacket.getData(),0,requestPacket.getLength());
//                                                  拿到字节数组，指定有效范围起始位置，有效的长度
            //在调用receive之前，先构一个造新的对象，把对象传递给receive，receive就会把数据从网卡里读出来，填充到参数中


            //2.根据请求计算响应（重点功能）但因为是回显服务器，这一步被简化，你发出上面回应什么
            String response = process(request);

            //3.把响应环境返回给客户端                               得到的字节      不能使用response.length()，代表String字符个数
            DatagramPacket responsePacket = new DatagramPacket(response.getBytes(),response.getBytes().length,//字节个数
                    requestPacket.getSocketAddress());//返回IP和端口号
            //发送UDP，但因为没有存储对方信息，需要我们手动指定目的IP和目的端口
            //requestPacket中存储了客户端的源IP和源端口，可以将其作为目的IP和目的端口

            socket.send(responsePacket);
            //4。打印日志
            System.out.printf("[%s:%d] req: %s, res :%\n",
                    requestPacket.getAddress().toString(),
                    requestPacket.getPort(),
                    request,
                    response);
        }
    }

    private String process(String request) {
        return request;
    }
 public static void main(String[] args) throws IOException {
        UdpEchoServer server = new UdpEchoServer(9090);
        server.start();
    }
}

socket对象代表网卡文件，对socket读文件相当于接收网卡中的数据，写文件相当于网卡发送数据

复制代码

public class UdpEchoClient {
    private DatagramSocket socket = null;

    public UdpEchoClient(int port) throws SocketException {

        socket = new DatagramSocket(port);
    }

getSocketAddress方法以读取接受存储到DatagramPacket里的源IP和源端口，特别的，hetAddress只能拿到IP，getPort只能拿到端口

DatagramPacket虽然说是读取UDP报头信息，但实际上他也会读取IP报头里的信息，获取源IP和目的IP。

在while循环中：

构建DatagramPacket对象requestPacket （创建一个DUP数据包，报头+载荷），由receive接收请求数据包（作为输出型参数接收）往里面填充

DatagramPacket requestPacket = new DatagramPacket(new byte[4096],4096);

socket.receive(requestPacket);//客户端若没有发来数据会阻塞等待

将UDP数据包中载荷取出：requestPacket.getData()可以拿到字节数组，requestPacket.getLength()可以拿到长度，然后构建一个Sting。

由于这里是回显服务器，你传进来是什么发回去就是什么，将Sting进行包装。

复制代码

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

String response = process(request);

response.getBytes()将字符串转换为字节数组、response.getBytes().length得到字节长度，requestPacket.getSocketAddress()取出源IP和源端口信息，然后新构建一个DatagramPacket数据包，然后调用send发送回去。

复制代码

DatagramPacket responsePacket = new DatagramPacket(response.getBytes(),response.getBytes().length,requestPacket.getSocketAddress());

复制代码

socket.send(responsePacket);

用户端

java 复制代码

public class UdpEchoClient {

    private String serverIP;

    private int serverPort;

    private DatagramSocket socket = null;
          //指定访问服务器的地址
    public UdpEchoClient(String serverIP,int serverPort) throws SocketException {
        this.serverIP = serverIP;//目的IP
        this.serverPort = serverPort;//目的端口
        //serverIP是目的IP，serverPort是目的端口，源IP是客户端主机IP，源端口是本机一个系统随机分配的端口
        socket = new DatagramSocket();//不能传固定源端口，每次都是随机分配使用，一个固定的端口可能会被其他应用使用导致无法使用。

    }
    public void start() throws IOException {

        while(true) {
            System.out.println("输入发送的信息");
            Scanner scanner = new  Scanner(System.in);

            if (!scanner.hasNext()) {
                break;
            }
            String request = scanner.next();
            //构造DatagramPacket数据报,传入载荷、目的IP和目的端口，InetAddress.getByName()方法按照字符串创建（给人看的）的IP转换成字符串（给机器看的）。
            DatagramPacket requestPacket = new DatagramPacket(request.getBytes(), request.getBytes().length,
                    InetAddress.getByName(serverIP), serverPort);
            //发送数据报
            socket.send(requestPacket);
            //接收服务器响应，创建一个数据报，用具接收服务端的信息
            DatagramPacket responsePacket = new DatagramPacket(new byte[4096], 4096);
            socket.receive(responsePacket);
            //解析，将收到的数据报转化成字符串类型
            String response = new String(responsePacket.getData(), 0, responsePacket.getLength());
            System.out.println(response);
        }
    }

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

用户端的代码这里就不展开讲了，基本上和服务端一样的。

网络编程 套接字

发送端和接收端

客户端和服务端

Socket套接字

有/无连接：

可靠/不可靠传输

面向字节流/数据流

全双工/半双工

UDP的socket api

DatagramSocket类

构造DatagramSocket端口号

接收与发送方法

DatagramPacket

构造方法

接收方法

代码实现

网络编程套接字