网络通信(二)

UDP通信

特点：无连不是先接、不可靠通信

不事先建立连接；发送端每次把要发送的数据（限制在64KB内）、接收端IP、等信息封装成一个数据包，发出去就不管了

java提供了一个java.net.DatagramSocket类来实现UDP通信

DatagramSocket

DatagramSocket 用于创建客户端和服务器端的 UDP 通信。它提供了发送和接收 DatagramPacket 的方法。

构造器:

DatagramSocket(int port): 创建绑定到特定端口的 DatagramSocket。
DatagramSocket(int port, InetAddress laddr): 创建绑定到特定地址和端口的 DatagramSocket。

处理数据包方法:

send(DatagramPacket p): 发送 DatagramPacket。
receive(DatagramPacket p): 接收 DatagramPacket。

DatagramPacket

DatagramPacket 是用来封装 UDP 数据包的类。它包含数据、源端口、目标端口和 IP 地址。

构造器:

DatagramPacket(byte[] buf, int length): 创建一个空的数据包，数据存储在 buf 数组中，长度为 length。
DatagramPacket(byte[] buf, int length, InetAddress address, int port): 创建一个数据包，指定数据、目标 IP 地址和端口。

创建数据包:

首先，你需要一个字节数组来存储你的数据。
然后，使用适当的构造器创建 DatagramPacket 对象。
对于发送，你需要设置目标 IP 地址和端口。
对于接收，DatagramSocket.receive() 方法会填充 DatagramPacket 的源 IP 地址和端口。

示例代码

//服务器端
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetAddress;

public class UDPServer {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        DatagramSocket serverSocket = new DatagramSocket(12345);//创建服务端对象，指定服务端端口
        byte[] receiveData = new byte[1024];//指定字节数组大小
        DatagramPacket receivePacket = new DatagramPacket(receiveData, receiveData.length);//创建数据包

        serverSocket.receive(receivePacket);//数据包接收数据
        //接收到指定长度的字节数组并转为字符串
        String receivedMessage = new String(receivePacket.getData(), 0, receivePacket.getLength());
        System.out.println("Server received: " + receivedMessage);

        serverSocket.close();
    }
}
//客户端
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetAddress;

public class UDPClient {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        InetAddress IPAddress = InetAddress.getByName("localhost");//创建客户端对象，指定接收主机IP
        int port = 12345;//指定要发送到主机的服务端端口

        String sentence = "Hello World!";
        byte[] buf = sentence.getBytes();//封装数据到字节数组中
        DatagramPacket packetToSend = new DatagramPacket(buf, buf.length, IPAddress, port);

        DatagramSocket clientSocket = new DatagramSocket();//创建数据包用于接收数据
        clientSocket.send(packetToSend);//数据包发送数据

        clientSocket.close();
    }
}

demo1：实现一发一收

实现客户端、服务端
创建客户端对象
创建数据包对象，封装发出的数据
开始使用数据包发送数据
释放资源（数据包）
创建服务端对象（注册端口）
创建数据包对象，接收数据
开始使用数据包接收数据
从字节数组中，把本次接收的数据直接打印出来（注意：可能多次接收数据，字节数组被多次不完全覆盖，因此需要接收多少就倒多少）
（最后，可以通过socket获取客户端的IP地址）

demo2：实现多发多收

直接对demo1进行改造：

实现客户端时，直接在客户端发送信息的代码块处放入循环中
注意：此时，客户端只能指定的发一两段信息，因此，直接实现让客户从键盘输入
实现服务端时，直接在接收处代码块放入死循环中
注意：服务端的资源一定要在最后关闭，也就是说，资源关闭不包括在循环中，或者说，一般服务端的的资源不会关闭
（最后，可以通过socket获取客户端的IP地址）

TCP通信

特点：面向连接、可靠通信

通信双方事先会采用“三次握手”方式建立可靠连接，实现端到端的通信；底层能保证数据成功传给服务端。

java提供了一个java.net.Socket类和ServerSocket类来实现TCP通信

模型：

在 Java 中，Socket 类是用于建立 TCP（传输控制协议）网络连接的。TCP 是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的协议，它确保数据以发送顺序到达目的地。

