javaSE————网络编程套接字
网络编程套接字~~~~~
好久没更新啦，蓝桥杯爆掉了，从今天开始爆更嗷；
1，网络编程基础
为啥要有网络编程呢，我们进行网络通信就是为了获取丰富的网络资源，说实话真的很神奇，想想我们躺在床上，通过网络，访问到世界上成千上万的人做好的网络资源，我们甚至能看到一辈子都看不到的景色，这些资源本质上都是二进制资源或者是文本资源，我们通过网络可以让很多人来访问，这个就是网络编程，当年的网络就是个看报的，谁能想到发展到这样呢？
网络编程的概念：网络上的主机，通过不同的进程，以编程的方式实现网络通信；
同一个主机下的不同进程实现网络通信也是网络编程；
网络编程的基本概念：
接收端：数据接收端进程，目标主机；
发送端：数据发送端进程，源主机；
收发端：发送接收两端；
请求：请求数据的发送；
响应：响应数据的发送；
就像我们去餐厅点一份蛋炒饭就是请求，厨师给我们拿来蛋炒饭就是回应；
服务端：提供服务的一方，返回服务资源；
客户端：获取服务的一方；
2，Socket套接字
Socket就是套接字，啥是套接字，这名起的，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单元，基于Socket套接字的网络程序开发就是网络编程；
Socket套接字主要针对传输层协议划分为三类：
我们这里就学两个核心协议
1，TCP，有连接，可靠传输，面向字节流，全双工；
2，UDP，无连接，不可靠传输，面向数据报，全双工；
这里的有连接和无连接都是抽象的概念，虚拟上的连接；
TCP协议保存了对端的信息，A和B通信，A和B先建立连接，A保存了B的信息，B也保存了A的信息，他们彼此都知道谁与自己建立的连接，而UDP不保存对方的信息；
可靠传输和不可靠传输是什么呢？
网络上，数据的传输是会发生丢包的情况的，可能会受到外界的干扰，那么可靠传输就能避免这样的丢包吗，事实上是不能的，可靠传输只是保证尽可能提高传输成功的概率，如果出现了丢包，也能感知到，不可靠传输的话就是把数据发送之后就不管了，那么这样的话我们就使用可靠传输就好了呀，还要UDP干嘛呢，凡是必有代价，UDP的话速度会更快；
面向字节流和面向数据报呢？
面向字节流：读写数据的时候，以字节为单位；
面向数据报：读写数据的时候，以一个数据报为单位；
全双工和半双工呢？
全双工：一个通信联络，能读也能写；
半双工：只支持单向通信，要么读，要么写；
我们使用Socket api来进行网络编程，我们之前提到计算机中的“文件”有狭义和广义的概念，硬件设备可以抽象成文件，统一管理；电脑上的网卡就是Socket文件；
3，UDP数据报套接字编程
我们先来介绍UDP需要的API：
DatagramSocket
UDP的Socket用于接收和发送UDP数据报；
构造方法：
| 方法签名 | 方法说明 |
| DatagramSocket() | 创建一个UDP数据报套接字的Socket，绑定到本机任意一个端口，一般用于客户端 |
| DatagramSocket(int port) | 创建一个UDP数据报套接字的Socket，绑定到本机指定的端口，一般用于服务端 |
方法：
| 方法签名 | 方法说明 |
| void receive(DatagramPacket p) | 从此套接字接收数据报，如果没有收到数据报就会阻塞等待； |
| void send(DatagramPacket p) | 从此套接字发送数据报，不会阻塞等待，直接发送； |
| void close() | 关闭此数据报套接字 |
DatagramPacket
datagramPacket是UDP socket发送和接收的数据报；
构造方法：
| 方法签名 | 方法说明 |
| DatagramPacket(byte[] bytes, int length) | 构造一个DatagramPacket用来接收数据报，接收的数据呢保存在字节数组中，接收指定的长度 |
| DatagramPacket(byte[] bytes, int offset, int length, SocketAddress address) | 构造一个DatagramPacket用来发送数据报，发送的数据为字节数组，从0开始，到指定长度，address指定制定目的主机的IP和端口号 |
方法：
| 方法签名 | 方法说明 |
| InetAddress getAddress() | 从接收的数据报中，获取发送端主机IP；或者从发送的数据报中，获取接收端主机IP； |
| int getPort() | 从接收的数据报中，获取接收端主机的端口号；或者从发送的数据报中，或缺发送端主机的端口号； |
| byte[] getData() | 获取数据报中的数据； |
| getSocketAddress() | 直接获取到当前数据报的IP和端口号； |
讲完方法了，我们来模拟一个回显服务器，这里就是模拟，回显服务器就是自问自答；
我们来用UDP模拟一下：
import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.Socket;
import java.net.SocketException;public class UdpEchoServer {private DatagramSocket socket = null;public UdpEchoServer(int port) throws SocketException {socket = new DatagramSocket(port);//指定端口号，让服务器来使用}public void start() throws IOException {//启动服务器while(true){//循环一次，就意味着处理了一次请求//1读取请求并解析DatagramPacket packet = new DatagramPacket(new byte[4090],4090);socket.receive(packet);String request = new String(packet.getData(),0,packet.getLength());//2根据请求计算响应String response = process(request);//3把响应返回给客户端DatagramPacket packet1 = new DatagramPacket(response.getBytes(),response.getBytes().length,packet.getSocketAddress());socket.send(packet1);//4打印日志System.out.printf("[%s:%d] req: %s, resp: %s\n",packet.getAddress().toString(), packet.getPort(), request, response);}}public String process(String request){return request;}public static void main(String[] args) throws IOException {UdpEchoServer udpEchoServer = new UdpEchoServer(9090);udpEchoServer.start();}
}
模拟服务器：难点用注释标注了，看不明白就来私信我！
接下来实现客户端代码：
import java.io.IOException;
import java.net.*;
