JavaTCP和UDP套接字编程

在我们刚开始入门Java后端的时候可能你会觉得有点复杂，包含了很多杂七杂八的知识，例如文件上传下载，监听器，JDBC，请求重定向，请求转发等等（当然也没有很多），但是我们自己真正的去开发一个小型网站（对安全性一起其他并发不作要求）的时候，其实我们会发现，Java后端是真的省事，好像除了CURD还是CURD，没有什么更新鲜的了。但是我们回顾计算机网络的知识提出疑问，计算机信息传输有TCP和UDP两种连接方式，但是我们编程的时候怎么没体现？怎么回事呢？

我们学JavaWeb的时候估计最熟悉的就是Servlet了，但是追下去其实我们写的后端Servlet只是实现了一个接口，并没有在里面实现什么方法，且刚开始编程的时候，总会到Tomcat文件夹下复制一个Jar包到项目中，我们的项目才可以运行，否则会报错是不是，所以我们大概可以推测出对于一些网络连接和传输都是Tomcat帮我们做了，也就是服务器帮我们做了，那么我们在实际的编码中怎么通过Java来实现计算机之间的通信呢？
Java也为我们考虑到了，Java的网络编程，也叫作Socket编程！

在了解网络编程之前，我们先了解一下什么叫套接字，套接字即指同一台主机内应用层和运输层之间的接口，由于这个套接字是建立在网络上建立网络应用的可编程接口，因此也将套接字称为应用程序和网络之间的应用程序编程接口！
这里写图片描述

关于TCP和UDP这里就不作太多介绍了，我们知道TCP是面向连接的，UDP是不面向连接的，TCP可靠，UDP不可靠即可！
我们来设计一个应用来示范一下，流程：

客户机从键盘读取一行字符串，并通过套接字发送到服务器。
服务器从连接的套接字获取这行字符串，并对其进行修改（将小写转为大写），最后再发回客户端。
客户机读取到服务器发送的修改后的字符串，并输出到屏幕。

不说太多了，直接上代码：

TCPClient：

public class TCPClient {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //创建两个String类型的字符串用来发送和接受
        String sentence;
        String modifiedSentence;

        //创建输入流，用来接受键盘输入
        BufferedReader inFromUser = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));

        //创建一个Socket类型的 clientSocket 用来发起服务器和客户机之间的连接
        Socket clientSocket = new Socket("hostname",6789);

        //创建向服务器发送信息的输出流
        DataOutputStream outToServer = new DataOutputStream(clientSocket.getOutputStream());

        //创建输入流，用来接收来自服务器的字节流
        BufferedReader inFormServer = new BufferedReader(new InputStreamReader(clientSocket.getInputStream()));

        //读流数据
        sentence = inFromUser.readLine();

        //向服务器发送sentence的字节数据
        outToServer.writeBytes(sentence + '\n');

        //获取字节流数据为String
        modifiedSentence = inFormServer.readLine();

        System.out.println("Form Server :" + modifiedSentence);
    }
}

TCPServer：

public class TCPServer {
    public static void main(String[] args) throws Exception{
        String clientSentence;
        String capitalizedSentence;

        //服务器Socket用来建立连接
        ServerSocket welcomeSocket = new ServerSocket(6789);

        while(true){

            //用这个连接来获取和发送，自客户端发的数据流
            Socket connectionSocket = welcomeSocket.accept();

            //获取来自客户端的字节流
            BufferedReader inFromClient = new BufferedReader(new InputStreamReader(connectionSocket.getInputStream()));

            //发送更改后的数据流
            DataOutputStream outToClient = new DataOutputStream(connectionSocket.getOutputStream());

            //读取字节成String字符串
            clientSentence = inFromClient.readLine();

            capitalizedSentence = clientSentence.toUpperCase() +'\n';

            outToClient.writeBytes(capitalizedSentence);
        }   
    }
}

public class UDPClient {
    public static void main(String[] args) throws Exception{
        //读取键盘输入的字节流
        BufferedReader inFromUser = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));

        //为客户机创建了一个传输信息的门，但是并没与向TCP那样建立连接
        DatagramSocket clientSocket = new DatagramSocket();

        //这行代码调用了DNS查询，查询主机名对应的IP地址，后面要用这个地址来向服务器发送信息
        InetAddress IPAddress = InetAddress.getByName("hostname");

        //需要发送的字节数组
        byte[] sendData = new byte[1024];

        //接受的字节数组
        byte[] receiveData = new byte[1024];

        String sentence = inFromUser.readLine();

        //将字符串转为字节放入sendData
        sendData = sentence.getBytes();

        //UDP数据报分组，里面包含想要发送的内容以及目的地址等信息
        DatagramPacket sendPacket = new DatagramPacket(sendData,sendData.length,IPAddress,9876);

        //用这个‘门’来发送这个数据包
        clientSocket.send(sendPacket);

        //获取数据报分组
        DatagramPacket receivePacket = new DatagramPacket(receiveData,receiveData.length);

        //用‘门’获取数据报
        clientSocket.receive(receivePacket);

        //将获取的数据报转为String类型数据
        String modifiedSentence = new String(receivePacket.getData());

        System.out.println("From Server:" + modifiedSentence);

        //关闭这个门
        clientSocket.close();

    }
}

public class UDPServer {
    public static void main(String[] args) throws Exception{

        //大意和客户端代码类似
        DatagramSocket serverSocket = new DatagramSocket(9876);

        byte[] receiveData = new byte[1024];

        byte[] sendData = new byte[1024];

        while(true){

            DatagramPacket receivePacket = new DatagramPacket(receiveData,receiveData.length);

            serverSocket.receive(receivePacket);

            String sentence = new String(receivePacket.getData());

            InetAddress IPAddress = receivePacket.getAddress();

            int port = receivePacket.getPort();

            String capitalized = sentence.toUpperCase();

            sendData = capitalized.getBytes();

            DatagramPacket sendPacket = new DatagramPacket(sendData,sendData.length,IPAddress,port);

            serverSocket.send(sendPacket);
        }
    }
}

有网络基本常识的朋友应该很好理解上面的代码（记录供以后参考），博主在代码中也作了很详细的注释，这里就不在多解释什么了，相信通过上面简单的例子，我们能够了解Java是如何实现TCP和UDP套接字编程。

以上代码参考《计算机网络自顶向下方法》，其他为博主的一些粗陋的见解，可能有不全面的地方，如果大神见到，还请赐教！

参考书籍：《计算机网络自顶向下方法》

JavaTCP和UDP套接字编程

猜你喜欢