使用DatagramSocket这个类，表示一个socket对象。在操作系统中，把这个socket对象也是当成一个文件来处理的，相当于是文件描述符表上的一项。其中普通的文件对应的硬件设备是硬盘，socket文件对应的硬件设备是网卡。一个socket对象就可以和另外一台主机进行网络通信了，如果需要和多个不同的主机通信，则需要创建多个socket对象。

DatagramSocket(): 无参数就是没有指定端口，系统则会自动分配一个空闲的端口

DatagramSocket(int port): 传入了一个端口号，就是让当前的socket对象和这个指定的端口关联起来。从本质上来说，不是进程和端口来建立联系，而是进程中的socket对象和端口建立了联系。

DatagramPacket：表示UDP中传输的一个报文，也是UDP传输数据的基本单位。

receive(DatagramPacket p)：此处传入的是一个空的对象，空的报文，receive方法内部会对参数的这个空对象进行内容填充，从而构造出数据。

send(DatagramPacket p): 将构造好的报文发送出去。

下面这里将写一个简单的回显客户端服务器，当然对于服务器来说，对于请求的处理，即业务逻辑的处理是最核心最复杂的，我们这里就回显设置，重点在于理解整个通信过程。

服务器端代码：

public class UdpEchoServer {// 网络编程, 本质上是要操作网卡.// 但是网卡在操作系统内核中，不方便直接操作，使用了"socket" 这样的文件来抽象表示网卡// 因此进行网络通信, 必需要先有一个 socket 对象private DatagramSocket socket = null;// 对于服务器来说, 创建 socket 对象的同时, 要让它绑定上一个具体的端口号，服务器一定要关联上一个具体的端口// 服务器在网络传输中才知道此时客户端的端口, 才能进行通信public UdpEchoServer(int port) throws SocketException {socket = new DatagramSocket(port);}public void start() throws IOException {System.out.println("服务器启动！");// 服务器不是只给一个客户端提供服务就完了，需要服务很多客户端，所以需要用到循环while (true){//1.读取客服端发来的请求//receive方法的参数是一个输出型参数, 需要先构造好个空白的 DatagramPacket 对象，交给 receive 来进行填充DatagramPacket requestPack = new DatagramPacket(new byte[4096],4096);socket.receive(requestPack);//把数据拿出来, 构造成一个字符串String request = new String(requestPack.getData(),0,requestPack.getLength());//2.根据请求计算响应，此时为回显服务器，所以写得比较简单，请求和响应相同String response = process(request);//3.把响应写回客户端//send 的参数也是 DatagramPacket,也是需要把这个 Packet 对象构造好//此处构造的响应对象, 不能是用空的字节数组构造了, 而是要使用响应数据来构造DatagramPacket responsePacket = new DatagramPacket(response.getBytes(),response.getBytes().length,requestPack.getSocketAddress());socket.send(responsePacket);//4.打印当前这次请求响应的处理结果System.out.printf("[%s:%d] req: %s; resp: %s\n",requestPack.getAddress().toString(),requestPack.getPort(),request,response);}}private 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：

public class UdpEchoClient {private DatagramSocket socket = null;private String serverIp = null;private int serverPort = 0;// 服务器 ip 和 端口 也需要告诉客户端. 才能顺利把消息发个服务器public UdpEchoClient(String serverIp,int serverPort) throws SocketException {socket = new DatagramSocket();this.serverIp = serverIp;this.serverPort = serverPort;}public void start() throws IOException {System.out.println("客户端启动！");Scanner scanner = new Scanner(System.in);while (true){//1.从控制台读取数据System.out.print("=>:");String request = scanner.next();if (request.equals("exit")){System.out.println("goodBye!");break;}//2.构造UDP请求并发送//构造这个 Packet 的时候, 需要把 serverIp 和 port 都传入过来，此处 IP 地址需要填写的是一个 32位的整数形式.//上述的 IP 地址是一个字符串，需要使用 InetAddress.getByName 来进行一个转换DatagramPacket requestPack = new DatagramPacket(request.getBytes(),request.getBytes().length,InetAddress.getByName(serverIp),serverPort);socket.send(requestPack);//3.读取服务器的UDP响应并解析DatagramPacket responsePack = new DatagramPacket(new byte[4096],4096);socket.receive(responsePack);String response = new String(responsePack.getData(),0,responsePack.getLength());//4.打印解析的结果System.out.println(response);}}public static void main(String[] args) throws IOException {UdpEchoClient client = new UdpEchoClient("127.0.0.1",9090);client.start();}
}