import java.util.Scanner;public class UdpEchoClient {private DatagramSocket socket = null;private String SeverIp;private int SeverPort;public UdpEchoClient(String IP,int port) throws SocketException {this.SeverIp = IP;this.SeverPort = port;socket = new DatagramSocket();}public void start() throws IOException {Scanner scanner = new Scanner(System.in);while(true){System.out.println("请输入要发送的内容");while(!scanner.hasNext()){break;}String request = scanner.nextLine();DatagramPacket datagramPacket = new DatagramPacket(request.getBytes(),request.getBytes().length, InetAddress.getByName(SeverIp),SeverPort);socket.send(datagramPacket);DatagramPacket datagramPacket1 = new DatagramPacket(new byte[4090],4090);socket.receive(datagramPacket1);String response = new String(datagramPacket1.getData(),0,datagramPacket1.getLength());System.out.println(response);}}public static void main(String[] args) throws IOException {UdpEchoClient udpEchoClient = new UdpEchoClient("127.0.0.1",9090);udpEchoClient.start();}}
我们把两个代码的都运行下
客户端
服务器
4，TCP流套接字编程
接下来我们来实现TCP的网络编程，还是先来学习一下方法：
SeverSocket
SeverSocket呢是创建TCP服务端Socket的ApI；
构造方法：
| 方法签名 | 方法说明 |
| SeverSocket(int port) | 创建一个服务端流套接字Socket，并绑定到指定端口 |
方法：
| 方法签名 | 方法说明 |
| Socket accept() | 开始监听指定端口（创建时绑定的端口），有客户端连接后，返回一个服务端Socket对象，并基于该Socket建立与客户端的连接，否则阻塞等待； |
| void close() | 关闭此套接字； |
Socket
socket是客户端Socket，或服务端中接收到客户端建立连接(accept)的请求后，返回的服务端Socket；
构造方法：
| 方法签名 | 方法说明 |
| Socket(String host,int port) | 创建一个客户端流套接字Socket，并与对应IP的主机上，对应端口的进程建立连接； |
方法：
| 方法签名 | 方法说明 |
| inerAddress getInetAddress() | 返回套接字所连接的地址 |
| inputStream getInputStream() | 返回此套接字的输入流 |
| OutputStream getOutputStream() | 返回此套接字的输出流 |
服务端
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.io.PrintWriter;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
import java.util.Scanner;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;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");ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();while(true){Socket socketClient = serverSocket.accept();executorService.submit(()->{try {processConnection(socketClient);} catch (IOException e) {throw new RuntimeException(e);}});}}public void processConnection(Socket socketClient) throws IOException {System.out.println("客户端上线"+ socketClient.getInetAddress()+socketClient.getPort());try(InputStream inputStream = socketClient.getInputStream();OutputStream outputStream = socketClient.getOutputStream()){Scanner scanner = new Scanner(inputStream);PrintWriter printWriter = new PrintWriter(outputStream);while (true){if(!scanner.hasNext()){System.out.println("客户端下线"+ socketClient.getInetAddress()+socketClient.getPort());break;}String request = scanner.nextLine();String response = process(request);printWriter.println(response);printWriter.flush();System.out.printf("[%s:%d] req: %s, resp: %s\n", socketClient.getInetAddress(), socketClient.getPort(),request, response);}}}public String process(String request){return request;}public static void main(String[] args) throws IOException {TcpEchoServer tcpEchoServer = new TcpEchoServer(9090);tcpEchoServer.start();}
}
这里引入线程池来处理多个请求，避免其他请求发来处理不了的情况；
客户端：
import java.io.*;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
import java.util.Scanner;public class TcpEchoClient {private Socket socket = null;public TcpEchoClient(String IP,int port) throws IOException {socket = new Socket(IP,port);}public void start() throws IOException {Scanner scanner = new Scanner(System.in);try(InputStream inputStream = socket.getInputStream();OutputStream outputStream = socket.getOutputStream()){Scanner scanner1 = new Scanner(inputStream);PrintWriter printWriter = new PrintWriter(outputStream);while(true){System.out.println("请输入要发送的信息");String request = scanner.nextLine();printWriter.println(request);printWriter.flush();String response = scanner1.nextLine();System.out.println(response);}}}public static void main(String[] args) throws IOException {TcpEchoClient tcpEchoClient = new TcpEchoClient("127.0.0.1",9090);tcpEchoClient.start();}
}