Socket 类

Socket 类位于 java.net 包中，它代表了一个客户端的 TCP 连接端点。

构造方法

Socket 类有几个构造方法，用于以不同的方式创建套接字：

无参构造方法:
```
Socket()
```
创建一个新的未连接的套接字。
指定服务器地址和端口的构造方法:
```
Socket(InetAddress address, int port)
Socket(String host, int port)
```
这两个构造方法都会创建一个新的套接字并尝试连接到指定的 IP 地址和端口，或者主机名和端口。
指定服务器地址、端口和本地端口的构造方法:
```
Socket(InetAddress address, int port, InetAddress localAddress, int localPort)
Socket(String host, int port, InetAddress localAddress, int localPort)
```
这些构造方法允许你指定本地绑定的地址和端口，以及远程服务器的地址和端口。
指定服务器地址、端口、超时时间和操作模式的构造方法:
```
Socket(InetAddress address, int port, boolean stream)
Socket(String host, int port, boolean stream)
```
这些构造方法允许你指定是否使用流模式（对于 TCP，通常设置为 true）。

数据处理方法

Socket 类提供了几个方法来处理数据：

获取输入流:
```
InputStream getInputStream()
```
返回一个输入流，用于从套接字读取数据。
获取输出流:
```
OutputStream getOutputStream()
```
返回一个输出流，用于向套接字写入数据。
关闭套接字:
```
void close()
```
关闭套接字，释放系统资源。
连接服务器:
```
void connect(SocketAddress endpoint)
void connect(SocketAddress endpoint, int timeout)
```
这些方法用于建立到指定套接字地址的连接，可选地指定连接超时时间。
设置套接字选项:
- setKeepAlive(boolean on): 设置 TCP 保活机制。
- setReuseAddress(boolean on): 允许本地地址被重用。
- setSoLinger(boolean on, int linger): 设置套接字的 SO_LINGER 选项，控制关闭套接字时的行为。

示例代码

客户端:

import java.io.*;
import java.net.*;

public class TCPClient {
    public static void main(String[] args) {
        try (Socket socket = new Socket("localhost", 1234)) {
            OutputStream output = socket.getOutputStream();
            output.write("Hello Server!".getBytes());

            InputStream input = socket.getInputStream();
            byte[] buffer = new byte[1024];
            int bytesRead = input.read(buffer);
            System.out.println(new String(buffer, 0, bytesRead));

        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}
服务器端:

import java.io.*;
import java.net.*;

public class TCPServer {
    public static void main(String[] args) {
        try (ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(1234)) {
            Socket socket = serverSocket.accept();
            InputStream input = socket.getInputStream();
            byte[] buffer = new byte[1024];
            int bytesRead = input.read(buffer);
            System.out.println(new String(buffer, 0, bytesRead));

            OutputStream output = socket.getOutputStream();
            output.write("Hello Client!".getBytes());
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

在这些示例中，客户端创建了一个 Socket 对象来连接服务器，并使用输入输出流来发送和接收数据。服务器端使用 ServerSocket 来监听连接请求，并接受客户端的连接，然后也使用输入输出流来处理数据。

demo1：实现一发一收

创建客户端的Socket对象（套接字对象），请求与服务端的连接
使用socket对象调用getOutputStream()方法得到字节输出流
使用数据输出流（其他高级流也行，这个最适合）完成数据的发送
释放资源：关闭socket管道
创建ServerSocket的对象，同时为服务端注册端口
使用serverSocket对象，调用accept方法，等待客户端的连接请求得到socket对象
从socket通信管道中得到一个字节输入流
把原始的字节输入流包装为数据输入流（其他高级流也行，这个最适合）
使用数据输入流读取客户端发送的消息

注意：接收数据时数据输入流对象调用的方法和数据输出流对象调用的方法相对应

（最后，可以通过socket获取客户端的IP地址）