网络编程（1）写一个简单的UDP网络通信程序【回显服务器】，并且实现一个简单的翻译功能

使用 JAVA 自带的api

一、回显服务器 UdpEchoServer

服务器代码

客户端代码

二、翻译功能 UdpDictServer

在UdpDictServer里重写process方法

一、回显服务器 UdpEchoServer

/**
 * 回显服务器
 * 写一个简单的UDP的客户端/服务器 通信的程序
 * 这个程序没有啥业务逻辑，只是单纯的调用socket api
 * 让客户端给服务器发送一个请求，从控制台输入的字符串
 * 服务器收到字符串后，会把这个字符串原封不动的返回给客户端，客户端再显示出来

   运行过程
 * 1.先启动服务器 ，程序会进入while循环，执行到receive()阻塞，等待客户端的请求
 * 2.再启动客户端，程序也会进入while循环，执行到scanner 等待用户输入
 *      当用户输入字符串之后，next就会返回，构造请求数据，并发送给服务器
 * 3.客户端发送数据之后
 *      服务器就会从receive中返回,进一步执行解析请求UDP报，执行process计算响应操作，最后执行send操作，发送响应结果
 *      客户端接着执行到receive，等待服务器的响应
 * 4.客户端接收到服务器响应的数据之后，从receive中返回，执行打印操作，把响应的内容显示出来了
 * 5. 服务器执行完后，重新进入while循环，又执行到receive这里阻塞
 *    客户端执行完后，也重新进入while循环，执行到scanner这里阻塞
 *
 */

服务器代码

package network;

import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.SocketException;


public class UdpEchoServer {
    //创建一个DatagramSocket对象，后续操作网卡的基础
        //socket 就是把网卡抽象成了文件
        //往socket文件中 写数据 ，就相当于通过网卡 发送数据
        //从socket文件中 读数据 ，就相当于通过网卡 接收数据
        //把网络通信和文件操作给统一了
    //在Java中就使用这个类，来表示系统内部的 socket 文件了
    //常用的socket的方法：receive(DatagramPacket P) ,send(DatagramPacket P), close

    //DatagramPacket 这个类，用来表示一个UDP数据报
    //UDP是面向数据报的
    //每次进行传输，都要以UDP数据包为基本单位
    private DatagramSocket socket = null;

    //构造方法
    //服务器需要手动 显示指定端口号，可以避免端口号冲突
    //客户端的socket 一般不能显示指定（系统会随机分配一个端口）
    //传入参数为 int port
    public UdpEchoServer(int port) throws SocketException {
        //手动指定端口号
        socket = new DatagramSocket(port);
        //不带参数就是系统自动分配端口号
//        socket = new DatagramSocket();
    }
    //服务器启动方法
    //通过这个方法来启动服务器
    public void start() throws IOException {
        //服务器启动提示
        System.out.println("服务器启动！");
        //服务器一般开了就不关了，7*24小时不停歇运转，所以是while(true)形式
        while(true){
            //1.读取请求并解析
            //创建UDP数据报 DatagramPacket对象 接收 客户端的数据
            //收到的数据需要用内存空间保存，而DatagramPacket 内部不能自行分配内存空间
            //于是需要程序员手动把空间创建好，交给DatagramPacket 进行处理,使用字节数组创建
            DatagramPacket requestPacket = new DatagramPacket(new byte[4096],4096);//保存请求信息
            socket.receive(requestPacket);//接收请求信息。数据没来的时候，会先阻塞，直到客户端把请求发来为止
            //接收到的数据，是以二进制的形式存储到DatagramPacket中了
            //要想显示出来，需要将这个二进制数据转换成字符串
            String request = new String(requestPacket.getData(),0,requestPacket.getLength());
            //参数为 二进制数据，偏移量从0开始到requestPacket.getLength()这个数据结尾

            //2.根据请求计算响应
            //实际开发项目中，服务器中最核心的步骤，绝大数程序都是在完成这一部分
            String response = process(request);

            //3.把响应写回到客户端
            // 创建响应对象，DatagramPacket
            // 往这个对象里构造刚才的数据，再通过send返回
            DatagramPacket responsePacket = new DatagramPacket(response.getBytes(),response.getBytes().length,requestPacket.getSocketAddress());
            //传入的参数 获取 数据的起始地址response.getBytes()，数据的字节长度response.getBytes().length，响应给 客户端的ip地址requestPacket.getSocketAddress()
            //指定字节数组缓冲区，同时指定 客户端UDP请求报中的网卡信息requestPacket.getSocketAddress()（其中包含了ip和端口号）
            //网络传输，使用字节，以字节为单位
            socket.send(responsePacket);

