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UDP
基于 UDP 编写网络通信程序
服务器代码
客户端代码 TCP
基于 TCP 编写网络通信程序
服务器代码
客户端代码 IDEA 打开 支持多客户端模式 UDP 特点#xff1a; 无连接性#xff1a;发送端和接收端不需要建立连接也可相互通信#xff0c;且每个 UDP 数据包都…目录
UDP
基于 UDP 编写网络通信程序
服务器代码
客户端代码 TCP
基于 TCP 编写网络通信程序
服务器代码
客户端代码 IDEA 打开 支持多客户端模式 UDP 特点 无连接性发送端和接收端不需要建立连接也可相互通信且每个 UDP 数据包都是独立的它们之间没有顺序关系无序性不可靠性不提供重传机制和数据包的确认如果数据包在传输过程中丢失或损坏接收端无法得知丢失的数据并且不会进行重传从而体现出传输时的不可靠性全双工通信即发送端和接收端可以同时进行数据的发送和接收不需要等待对方的响应面向数据报UDP 将每个数据作为一个独立的数据单元进行处理每个数据报都有自己的目标地址和源地址没有关联性也没有连接的概念适用于实时应用由于 UDP 的无连接性和较低的延迟其适用于如音频、视频流媒体、实时游戏等对实时性要求较高的应用场景对于上述应用即使有部分数据丢失也可接收因为其实时性比数据完整性更重要简单高效性UDP 的头部较小没有 TCP 那么复杂从而使得 UDP 在数据传输的开销上相对较小传输效率更高没有拥塞控制UDP 不会主动根据网络的拥塞情况来调整其发送速率可能导致在网络拥堵的情况下UDP 数据包丢失更多支持广播和多播广播和多播都是 UDP 协议提供的数据传输方式可在局域网或广域网中使用它们都具有一对多的传输能力能够将数据发送给多个目标主机。广播发送给整个网络而多播发送给特定的多播组只有加入该组的主机能够接收到数据 基于 UDP 编写网络通信程序 一个服务器包括三部分收到请求、根据请求计算逻辑(业务逻辑)、返回响应这里我们编写一个简单逻辑的 服务器程序即无业务逻辑请求是啥就返回啥 服务器代码 //UDP 版本的服务器
public class UdpEchoServer {
// 网络编程本质上是要操作网卡
// 因此我们可以通过 操作系统内核所提供的一种叫做 “socket” 的文件来抽象表示和操作网卡private DatagramSocket socket null;// 服务器一定要关联上一个具体的端口号
// 所以在创建 socket 对象的同时要让他绑上一个具体的端口号
// socket new DatagramSocket() 这是创建一个 socket 对象如果括号中不主动传入端口号系统便会自动分配端口号
// 服务器是网络传输中被动的一方如果是操作系统随机分配的端口此时客户都安就知道这个端口是啥了也就无法通信了public UdpEchoServer(int port) throws SocketException {
// 这里我们主动传一个端口号socket new DatagramSocket(port);}public void start() throws IOException {System.out.println(服务器启动);
// 服务器需要服务多个客户端while (true) {
// 只要有客户端过来就可以为其提供服务
// 1.读取客户端发来的请求是什么
// 这里相当于构造一个空白的 DatagramPacket 对象DatagramPacket requestPacket new DatagramPacket(new byte[4096],4096);
// 这里的 receive 方法的参数是一个输出性参数我们创建出来的空对象在这里被其填充socket.receive(requestPacket);
// 此时这个 DatagramPacket 是一个特殊的对象不方便直接进行处理可以把这里包含的数据拿出来构造成一个字符串String request new String(requestPacket.getData(), 0, requestPacket.getLength());
// 2.根据请求计算响应因为我们仅构造一个简单的服务器例子所以此处响应和请求相同也就是不做处理String response process(request);
// 3. 把响应写回到客户端send 的参数也是 DatagramPacket需要把这个 Packet 对象构造好DatagramPacket responsePacket new DatagramPacket(response.getBytes(),response.getBytes().length,requestPacket.getSocketAddress());
// 注意这里的 response.getBytes().length 计算的是字节的个数
// response.length 计算的是字符的个数所以不能填入 response.length 因为一个汉字由多个字节组成
// 这里将响应数据进行发送socket.send(responsePacket);
// 4.打印一下日志这次请求响应的处理中间结果System.out.printf([%s:%d] req: %s; resp: %s\n, requestPacket.getAddress().toString(),requestPacket.getPort(),request,response);}}// 这个方法 表示 根据请求计算响应(处理业务逻辑)private String process(String request) {return request;}public static void main(String[] args) throws IOException {UdpEchoServer udpEchoServer new UdpEchoServer(9090);udpEchoServer.start();}
} 客户端代码 //UDP 版本的客户端
public class UdpEchoClient {private DatagramSocket socket null;private String serverIp;private int serverPort;// 通常情况下端口号用来标识和区分一个进程由于我们现在是同一个主机上编写服务器和客户端所以不允许一个端口同时被多个进程使用
// 但是一个进程可以绑定多个端口即进程只需创建多个 socket 对象 就可以关联不同的端口
// 相比服务器我们需要指定端口因为是为了方便客户端找到服务器程序
