JavaTCP和UDP套接字编程

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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！

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：

1. 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。
2. 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。
3. 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》