            //4.打印一个日志，把这次数据交互的详情打印出来
            System.out.printf("[%s:%d] request=%s response=%s\n",requestPacket.getAddress().toString(),
                    requestPacket.getPort(),request,response);
            //打印的内容：客户端的ip：客户端的端口号 请求内容 响应内容
        }

    }
    //响应程序
    //这里只是简单回显
//这里写public才能被重写
    public String process(String request) {
        return request;
    }

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        UdpEchoServer server = new UdpEchoServer(9090);
        server.start();
    }
}

客户端代码

package network;

import java.io.IOException;
import java.net.*;
import java.util.Scanner;

public class UdpEchoClient {
    private DatagramSocket socket = null;//对网卡进行操作，接收或发送数据报，或者关闭
    //因为UDP报不会建立链接，也不会存储对端的信息
    //所以在应用程序里把它存储起来
    private  String serverIp = "";
    private int serverPort = 0;
    public UdpEchoClient(String ip , int port) throws SocketException {
        //客户端不能指定端口号码，会端口冲突
        socket = new DatagramSocket();//客户端 系统随机分配端口,不写参数就是系统随机分配
        //因为UDP报不会建立链接，也不会存储对端的信息
        //所以在应用程序里把它存储起来
        //这里主要记录对端的 ip 和 端口
        serverIp = ip;
        serverPort = port;
    }
    //启动客户端程序
    public void start() throws IOException {
        //启动客户端提示
        System.out.println("客户端启动！");
        //用户输入字符串
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        while(true){
            //1.从控制台读取数据，作为请求
            System.out.print("->");//输入提示符
            String request = scanner.next();//请求信息的内容

            //2.把请求内容构造成一个DatagramPacket对象，发送给服务器
            DatagramPacket requestPacket = new DatagramPacket(request.getBytes(),request.getBytes().length,
                    InetAddress.getByName(serverIp),serverPort);
            //request.getBytes(),request.getBytes().length指定字节数组缓冲区，同时指定 ip 和 端口号 InetAddress.getByName(serverIp),serverPort
            socket.send(requestPacket);//发送UDP数据报

            //3.尝试读取客户端的响应
            DatagramPacket responsePacket = new DatagramPacket(new byte[4096],4096);//创建一个空的UDP数据报来接收服务器的响应数据
            socket.receive(responsePacket);

            //4.把接收的响应数据 由二进制 转换成 字符串 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 client = new UdpEchoClient("127.0.0.1",9090);//该参数为对端（服务器）的ip和端口
        client.start();
    }
}

运行结果：

* 1.先启动服务器，程序会进入while循环，执行到receive()阻塞，等待客户端的请求

* 2.再启动客户端，程序也会进入while循环，执行到scanner 等待用户输入

* 当用户输入字符串之后，next就会返回，构造请求数据，并发送给服务器

* 3.客户端发送数据之后

* 服务器就会从receive中返回,进一步执行解析请求UDP报，执行process计算响应操作，最后执行send操作，发送响应结果

* 客户端接着执行到receive，等待服务器的响应

* 4.客户端接收到服务器响应的数据之后，从receive中返回，执行打印操作，把响应的内容显示出来了

* 5. 服务器执行完后，重新进入while循环，又执行到receive这里阻塞 * 客户端执行完后，也重新进入while循环，执行到scanner这里阻塞 * */

二、翻译功能 UdpDictServer

在回显服务器的基础上，创建一个新的类，继承回显服务器

在UdpDictServer里重写process方法

package network;

import java.io.IOException;
import java.net.SocketException;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

public class UdpDictServer extends UdpEchoServer{
    private Map<String,String> dict = new HashMap<>();
//重写构造方法
    public UdpDictServer(int port) throws SocketException {
        super(port);

        dict.put("猫","cat");
        dict.put("狗","dog");
        dict.put("今天","today");
        dict.put("cat","猫");
        dict.put("dog","狗");
        dict.put("today","今天");
    }



    //重写父类 UdpEchoServer 的process方法
    //完成翻译逻辑，翻译本质上是“查表”
    //刚才再dict哈希表里添加了一些键值对元素

    //刚才在重写的地方报错
    //原因是 父类的process方法之前用的是private
    //而private封装特性，不能被重写
    //改成public之后就可以了
    @Override
    public String process(String request) {
//        return dict.get(request);
        return dict.getOrDefault(request,"该单词目前不在表中，无法查看！！");//差不到表中信息，可以给默认值
    }

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //如果端口号也是9090就与父类的端口号冲突了
        UdpDictServer dictServer = new UdpDictServer(6666);//指定这个翻译功能 的端口是6666
        dictServer.start();//此时，这里调用start的是子类UdpDictServer，所以后面调用的process也是子类重写的方法
        //这里就是之前学到的多态
    }
}