// 而客户端 我们无需指定端口号只需让系统自动分配空闲端口号即可自己指定可能因为该端口号已经被其他进程所占用而导致无法使用该端口号
// 一次通信有 两个ip 两个端口号 分别是 客户端ip 服务器ip 客户端端口号 服务器端口号
// 因为客户端和服务器是在同一个主机上所以 客户端ip 和 服务器ip 都是 127.0.0.1
// 但我们需要将服务器的 ip 和 端口号 告诉客户端才能顺利的将消息发送给服务器public UdpEchoClient (String serverIp, int serverPort) throws SocketException {socket new DatagramSocket();this.serverIp serverIp;this.serverPort serverPort;}public void start() throws IOException{System.out.println(客户端启动);Scanner scanner new Scanner(System.in);while (true) {
// 1.从控制台读取要发送的数据System.out.println();String request scanner.next();if(request.equals(exit)) {System.out.println(goodbye);break;}
// 2.构造 UDP 请求并 发送
// 构造 packet 的时候 需要把 serverIp 和 port 都传入过来 但是此处 IP 地址需要填写的是一个 32位的整数形式
//
// 因为 这里传入的 IP 地址是点分十进制形式字符串所表示的但计算机内部是以 一个 32 位的整数来表示 IP 地址
// 所以 需要使用 InetAddress.getByName 来将 IP 地址转换为 32 位整数DatagramPacket requestPacket new DatagramPacket(request.getBytes(),request.getBytes().length,InetAddress.getByName(serverIp),serverPort);socket.send(requestPacket);
// 3.读取服务器的 UDP 响应 并解析DatagramPacket responsePacket new DatagramPacket(new byte[4096],4096);socket.receive(responsePacket);String response new String(responsePacket.getData(),0,requestPacket.getLength());
// 4.把解析好的结果显示出来System.out.println(response);}}public static void main(String[] args) throws IOException {UdpEchoClient client new UdpEchoClient(127.0.0.1,9090);client.start();}
} 交互过程 运行效果 客户端发送请求并收到返回的响应 服务器处理请求并返回响应 TCP 特点 面向连接在数据传输之前发送端和接收端需要先建立一个连接包括三次握手过程连接的建立确保了双方的通信前提并且在连接建立期间进行参数协商和初始化可靠性TCP 使用确认机制和重传机制来确保数据的可靠性如果接收端在接收每个数据包后会发送确认消息发送方没有收到确认消息会重新发送该数据包保证数据在传输过程中不会丢失或损坏全双工通信即发送端和接收端可以同时进行数据的发送和接收不需要等待对方的响应面向字节流将数据视为一个连续的字节流并将字节流分割为适当的 TCP报文段并在传输过程中对它们进行排序和重新组装有序性每个 TCP报文 都有一个序列号接收端根据序列号将数据包按照正确的顺序重新排列适用高可靠性要求应用文件传输、Web浏览、电子邮件等流量控制和拥塞控制流量控制用来控制发送端发送数据的速率保证接收端能够及时处理接收到的数据拥塞控制用于控制网络中的数据流量避免网络拥塞 基于 TCP 编写网络通信程序 一个服务器包括三部分收到请求、根据请求计算逻辑(业务逻辑)、返回响应这里我们编写一个简单逻辑的 服务器程序即无业务逻辑请求是啥就返回啥 服务器代码 // TCP 版本的服务器
public class TcpEchoServer {private ServerSocket serverSocket null;public TcpEchoServer(int port) throws IOException {serverSocket new ServerSocket(port);}public void start() throws IOException {System.out.println(启动服务器);
// 此处使用 CachedTreadPool 使用 FixedThreadPool 是不合适的 因为线程数不应该是有固定值的ExecutorService threadPool Executors.newCachedThreadPool();while (true) {
// 使用这个 clientSocket 和 具体的客户端进行交流Socket clientSocket serverSocket.accept();
// 此处使用多线程处理
// 注意这里为什么要引入多线程 为了让多个客户端能同时跟服务器建立连接并处理各自客户端的请求
// Thread t new Thread(() -{
// try {
// processConnection(clientSocket);
// } catch (IOException e) {
// e.printStackTrace();
// }
// });
// t.start();
// 当很多客户端需要进行请求时当然相比于频繁的创建线程和销毁线程 我们这里直接创建一个线程池效率会高很多// 使用线程池threadPool.submit(new Runnable() {Overridepublic void run() {try {processConnection(clientSocket);} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}});}}private void processConnection(Socket clientSocket) throws IOException {System.out.printf([%s:%d] 客户端上线\n,clientSocket.getInetAddress().toString(),clientSocket.getPort());
