Java基础之UDP协议和TCP协议简介及简单案例的实…
2019-08-16 11:38:54来源:博客园 阅读 ()
Java基础之UDP协议和TCP协议简介及简单案例的实现
写在前面的废话:马上要找工作了,做了一年的.net ,到要找工作了发现没几个大公司招聘.net工程师,真是坑爹呀。哎,java就java吧,咱从头开始学呗,啥也不说了,玩命撸吧,我真可怜啊。
摘要:
本片记载刚刚学习的网络编程的内容,网络编程也称 Socket 编程 、套接字编程。
什么是Socket?
用于描述ip地址和端口,是一个通信链的Handle。在Internet上的主机一般运行了多个服务软件,同时提供几种服务,每种服务都打开一个Socket,并绑定到一个端口上,不同的端口对应于不同的服务。Socket就是为了网络编程提供的一种机制,通信的两端都有socket,网络通信其实就是socket间的通信,数据在两个socket之间通过 IO 传输。(摘自黑马视频ppt).
网络通信的三要素:
IP地址:
网络中设备的标识,也可以用主机名识别,但ip地址唯一,主机名不唯一;
端口号:
用于标识进程的逻辑地址,是不同进程的标识;
传输协议:
也即通信的规则,常见的协议由 UDP 协议 和 TCP协议;
UDP协议和TCP协议
(1)UDP
UDP 为应用程序提供了一种无需建立连接就可以发送封装的 IP 数据报的方法(百度百科截取)。
百度上讲的有点复杂,不太容易懂,比较通俗的说法就是:UDP协议会把数据打包,然后扔给目标地址,但是这个包能不能扔的到目标机器上,就不管了,udp就只管扔。
所以这种通信协议的优缺点很明显了,优点就是:速度快,效率高;缺点就是:安全性低,容易丢包;
(2)TCP
传输控制协议(TCP,Transmission Control Protocol)是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议(摘自百度百科)。
通俗说法:tcp协议只在已经确定通信双方都能联系上对方的时候才能进行通信:
使用tcp协议时要先建立连接;
建立连接的过程:三次握手,如下图,
UDP协议的简单使用
发送数据流程
- 创建发送端socket对象;
- 提供数据,并将数据封装到数据包中;
- 通过socket服务的发送功能,将数据包发出去;
- 释放资源;
接收数据流程
- 创建接收端socket对象;
- 接收数据;
- 解析数据;
- 输出数据;
- 释放资源;
一个案例:
创建两个控制台程序模拟发送端和接收端,使用udp发送端发送数据,接收端接收数据。
发送端:
SendDemo.java
package com.cherish.Socket; import java.io.IOException; import java.net.DatagramPacket; import java.net.DatagramSocket; import java.net.InetAddress; /* * 使用UDP协议发送数据 * 创建发送端Socket对象 * 创建数据并打包 * 发送数据 * 释放资源 * * DatagramSocket:此类表示用来发送和接受数据,基于UDP协议 * * DatagramSocket(): * DatagramSocket(int port): * */ public class SendDemo { public static void main(String[] args) throws IOException { //创建发送端Socket对象 DatagramSocket ds = new DatagramSocket(); //创建数据并打包 DatagramPacket表示数据包 //数据 byte[] 设备地址ip 进程的地址 :端口号 String s = "hello udp,i m coming"; byte[] bys = s.getBytes(); int length = bys.length; InetAddress address = InetAddress.getByName("acer-pc"); int port = 8888; DatagramPacket dp = new DatagramPacket(bys, length, address,port); //发送数据 ds.send(dp); //释放资源 ds.close(); } }
接收端:
ReceiveDemo.java
package com.cherish.Socket; import java.io.IOException; import java.net.DatagramPacket; import java.net.DatagramSocket; import java.net.InetAddress; /* * 使用UDP协议接受对象: * 创建接收端Socket对象 * 接受数据 * 解析数据 * 输出数据 * 释放资源 * */ public class ReceiveDemo { public static void main(String[] args) throws IOException { //创建接收端Socket对象,此处的端口号要跟发送端一致 DatagramSocket ds = new DatagramSocket(8888); //接收数据 byte[] bys = new byte[1024]; DatagramPacket dp = new DatagramPacket(bys, bys.length); System.out.println("接受前"); ds.receive(dp); System.out.println("接收后"); //解析数据 //InetAddress getAddress() InetAddress address = dp.getAddress(); //byte[] getData byte[] data = dp.getData(); int length = dp.getLength(); //输出数据 System.out.println("sender ----"+address.getHostAddress()); System.out.println(new String(data)); } }
运行结果:
说明:
(1)DatagramSocket类
DatagramSocket() :创建实例,通常用于客户端编程,他并没有特定的监听端口,仅仅使用一个临时的。
DatagramSocket(int port) :创建实例,并固定监听Port端口的报文。
DatagramSocket(int port, InetAddress laddr) :这是个非常有用的构建器,当一台机器拥有多于一个IP地址的时候,由它创建的实例仅仅接收来自LocalAddr的报文。
DatagramSocket(SocketAddress bindaddr) :bindaddr对象中指定了端口和地址。
