构建一个最简单的UDP服务器和客户端并逐行解析

目录

1.服务器

（1）基本概念

（2）代码实现

 3.逐行解析

1）

2）

3）

4）

5）

6）

7）

8）

1. response.getBytes():

2.response.getBytes().length: 

3.requestPacket.getSocketAddress(): 

4.DatagramPacket responsePacket = new DatagramPacket 

9）

10）

11）

2.客户端

（1）基本概念

（2）代码实现

（3）逐行解析

1）

2）

3）

4）

5）

6）

7）

8）

9）

10）

3.结果展示

在 Java 网络编程中，客户端（Client）和服务器（Server）是两个核心角色，它们共同构成了网络通信的基本模型（即 C/S 架构）。

以下我会逐行解析构建一个最简单的服务器和客户端的代码。

1.服务器

（1）基本概念

服务器是 接收请求 的一方，被动监听特定端口，处理客户端请求并返回响应。 典型场景：Web 服务器（如 Tomcat）、数据库服务器、游戏服务器等。

（2）代码实现

public class UdpEchServer {
private DatagramSocket socket=null;
public UdpEchServer(int port) throws SocketException {
socket=new DatagramSocket(port);
}
public void start() throws IOException {
System.out.println("服务器启动");
while(true){
/*
1.读取请求并解析
*/
DatagramPacket requestPacket=new DatagramPacket(new byte[4096],4096);
socket.receive(requestPacket);
String request=new String(requestPacket.getData(),0,requestPacket.getLength());//数组中有效的长度,避免只收到很少的数据却构建了很大的byte数组
//2.根据请求,计算相应(一个服务器最关键的逻辑)
String response=process(request);

/*3.将响应返回给客户端*/
DatagramPacket responsePacket = new DatagramPacket(response.getBytes(),response.getBytes().length,requestPacket.getSocketAddress());
socket.send(responsePacket);
//4.打印一个日志
System.out.printf(
"[%s:%d] request:%s, response:%s\\n",
requestPacket.getAddress().toString(), // 客户端IP地址
requestPacket.getPort(), // 客户端端口号
request, // 请求内容
response // 响应内容
);
}
}
/*把根据请求计算响应的逻辑构建成了一个方法 */
private String process(String request) {
return request;
}
public static void main(String[] args) throws IOException {
UdpEchoClient client = new UdpEchoClient("127.0.0.1", 9090);
client.start();
}
}

 3.逐行解析

1）

private DatagramSocket socket=null;

DatagramSock是UDP socket ，用于发送和接受数据包。

2）

public UdpEchServer(int port) throws SocketException {
socket=new DatagramSocket(port);
}

指定一个端口号（int port）给服务器使用。因为服务器的端口号不能一直变，所以直接指定固定端口号。

3）

while(true)

因为服务器通常是7*24小时不间断的读取请求的，所以通常会用一个while（true）这样的死循环来保证服务器持续工作。循环一次，就相当于读取一次请求。

4）

DatagramPacket requestPacket=new DatagramPacket(new byte[4096],4096);

构建出一个用于接受请求数据报的DatagramPacket。

这里使用构造函数 DatagramPacket(byte[] buf, int length) 创建了一个 DatagramPacket 对象，其中：

• byte[] buf 是用于存储接收到的数据的缓冲区。
• int length 是缓冲区的长度，表示可以接收的最大数据量。

5）

socket.receive(requestPacket);

 这里将requestPacket作为输出型参数：

• 这一行代码是使用UDP套接字接收数据报的方法调用。receive方法会阻塞服务器进程，直到接收到一个数据报。
• 一旦接收到数据报，requestPacket将被填充接收到的数据、发送方的IP地址和端口号。

6）

String request=new String(requestPacket.getData(),0,requestPacket.getLength());

将读取到的二进制数据转换成字符串：

7）

String response=process(request);

这一段代码的含义是根据请求来作出响应，一般来说是一个服务器最关键的逻辑，但是此处的服务器是回显服务器，所以这个逻辑被省略了。

可以response=request，但是此处将做出相应的逻辑构建成了一个process方法，方便后续做其他服务器：

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

8）

DatagramPacket responsePacket = new
DatagramPacket(response.getBytes(),response.getBytes().length,
requestPacket.getSocketAddress());

再次构建一个DatagramPacket对象作为发送给客户端的数据报：responsePacket。

1. response.getBytes():

• 这个方法将 前面接受reqest后得到的String 类型的 response 转换为 byte[] 类型的数组。
• getBytes() 方法会根据平台的默认字符集将字符串编码为字节数组。

2.response.getBytes().length: 

• 这里调用了 response.getBytes() 方法得到的字节数组的长度。
• 这个长度表示实际响应数据的总字节数，确保发送的数据报中只包含有效的响应内容。

长度要用response.getBytes().length,因为response是字符串,需要先转成二进制数组,才能获取到数组的长度
不能用response.length,因为response是字符串,字符串的长度是字符的个数,而不是二进制数组的长度

3.requestPacket.getSocketAddress(): 

