網絡編程套接字~~~~~
好久沒更新啦，藍橋杯爆掉了，從今天開始爆更嗷；
1，網絡編程基礎
為啥要有網絡編程呢，我們進行網絡通信就是為了獲取豐富的網絡資源，說實話真的很神奇，想想我們躺在床上，通過網絡，訪問到世界上成千上萬的人做好的網絡資源，我們甚至能看到一輩子都看不到的景色，這些資源本質上都是二進制資源或者是文本資源，我們通過網絡可以讓很多人來訪問，這個就是網絡編程，當年的網絡就是個看報的，誰能想到發展到這樣呢？
網絡編程的概念：網絡上的主機，通過不同的進程，以編程的方式實現網絡通信；
同一個主機下的不同進程實現網絡通信也是網絡編程；
網絡編程的基本概念：
接收端：數據接收端進程，目標主機；
發送端：數據發送端進程，源主機；
收發端：發送接收兩端；
請求：請求數據的發送；
響應：響應數據的發送；
就像我們去餐廳點一份蛋炒飯就是請求，廚師給我們拿來蛋炒飯就是回應；
服務端：提供服務的一方，返回服務資源；
客戶端：獲取服務的一方；
2，Socket套接字
Socket就是套接字，啥是套接字，這名起的，Socket套接字是由系統提供用于網絡通信的技術，是基于TCP/IP協議的網絡通信的基本單元，基于Socket套接字的網絡程序開發就是網絡編程；
Socket套接字主要針對傳輸層協議劃分為三類：
我們這里就學兩個核心協議
1，TCP，有連接，可靠傳輸，面向字節流，全雙工；
2，UDP，無連接，不可靠傳輸，面向數據報，全雙工；
這里的有連接和無連接都是抽象的概念，虛擬上的連接；
TCP協議保存了對端的信息，A和B通信，A和B先建立連接，A保存了B的信息，B也保存了A的信息，他們彼此都知道誰與自己建立的連接，而UDP不保存對方的信息；
可靠傳輸和不可靠傳輸是什么呢？
網絡上，數據的傳輸是會發生丟包的情況的，可能會受到外界的干擾，那么可靠傳輸就能避免這樣的丟包嗎，事實上是不能的，可靠傳輸只是保證盡可能提高傳輸成功的概率，如果出現了丟包，也能感知到，不可靠傳輸的話就是把數據發送之后就不管了，那么這樣的話我們就使用可靠傳輸就好了呀，還要UDP干嘛呢，凡是必有代價，UDP的話速度會更快；
面向字節流和面向數據報呢？
面向字節流：讀寫數據的時候，以字節為單位；
面向數據報：讀寫數據的時候，以一個數據報為單位；
全雙工和半雙工呢？
全雙工：一個通信聯絡，能讀也能寫；
半雙工：只支持單向通信，要么讀，要么寫；
我們使用Socket api來進行網絡編程，我們之前提到計算機中的“文件”有狹義和廣義的概念，硬件設備可以抽象成文件，統一管理；電腦上的網卡就是Socket文件；
3，UDP數據報套接字編程
我們先來介紹UDP需要的API：
DatagramSocket
UDP的Socket用于接收和發送UDP數據報；
構造方法：
| 方法簽名 | 方法說明 |
| DatagramSocket() | 創建一個UDP數據報套接字的Socket，綁定到本機任意一個端口，一般用于客戶端 |
| DatagramSocket(int port) | 創建一個UDP數據報套接字的Socket，綁定到本機指定的端口，一般用于服務端 |
方法：
| 方法簽名 | 方法說明 |
| void receive(DatagramPacket p) | 從此套接字接收數據報，如果沒有收到數據報就會阻塞等待； |
| void send(DatagramPacket p) | 從此套接字發送數據報，不會阻塞等待，直接發送； |
| void close() | 關閉此數據報套接字 |
DatagramPacket
datagramPacket是UDP socket發送和接收的數據報；
構造方法：
| 方法簽名 | 方法說明 |
| DatagramPacket(byte[] bytes, int length) | 構造一個DatagramPacket用來接收數據報，接收的數據呢保存在字節數組中，接收指定的長度 |
| DatagramPacket(byte[] bytes, int offset, int length, SocketAddress address) | 構造一個DatagramPacket用來發送數據報，發送的數據為字節數組，從0開始，到指定長度，address指定制定目的主機的IP和端口號 |
方法：
| 方法簽名 | 方法說明 |
| InetAddress? getAddress() | 從接收的數據報中，獲取發送端主機IP；或者從發送的數據報中，獲取接收端主機IP； |
| int getPort() | 從接收的數據報中，獲取接收端主機的端口號；或者從發送的數據報中，或缺發送端主機的端口號； |
| byte[] getData() | 獲取數據報中的數據；? |
| getSocketAddress() | 直接獲取到當前數據報的IP和端口號； |
?
講完方法了，我們來模擬一個回顯服務器，這里就是模擬，回顯服務器就是自問自答；
我們來用UDP模擬一下：
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);//指定端口號，讓服務器來使用}public void start() throws IOException {//啟動服務器while(true){//循環一次，就意味著處理了一次請求//1讀取請求并解析DatagramPacket packet = new DatagramPacket(new byte[4090],4090);socket.receive(packet);String request = new String(packet.getData(),0,packet.getLength());//2根據請求計算響應String response = process(request);//3把響應返回給客戶端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();}
}
模擬服務器：難點用注釋標注了，看不明白就來私信我！?
接下來實現客戶端代碼：
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("請輸入要發送的內容");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();}}
我們把兩個代碼的都運行下
?
客戶端
服務器
4，TCP流套接字編程
接下來我們來實現TCP的網絡編程，還是先來學習一下方法：
SeverSocket
SeverSocket呢是創建TCP服務端Socket的ApI；
構造方法：
| 方法簽名 | 方法說明 |
| SeverSocket(int port) | 創建一個服務端流套接字Socket，并綁定到指定端口 |
方法：
| 方法簽名 | 方法說明 |
| Socket accept() | 開始監聽指定端口（創建時綁定的端口），有客戶端連接后，返回一個服務端Socket對象，并基于該Socket建立與客戶端的連接，否則阻塞等待； |
| void close() | 關閉此套接字； |
Socket
socket是客戶端Socket，或服務端中接收到客戶端建立連接(accept)的請求后，返回的服務端Socket；
構造方法：
| 方法簽名 | 方法說明 |
| Socket(String host,int port) | 創建一個客戶端流套接字Socket，并與對應IP的主機上，對應端口的進程建立連接； |
方法：
| 方法簽名 | 方法說明 |
| inerAddress? getInetAddress() | 返回套接字所連接的地址 |
| inputStream? getInputStream() | 返回此套接字的輸入流 |
| OutputStream? getOutputStream() | 返回此套接字的輸出流 |
服務端
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("啟動服務器");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("客戶端上線"+ 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("客戶端下線"+ 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();}
}
這里引入線程池來處理多個請求，避免其他請求發來處理不了的情況；
客戶端：
?
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("請輸入要發送的信息");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();}
}