常用方法:
receive(DatagramPacket p) :接收数据报文到p中。receive方法是阻塞的,如果没有接收到数据报包的话就会阻塞在哪里。
send(DatagramPacket p) :发送报文p到目的地。
setSoTimeout(int timeout) :设置超时时间,单位为毫秒。
close() :关闭DatagramSocket。在应用程序退出的时候,通常会主动的释放资源,关闭Socket,但是由于异常的退出可能造成资源无法回收。所以应该在程序完成的时候,主动使用此方法关闭Socket,或在捕获到异常后关闭Socket。
(2)DatagramPacket类
DatagramPacket类用于处理报文,将字节数组、目标地址、目标端口等数据包装成报文或者将报文拆卸成字节数组。
DatagramPacket(byte[] buf, int length, InetAddress addr, int port) :从buf字节数组中取出offset开始的、length长的数据创建数据对象,目标地址是addr,目标端口是port;
DatagramPacket(byte buf[], int offset, int length, SocketAddress address) :从buf字节数组中取出offset开始的、length长的数据创建数据对象,目标地址是address;
常用方法:
getData() byte[] :从实例中取得报文中的字节数组编码。
setData(byte[] buf, int offset, int length): 设置数据报包中的数据内容
TCP协议的简单使用
tcp客户端发送数据流程:
- 创建发送端Socket对象(创建连接),Tcp的Socket对象与Udp的有所不同,需注意;
- 获取输出流对象;
- 发送数据;
- 释放资源;
tcp服务端接收数据流程:
- 创建接收端Socket对象;
- 监听(阻塞):如果建立连接失败,程序会卡在这里,不往下执行;
- 获取输入流对象;
- 获取数据;
- 输出数据;
- 释放资源;
案例一:客户端发送数据,服务端接收数据;
ClietDemo.java:
package com.cherish.Socket; import java.io.IOException; import java.io.OutputStream; import java.net.InetAddress; import java.net.Socket; import java.net.UnknownHostException; /* * 使用tcp协议发送数据 * 创建发送端Socket对象(创建连接) * 获取输出流对象 * 发送数据 * 释放资源 * */ public class TcpClientDemo { public static void main(String[] args) throws IOException{ //创建发送端Socket对象(创建连接) Socket s = new Socket(InetAddress.getByName("acer-pc"),8886); //获取输出流对象 OutputStream os = s.getOutputStream(); //发送数据 String str = "hello tcp , i m coming!"; os.write(str.getBytes()); //释放资源 s.close(); } }
ServerDemo.java:
package com.cherish.Socket; import java.io.IOException; import java.io.InputStream; import java.net.InetAddress; import java.net.ServerSocket; import java.net.Socket; /* * 使用tcp协议接受对象 * 创建接收端Socket对象 * 监听(阻塞):如果建立连接失败,程序会卡在这里,不往下执行 * 获取输入流对象 * 获取数据 * 输出数据 * 释放资源 * */ public class TcpServerDemo { public static void main(String[] args) throws IOException { //创建接收端Socket对象 ServerSocket ss = new ServerSocket(8886); //监听 Socket s = ss.accept(); //获取输入流对象 InputStream is = s.getInputStream(); //获取数据 byte[] bys = new byte[1024]; int len; //用于存储读到的字节数 len = is.read(bys); //输出数据 String client = s.getInetAddress().getHostName(); System.out.println(client+"发来的数据"); System.out.println(new String(bys,0,len)); //释放资源 s.close(); //ss.close(); //socket对象一般不释放,因为客户端不止一个,可能有多个客户端会发送数据 } }
运行结果:
案例二:对案例一进行改进,服务端收到数据后,将数据由小写换成大写,然后返回给客户端:
Client.java:
package com.cherish.Socket.TcpDemo_2; import java.io.IOException; import java.io.InputStream; import java.io.OutputStream; import java.net.InetAddress; import java.net.ServerSocket; import java.net.Socket; import java.net.UnknownHostException; public class Client { public static void main(String[] args) throws IOException { //创建发送端socket对象 Socket s = new Socket(InetAddress.getByName("acer-pc"),8866); //获取输出流对象 OutputStream os = s.getOutputStream(); //写入数据 String str = "hello tcp ,ahahahah!!!"; os.write(str.getBytes()); System.out.println("数据已发送"); //获取输入流对象 InputStream is = s.getInputStream(); byte[] bys = new byte[1024]; int len = is.read(bys); String backStr = new String(bys,0,len); System.out.println(backStr); s.close(); } }
