网络开发

套接字

Java中使用UDP协议，相关的类介绍

DatagramSocket API

DatagramPacket API

InetSocketAddress API

服务器和客户端

Java数据报套接字通信模型

演示

TCP流套接字编程

ServerSocket API

Socket API

面向数据报文和面向字节流

网络开发

套接字

套接字(Socket)：站在应用层，做网络编程很重要的一个概念

OS原生的提供的系统调用(Linux上的网络编程)

int fd = socket();
setsocketopt(fd,TCP or UDP)

Java中使用UDP协议，相关的类介绍

DatagramSocket API

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

DatagramSocket 构造方法：

DatagramSocket 构造方法：

DatagramPacket API

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

DatagramPacket 方法：

InetSocketAddress API

InetSocketAddress （ SocketAddress 的子类）构造方法：

服务器和客户端

服务器(Server)：提供服务（Service)的一类程序，一般这个概念是应用层概念。
想象成生活中的：一家商店（提供售卖货品服务)、一家饭馆（提供售卖食品服务)、一家律师事务所（提供法律咨询服务)
淘宝（提供了淘宝平台服务).….
我们这里的服务器指的是一个具体的进程。广义上，我们也经常把该进程所在的主机也称为服务器。由于服务器需要对外提供服务（开张营业)，所以，服务器都需要公开其地址(ip / port)。

客户端（Client)：享受服务的角色

客户端和服务器双方的常见模式，一般有两种:

1.请求(Request)-响应(Response）模式

1)客户端主动提出自己的要求（点菜)
2)服务器根据请求，给回响应（上菜)

服务器是被动的

这个周期可能在一个客户端、服务器内部发生多次。一次请求一次响应最简单，我们只展示这种模式。

2.订阅(subscript) -广播(broadcase)模式订报纸
1)客户端第一次主动订阅某份报纸（关心某些消息)
2)以后，凡是这份报纸有新的信息，服务器就会主动推给客户端
服务器相对来说是主动的

Java数据报套接字通信模型

对于UDP协议来说，具有无连接，面向数据报的特征，即每次都是没有建立连接，并且一次发送全部数据报，一次接收全部的数据报。
Java中使用UDP协议通信，主要基于 DatagramSocket 类来创建数据报套接字，并使用
DatagramPacket 作为发送或接收的UDP数据报。

对于一次发送及接收UDP数据报的流程如下：

以上只是一次发送端的UDP数据报发送，及接收端的数据报接收，并没有返回的数据。也就是只有请求，没有响应。

对于一个服务端来说，重要的是提供多个客户端的请求处理及响应，流程如下：

演示

import com.xxx.net_demo.util.Log;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetAddress;
import java.net.SocketAddress;
import java.util.Arrays;
import java.util.HashMap;// 提供翻译的服务器
public class TranslateServer {// 公开的 ip 地址：就看进程工作在哪个 ip 上// 公开的 port：需要程序中指定public static final int PORT = 8888;// SocketException -> IOException -> Exceptionpublic static void main(String[] args) throws Exception {Log.println("准备进行字典的初始化");initMap();Log.println("完成字典的初始化");Log.println("准备创建 UDP socket，端口是 " + PORT);DatagramSocket socket = new DatagramSocket(PORT);Log.println("UDP socket 创建成功");// 作为服务器，是被动的，循环的进行请求-响应周期的处理// 等待请求，处理并发送响应，直到永远while (true) {// 1. 接收请求byte[] buf = new byte[1024];    // 1024 代表我们最大接收的数据大小（字节）DatagramPacket receivedPacket = new DatagramPacket(buf, buf.length);Log.println("准备好接收 DatagramPacket，最大大小为: " + buf.length);Log.println("开始接收请求");socket.receive(receivedPacket); // 这个方法就会阻塞（程序执行到这里就不动了，直到有客户发来请求，才能继续）Log.println("接收到请求");// 2. 一旦走到此处，一定是接收到请求了，拆信// 拆出对方的 ip 地址InetAddress address = receivedPacket.getAddress();Log.println("对方的 IP 地址: " + address);// 拆出对方的端口int port = receivedPacket.getPort();Log.println("对方的 port: " + port);// 拆出对方的 ip 地址 + portSocketAddress socketAddress = receivedPacket.getSocketAddress();Log.println("对象的完整地址: " + socketAddress);// 拆出对方发送过来的数据，其实这个 data 就是我们刚才定义的 buf 数组byte[] data = receivedPacket.getData();Log.println("接收到的对象的数据: " + Arrays.toString(data));// 拆出接收到的数据的大小（字节）int length = receivedPacket.getLength();Log.println("接收的数据大小（字节）：" + length);// 3. 解析请求 ：意味着我们需要定义自己的应用层协议// 首先，做字符集解码    byte[] -> StringString request = new String(data, 0, length, "UTF-8");// 这个按照我们的应用层协议String engWord = request;Log.println("请求（英文单词）：" + engWord);// 4. 执行业务（翻译服务），不是我们本次演示的重点String chiWord = translate(engWord);Log.println("翻译后的结果：" + chiWord);// 5. 按照应用层协议，封装响应String response = chiWord;// 进行字符集编码  String -> byte[]byte[] sendBuf = response.getBytes("UTF-8");// 6. 发送响应// 作为发送方需要提供DatagramPacket sentPacket = new DatagramPacket(sendBuf, 0, sendBuf.length,     // 要发送的数据socketAddress                         // 从请求信封中拆出来的对象的地址（ip + port）);Log.println("准备好发送 DatagramPacket 并发送");socket.send(sentPacket);Log.println("发送成功");// 7. 本次请求-响应周期完成，继续下一次请求-响应周期}//        socket.close(); // 由于我们是死循环，这里永远不会走到}private static final HashMap<String, String> map = new HashMap<>();private static void initMap() {map.put("apple", "苹果");map.put("pear", "梨");map.put("orange", "橙子");}private static String translate(String engWord) {String chiWord = map.getOrDefault(engWord, "查无此单词");return chiWord;}
}