• 这个方法用于获取发送请求的数据报（requestPacket）的源地址（SocketAddress）。
• SocketAddress 包含了客户端的 IP 地址和端口号信息，这样服务器就能知道将响应数据发送回哪个客户端。

4.DatagramPacket responsePacket = new DatagramPacket 

• 这里创建了一个新的 DatagramPacket 对象，命名为 responsePacket。
• 构造函数 DatagramPacket(byte[] buf, int length, SocketAddress address) 的参数分别为：
  • byte[] buf: 要发送的数据的字节数组。
  • int length: 数据的有效长度。
  • SocketAddress address: 目标地址，即要发送到的客户端地址。

9）

socket.send(responsePacket);

发送数据包给客户端，由于前面使用了requestPacket.getSocketAddress()方法将源ip、源端口号都传给了requestPacket，所以此处UDP已经知道了该发送给谁。

10）

System.out.printf(
"[%s:%d] request:%s, response:%s\\n",
requestPacket.getAddress().toString(), // 客户端IP地址
requestPacket.getPort(), // 客户端端口号
request, // 请求内容
response // 响应内容
);

打印一个日志，方便调试和监控。

11）

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

 在main方法中实例化服务器，并指定了服务器的端口号是9090。

2.客户端

（1）基本概念

客户端是 发起请求 的一方，主动连接服务器并发送请求，然后等待服务器的响应。 典型场景：浏览器、移动应用、桌面程序等。

（2）代码实现

public class UdpEchoClient {
private DatagramSocket socket = null;
//UDP本身不保存对方信息，在自己的代码中保存一下
private String sercerIp;
private int serverPort;

//和服务器不同，客户端的构造方法不能只有一个端口号，还要有ip地址
public UdpEchoClient(String sercerIp, int serverPort) throws SocketException {
this.sercerIp = sercerIp;
this.serverPort = serverPort;
//创建一个socket，不能传入端口号，因为端口号会有竞争，让系统随机分配一个空闲的即可
socket = new DatagramSocket();
}

//启动客户端
public void start() throws IOException {
Scanner sc = new Scanner(System.in);
while (true) {
//1.读取用户输入的数据
System.out.println("请输入要发送的数据");
String request = sc.next();
//2.将请求发送给服务器,构建一个DatagramPacket对象,发送给服务器
DatagramPacket packet = new DatagramPacket(request.getBytes(), request.getBytes().length, InetAddress.getByName(sercerIp), serverPort);
//3.发送数据
socket.send(packet);
//4.接收服务器的响应数据
DatagramPacket responsePacket = new DatagramPacket(new byte[4096], 4096);
socket.receive(responsePacket);
//5.从数据包中获取响应数据,打印出来
String response = new String(responsePacket.getData(), 0, responsePacket.getLength());
System.out.println("response:" + response);
}
}

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

（3）逐行解析

1）

private DatagramSocket socket = null;

创建一个socket用来接收和发送数据

2）

private String sercerIp;
private int serverPort;

定义String类型的ip地址和int 类型的端口号。

3）

public UdpEchoClient(String sercerIp, int serverPort) throws SocketException {
this.sercerIp = sercerIp;
this.serverPort = serverPort;
//创建一个socket，不能传入端口号，因为端口号会有竞争，让系统随机分配一个空闲的即可
socket = new DatagramSocket();
}

创建客户端的构造方法。与服务器不同的是，参数不止有端口号，还有ip地址，因为客户端要知道服务器的ip地址和端口号以便发送，而服务器只需要一个端口号来监听、接受客户端发送来的数据。

4）

//1.读取用户输入的数据
System.out.println("请输入要发送的数据");
String request = sc.next();

读取用户输入的数据。

5）

DatagramPacket packet = new
DatagramPacket(request.getBytes(), request.getBytes().length,
InetAddress.getByName(sercerIp), serverPort);

将请求发送给服务器：构建一个DatagramPacket对象来发送。

1.request.getBytes()

来将字符串request中的字节数组取出来。

2.request.getBytes().length

指定字节数组的长度

3.InetAddress.getByName(sercerIp), serverPort

传入服务器的ip地址和端口号，其中ip地址是字符串，需要用getByname（）方法来包装一下。

6）

socket.send(packet);

 发送数据给服务器。

7）

DatagramPacket responsePacket = new DatagramPacket(new byte[4096], 4096);

构建一个DatagramPacket对象来作为服务器的响应数据

8）

socket.receive(responsePacket);

responsePacket作为输出型参数，得到了响应数据包里面的内容。

9）

String response = new String(responsePacket.getData(), 0, responsePacket.getLength());
System.out.println("response:" + response);

用getData（）方法得到的字节数组构建一个字符串作为响应数据，指定了字节数组的长度为【0，字节数组的长度）。

打印日志。

10）

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

在main方法中指定服务器的ip地址是“127.0.0.1”，这是一个环回ip，表示本机。指定服务器的端口号9090，与服务器的端口号对应。

3.结果展示

服务器： 

客户端：