Server.java:
package com.cherish.Socket.TcpDemo_2; import java.io.IOException; import java.io.InputStream; import java.io.OutputStream; import java.net.ServerSocket; import java.net.Socket; public class Server { public static void main(String[] args) throws IOException { //创建服务端接收对象 ServerSocket ss = new ServerSocket(8866); //监听 来自客户端的连接 Socket s = ss.accept(); //获取输入流对象 InputStream is = s.getInputStream(); //获取数据 byte[] bys = new byte[1024]; int len = is.read(bys); String str = new String(bys,0,len); //输出数据 System.out.println(str); //转换数据 String upperStr = str.toUpperCase(); //获取输出流对象 OutputStream os = s.getOutputStream(); //写入数据到流中 os.write(upperStr.getBytes()); //释放资源 s.close(); } }
运行结果:
案例三:用tcp模拟一个登录功能,tcp客户端输入用户名和密码,然后发送给服务端,服务端根据输入结果返回登录或失败给客户端;
LoginClient.java:
package com.cherish.Socket.LoginCase; import java.io.BufferedReader; import java.io.IOException; import java.io.InputStreamReader; import java.io.PrintWriter; import java.net.Socket; import java.net.UnknownHostException; /* * 模拟用户登录案例 * */ public class LoginClient { public static void main(String[] args) throws IOException { //创建客户端socket对象 Socket s = new Socket("acer-pc",8885); //获取用户名和密码 BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in)); System.out.println("请输入用户名"); String userName = br.readLine(); System.out.println("请输入密码"); String password = br.readLine(); //获取输出流对象 PrintWriter out = new PrintWriter(s.getOutputStream(),true); //写出数据 out.println(userName); out.println(password); //获取输入流对象 BufferedReader serverBr = new BufferedReader(new InputStreamReader(s.getInputStream())); //获取服务端返回的数据 String backStr = serverBr.readLine(); System.out.println(backStr); //关闭资源 s.close(); } }
LoginServer.java:
package com.cherish.Socket.LoginCase; import java.io.BufferedReader; import java.io.IOException; import java.io.InputStreamReader; import java.io.PrintWriter; import java.net.ServerSocket; import java.net.Socket; public class LoginServer { public static void main(String[] args) throws IOException { //创建服务端socket对象 ServerSocket ss = new ServerSocket(8885); //监听 Socket s = ss.accept(); //获取输入流对象 BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(s.getInputStream())); //获取用户名和密码 String userName = br.readLine(); String password = br.readLine(); //判断用户名和密码是否正确 boolean flag = false; if (userName.equals("cherish")&&password.equals("123")) { flag = true; } //获取输出流对象 PrintWriter out = new PrintWriter(s.getOutputStream(),true); //返回判断信息 if (flag) { System.out.println("成功"); out.println("登录成功"); }else { out.println("登陆失败"); } //释放资源 s.close(); //ss.close();//服务端一般不关闭 } }
运行结果:
结语:本篇博客根据传智播客基础视频整理,记载比较简单,但大致能演示清楚udp和tcp的区别及其用法。个人学习java才不到4天时间,对于java的一些知识点不能讲解的很清楚,因此代码注释写的不是很详细,见谅见谅!哈哈!
本片博客的代码我上传到百度云盘,需要的可自取:
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原文链接:https://www.cnblogs.com/CherishTheYouth/p/CherishTheYouth_2019_0716.html
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