1. 什么是网络编程？

网络编程，指网络上的主机，通过不同的进程，以编程的方式实现网络通信（或称为网络数据传输）。

这里只是在开发学习的时候使用的是，不同的进程来代表不同的主机来模拟网络通信，网络变成的目的就在于实现不同主机间的数据资源交互，具体地就是A来获取网络资源，B能够对A的请求做出响应来提供网络资源。

网络编程中的基本概念：

发送端和接收端
发送端：数据的发送方进程，称为发送端。发送端主机即网络通信中的源主机。
接收端：数据的接收方进程，称为接收端。接收端主机即网络通信中的目的主机。
收发端：发送端和接收端两端，也简称为收发端。
注意：发送端和接收端只是相对的，只是一次网络数据传输产生数据流向后的概念。

请求和响应
请求和响应就对应着两次网络传输，第一次就是A向B发送一个请求，此时发出请求数据；第二次是B给A发送一个响应，发送的是响应数据。

服务端和客户端

服务端和客户端很好理解，提供服务的一方称之为服务端，反之，获取服务的一方就称之为客户端。
最常见的场景就是，客户端给指定的用户提供服务，服务端是提供用户服务的程序，流程大致如下：

1. 客户端先发送请求到服务端
2. 服务端根据请求数据，执行相应的业务处理
3. 服务端返回响应：发送业务处理结果
4. 客户端根据响应数据，展示处理结果（展示获取的资源，或提示保存资源的处理结果）

2. Socket套接字

概念：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操作单元。基
于Socket套接字的网络程序开发就是网络编程。

分类

类型	特点
流套接字，使用传输层TCP协议，TCP，即Transmission Control Protocol（传输控制协议），传输层协议。	有连接、可靠传输、面向字节流、有缓冲区、大小不限
数据报套接字，使用传输层UDP协议 ，UDP，即User Datagram Protocol（用户数据报协议），传输层协议。	无连接、不可靠传输、面向数数据报、有接收缓冲区、无发送缓冲区、大小受限（<64k）

3. UDP数据报套接字编程

使用UDP数据报套接字编程必须先了解两个重要的API的使用，它们分别是 DatagramSocket API 和 DatagramPacket API

DatagramSocket API
DatagramSocket 是UDP Socket，用于发送和接收UDP数据报,他的构造方法如下：

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随机端口（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）

客户端的进程在发送请求的时候，端口号一般来说就是我们的操作系统为我们分配的，给我们分配一个当前空闲的端口号，而服务器的端口号必须是我们指定的而且不能随机发生变化，就像我们打客服电话一样，客服电话一般都是固定的供我们发起“请求”，然后会根据我们的请求，给我们一些相应的响应。

DatagramSocket 主要方法：

方法签名	方法说明
void receive(DatagramPacket p)	从此套接字接收数据报（如果没有接收到数据报，该方法会阻塞等待）
void send(DatagramPacketp)	从此套接字发送数据报包（不会阻塞等待，直接发送）
void close())	关闭此数据报套接字

DatagramPacket API
DatagramPacket是UDP Socket发送和接收的数据报，他的构造方法如下：

方法签名	方法说明
DatagramPacket(byte[] buf, int length)	构造一个DatagramPacket以用来接收数据报，接收的数据保存在字节数组（第一个参数buf）中，接收指定长度（第二个参数length）
DatagramPacket(byte[] buf, int offset, int length,SocketAddress address	构造一个DatagramPacket以用来发送数据报，发送的数据为字节数组（第一个参数buf）中，从0到指定长度（第二个参数length）。address指定目的主机的IP和端口号

DatagramPacket的主要方法：

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地址；或从发送的数据报中，获取接收端主机IP地址
int getPort()	从接收的数据报中，获取发送端主机的端口号；或从发送的数据报中，获取接收端主机端口号
byte[] getData()	获取数据报中的数据

构造UDP发送的数据报时，需要传入 SocketAddress ，该对象可以使用 InetSocketAddress 来创建。

InetSocketAddress API
InetSocketAddress （ SocketAddress 的子类 ）构造方法：

方法签名	方法说明
InetSocketAddress(InetAddress addr, int port)	创建一个Socket地址，包含IP地址和端口号

4. 基于套接字编程写一个UDP服务器

服务器端代码：

public class UdpEchoServer {
    //网络编程本质上就是操作网卡。但是网卡是硬件 不方便操作，在操作系统中，使用一种特殊的叫“socket”这样的文件来抽象表示网卡
    //因此网络通信 现有一个socket对象
    private DatagramSocket socket = null;

    //作为服务器来说 要有一个固定的端口号 如果是操作系统来分配的话客户端就不知道端口号是多少了 也就无法通信
    public  UdpEchoServer(int port) throws SocketException {
        socket = new DatagramSocket(port);
    }

    public void start() throws IOException {
        System.out.println("==========服务器启动==========");

        //服务器不止给一个客户端提供服务 真要有客户端发送来请求就必须响应 这里使用循环
        while (true){
            // 1. 读取用户发送来的数据
            //receive方法的参数是一个输出型参数 需要先构造好空白的DatagramPacket 对象 交给receive来填充
            DatagramPacket requestPacket = new DatagramPacket(new byte[4096],4096);
            socket.receive(requestPacket);

            //此时的DatagramPacket是一个特殊的对象，将包含数据的部分拿出来 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
            String response = process(request);

            //3. 把响应写回到客户端
            DatagramPacket responsePacket = new DatagramPacket(response.getBytes(),response.getBytes().length,requestPacket.getSocketAddress());
            socket.send(responsePacket);

            //4. 打印一下 当前这次请求响应的处理中间结果
            System.out.printf("[%s:%s] req: %s; resp : %s\n",requestPacket.getAddress().toString(),requestPacket.getPort(),request,response);

        }
    }

    public String process(String request){
        return request;
    }

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //指定端口号（1024-65535）
        UdpEchoServer server = new UdpEchoServer(9090);
        server.start();
    }
}

客户端代码：

public class UdpEchoClient {
    private DatagramSocket socket = null;

    //服务器的ip和端口
    private String serverIp = null;
    private int serverPort = 0;

    //一次通信需要有两个ip 两个端口号 ：客户端的和服务器的
    //需要将服务器的IP和端口号告诉客户端才可以成功通信
    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.读取要发送的数据
            System.out.println("> ");
            String request = scanner.next();
            if(request.equals("exit")){
                System.out.println("Bye!");
                break;
            }
            //2.构造成UDP请求，并发送
            //  InetAddress.getByName(serverIp) --> IP需要填写的是32位整数形式，此时的ip是string 需要用这个方法转换
            DatagramPacket requestPacket = new DatagramPacket(request.getBytes(),request.getBytes().length, InetAddress.getByName(serverIp),serverPort);
            socket.send(requestPacket);
            //3.读取udp响应 并 解析
            DatagramPacket responsePacket = new DatagramPacket(new byte[4096],4096);
            socket.receive(responsePacket);
            //4.把解析出来的结果显示出来
            String response = new String(responsePacket.getData(),0,responsePacket.getLength());
            System.out.println(response);
        }
    }

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        UdpEchoClient udpEchoClient = new UdpEchoClient("127.0.0.1", 9090);
        udpEchoClient.start();
    }
}

通过下面设置可以启动多个客户端的实例：
查看结果：



圈起来的分别是客户端的ip和端口，以及请求信息和返回的响应。