// 基于上述 socket 对象和客户端进行通信try (InputStream inputStream clientSocket.getInputStream();OutputStream outputStream clientSocket.getOutputStream()){// 概念
// 则客户端建立一次连接服务器可处理多次请求并返回响应到客户端短时间内不需要这个连接便直接断开连接 这属于长连接
// 则客户端建立一次连接服务器也仅处理一次请求并返回响应便直接断开连接 这属于短连接// 这里我们写的是长连接从而需要使用循环 来处理多个请求和响应while (true) {
// 1.读取请求Scanner scanner new Scanner(inputStream);if (!scanner.hasNext()) {
// 没有下个数据 说明读完了 客户端关闭了连接System.out.printf([%s:%d] 客户端下线\n, clientSocket.getInetAddress().toString(),clientSocket.getPort());break;}
// 此处使用 next 是一致读取到 换行符/空格/其他空白符结束但是最终返回结果里不包含上述 空白符String request scanner.next();
// 2.根据请求构造响应String response process(request);
// 3.返回响应结果
// OutputStream 相当于对应着一个文件描述符socket文件
// 通过 OutputStream 就可以往这个 文件描述符 中写数据
// 但 OutputStream 没有 写字符串 这样的功能 但
// 所以我们 将其转化为 字符流 PrintWriter 且其对应的文件描述符还是同一个 从而可以进行写入PrintWriter printWriter new PrintWriter(outputStream);
// 此处使用 println 来写入 让结果中带有 一个 \n 换行 方便对接收端来接收解析
// 因为 TCP 是面向字节流的 所以 一次性读多少个字节都是可以的
// 从而这里我们可以进行一个隐式约定 使用 \n 来作为当前代码的请求或响应分割约定 与上面代码的 scanner.next() 相对应
// 从而该行代码这里使用 println 来相当于 TCP 发送数据printWriter.println(response);
// flush 用来刷新缓冲区 保证当前写入的数据 确实发送出去了printWriter.flush();System.out.printf([%s:%d] req:%s; resp:%s\n,clientSocket.getInetAddress().toString(),clientSocket.getPort(),request,response);}} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}finally {
// 每来一个客户端 就会创建一个 clientSocket 每创建一个就要消耗一个文件描述符
// 因此当完成该客户端的请求后 就需要释放掉其 clientSocketclientSocket.close();}}private String process(String request) {return request;}public static void main(String[] args) throws IOException {TcpEchoServer server new TcpEchoServer(9090);server.start();}
} 客户端代码 public class TcpEchoClient {private Socket socket null;public TcpEchoClient(String serverIp,int serverPort) throws IOException {
// Socket 构造方法 能够识别 点分十进制格式的 IP 地址 必 DatagramPacket 更方便
// new 这个对象的同时 就会进行 TCP 连接操作 如果客户端没有该行代码 服务器就会在 accept 堵塞socket new Socket(serverIp,serverPort);}public void start() {System.out.println(客户端启动);Scanner scanner new Scanner(System.in);try (InputStream inputStream socket.getInputStream();OutputStream outputStream socket.getOutputStream()){while (true) {// 1.先从键盘上读取用户输入的内容System.out.println();String request scanner.next();if(request.equals(exit)) {System.out.println(goodbye);break;}// 2.把读到的内容构造成请求 发送给服务器PrintWriter printWriter new PrintWriter(outputStream);printWriter.println(request);
// 此处的 flush 是确保数据确实发送出去了printWriter.flush();// 3.读取服务器的响应Scanner respScanner new Scanner(inputStream);String response respScanner.next();// 4.把响应内容显示到界面上System.out.println(response);}}catch (IOException e){e.printStackTrace();}}public static void main(String[] args) throws IOException {TcpEchoClient client new TcpEchoClient(127.0.0.1,9090);client.start();}
} 交互过程 运行效果 客户端发送请求并收到返回的响应 服务器处理请求并返回响应 IDEA 打开 支持多客户端模式 操作步骤 完成上述步骤我们便打开了 IDEA 多客户端模式此时我们仅需再点击一次客户端启动按钮便会有两个客户端共存了