通信逻辑顺序图：

基于TCP实现客户端服务器的网络通信程序

TCP提供的API主要是两个类：

ServerSocket：专给服务器使用的Socket对象

Socket：既会给服务器使用，也会给客户端使用。

TCP的传输与UDP有所不同，它并不是以数据报为单位进行传输的，而是以字节的方式，流式传输。

 // 使用这个 clientSocket 和具体的客户端进行交流Socket clientSocket = serverSocket.accept();

accept的作用就是接受连接，客户端在构造Socket对象的时候就会指定服务器的IP和端口，如果没有客户端来连接，此时accept就会阻塞。只要任意一个客户端连接上来，服务器这边都会创建一个Socket对象，每次创建一个Socket对象，就要占用一个文件描述符表的一个位置，因此在使用完毕后要进行释放。前面我们写的UDP就不存在这个情况，一方面是因为UDP中的Socket对象的生命周期是跟随整个程序的，声明周期更长，另一方面是Socket数量不是很多。

一次连接只能处理一个客户端的请求，那么同时有非常多的客户端发出请求，也就是高并发，此时可以用多线程来解决，为了避免线程频繁的创建和销毁，也可以用线程池。

  while (true){// 使用这个 clientSocket 和具体的客户端进行交流Socket clientSocket = serverSocket.accept();//多线程版本/*   Thread t = new Thread(()->{processConnection(clientSocket);});t.start();*///线程池版本threadPool.submit(()->{processConnection(clientSocket);});}

但是对于特别量大的客户端，多线程和线程池也是不行的，可以多开服务器可以解决，但是毕竟成本高，还有一种方式就是IO多路复用。大概逻辑就是：给一个线程安排一个集合，这个集合里面放了一堆连接，这个线程就负责监听这个集合，哪一个连接有数据来了，这个线程就先处理哪个连接。IO多路复用本质上来说，就是充分利用等待的时间来做别的事情。

服务器端代码：

public class TcpEchoServer {private ServerSocket serverSocket = null;public TcpEchoServer(int port) throws IOException {serverSocket = new ServerSocket(port);}public void start() throws IOException {System.out.println("启动服务器！");// 此处使用 CachedThreadPool, 使用 FixedThreadPool的时候线程数是固定的，不太合适ExecutorService threadPool = Executors.newCachedThreadPool();while (true){// 使用这个 clientSocket 和具体的客户端进行交流Socket clientSocket = serverSocket.accept();//多线程版本/*   Thread t = new Thread(()->{processConnection(clientSocket);});t.start();*///线程池版本threadPool.submit(()->{processConnection(clientSocket);});}}private void processConnection(Socket clientSocket) {System.out.printf("[%s:%d]客户端上线！\n",clientSocket.getInetAddress().toString(),clientSocket.getPort());// 基于上述 socket 对象和客户端进行通信try (InputStream inputStream = clientSocket.getInputStream();OutputStream outputStream = clientSocket.getOutputStream()){// 由于要处理多个请求和响应, 也是使用循环来进行while (true){//1.读取请求Scanner scanner =new Scanner(inputStream);if (!scanner.hasNext()){System.out.printf("[%s:%d]客户端下线！\n",clientSocket.getInetAddress().toString(),clientSocket.getPort());break;}//此处使用 next 是一直读取到换行符/空格/其他空白符结束, 但是最终返回结果里不包含上述换行符/空格/其他空白符String request = scanner.next();//2.根据请求构造响应String response = process(request);//3.返回响应结果PrintWriter printWriter = new PrintWriter(outputStream);// 此处使用 println 来写入,让结果中带有一个 \n 换行. 方便对端来接收解析printWriter.println(response);// flush 用来刷新缓冲区, 保证当前写入的数据是真正发送出去了printWriter.flush();//4.打印当前这次请求响应的处理结果System.out.printf("[%s:%d] req: %s; resp: %s\n",clientSocket.getInetAddress().toString(),clientSocket.getPort(),request,response);}} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}finally {try {clientSocket.close();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}}private String process(String request) {return request;}public static void main(String[] args) throws IOException {TcpEchoServer server = new TcpEchoServer(9090);server.start();}
}

客户端代码：

public class TcpEchoClient {private Socket socket = null;public TcpEchoClient(String serverIp,int serverPort) throws IOException {socket = new Socket(serverIp,serverPort);}public void start(){System.out.println("客户端启动！");Scanner scanner = new Scanner(System.in);try (InputStream inputStream = socket.getInputStream();OutputStream outputStream = socket.getOutputStream()){while (true){//1.从控制台读取数据System.out.print("=>:");String request = scanner.next();if (request.equals("exit")){System.out.println("goodBye!");break;}//2.构造请求并发送PrintWriter printWriter = new PrintWriter(outputStream);printWriter.println(request);printWriter.flush();//3.读取服务器响应Scanner respScanner = new Scanner(inputStream);String response = respScanner.next();//4.回显System.out.println(response);}} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}public static void main(String[] args) throws IOException {TcpEchoClient client = new TcpEchoClient("127.0.0.1",9090);client.start();}
}