import java.time.LocalDateTime;
import java.time.ZoneId;
import java.time.format.DateTimeFormatter;public class Log {public static void println(Object o) {LocalDateTime localDateTime = LocalDateTime.now(ZoneId.of("Asia/Shanghai"));DateTimeFormatter formatter = DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");String now = formatter.format(localDateTime);String message = now + ": " + (o == null ? "null" : o.toString());System.out.println(message);}public static void main(String[] args) {println(1);}
}

TCP流套接字编程

基于TCP做的翻译服务
TCP：可靠、有连接、面向字节流

有连接:打电话（先拨号，拨通才能通信)
无连接:接发信（无脑发送，对方在不在都没关系)

ServerSocket API

ServerSocket 是创建TCP服务端Socket的API。
ServerSocket 构造方法：

服务器使用的TCP Socket对象（传入的端口，就是要公开的端口，一般称为监听（listen）端口)

ServerSocket 方法：

accept(接受)：接起电话（服务器是电话铃响的这一方)

Socket对象：建立起的连接

socket代表的是一条连接
close()：挂电话（谁都可以挂)

Socket API

Socket 是客户端Socket，或服务端中接收到客户端建立连接（accept方法）的请求后，返回的服务端Socket。
不管是客户端还是服务端Socket，都是双方建立连接以后，保存的对端信息，及用来与对方收发数据的。
Socket 构造方法：

服务器的Socket对象是从accept()中获取到的
所以，只有客户端的Socket对象需要手动实例化出来
这个构造方法是给客户端使用，传入服务器的ip + port(服务器的ip + port是公开的)

一旦socket对象拿到(双方是同时拿到的:电话接通是双方同时接通的)，双方就地位平等了，只区分发送方/接收方即可。

Socket 方法：

面向数据报文和面向字节流

import com.xxx.net_demo.util.Log;import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.io.OutputStreamWriter;
import java.io.PrintWriter;
import java.net.InetAddress;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
import java.net.SocketAddress;
import java.util.HashMap;
import java.util.Scanner;public class TranslateServer {public static final int PORT = 8888;public static void main(String[] args) throws Exception {initMap();ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(PORT);while (true) {// 接电话Log.println("等待对方来连接");Socket socket = serverSocket.accept();Log.println("有客户端连接上来了");// 对方信息：InetAddress inetAddress = socket.getInetAddress();  // ipLog.println("对方的 ip: " + inetAddress);int port = socket.getPort();    // portLog.println("对方的 port: " + port);SocketAddress remoteSocketAddress = socket.getRemoteSocketAddress();    // ip + portLog.println("对方的 ip + port: " + remoteSocketAddress);// 读取请求InputStream inputStream = socket.getInputStream();Scanner scanner = new Scanner(inputStream, "UTF-8");String request = scanner.nextLine();    // nextLine() 就会去掉换行符String engWord = request;Log.println("英文: " + engWord);// 翻译String chiWord = translate(engWord);Log.println("中文: " + engWord);// 发送响应String response = chiWord;  // TODO: 响应的单词中是没有 \r\nOutputStream outputStream = socket.getOutputStream();OutputStreamWriter outputStreamWriter = new OutputStreamWriter(outputStream, "UTF-8");PrintWriter writer = new PrintWriter(outputStreamWriter);Log.println("准备发送");writer.printf("%s\r\n", response);writer.flush();Log.println("发送成功");// 挂掉电话socket.close();Log.println("挂断电话");}
//        serverSocket.close();}private static final HashMap<String, String> map = new HashMap<>();private static void initMap() {map.put("apple", "苹果");map.put("pear", "梨");map.put("orange", "橙子");}private static String translate(String engWord) {String chiWord = map.getOrDefault(engWord, "查无此单词");return chiWord;}
}

import java.time.LocalDateTime;
import java.time.ZoneId;
import java.time.format.DateTimeFormatter;public class Log {public static void println(Object o) {LocalDateTime localDateTime = LocalDateTime.now(ZoneId.of("Asia/Shanghai"));DateTimeFormatter formatter = DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");String now = formatter.format(localDateTime);String message = now + ": " + (o == null ? "null" : o.toString());System.out.println(message);}public static void main(String[] args) {println(1);}
}

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