2.1 UDP 利用云服务器写简易聊天室

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以前的话呢，学过 网络编程 那里，写了一系列的 笔记。但是 那时候 没租 服务器，根本 就不算是 真正的 学习 网络编程。

这次的话，我把写的 服务器 程序 搭在 我租的阿里云服务器上。然后 我们 进行了 一系列的 尝试。其中 我认为 我写的 最好的，就是 UDP 利用 云服务器 弄一个 简易 聊天室。当然 这个 聊天室 只 限于 一对一。也就是 我们 在 本机 上 打开 客户端，然后 服务器上 打开服务端，可以 进行 一对一的 信息 传输。

1. 服务器端

import java.io.BufferedReader;
import java.io.DataOutput;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.net.*;public class 服务端 {public static int daPort = 0; // NAT 动态分配 的 端口public static InetAddress  publicIP = null; // NAT 转换而成 的 公网 IPpublic static DatagramSocket socket = null;public static void main(String[] args) throws IOException {/* 由 端口 10000 创建 一个 套接字UDP 服务 */socket = new DatagramSocket(10000);/* 创建 一个 SendMsg 线程 并设为 该线程为 守护线程！开启 该 线程 进行 发送消息的 监视 */SendMsg sendMsg = new SendMsg();sendMsg.setDaemon(true);sendMsg.start();/* 以下 是 接收 消息的监视，由 主线程 管理 */while(true){byte[] container = new byte[1024];DatagramPacket packet = new DatagramPacket(container,0,container.length);// 阻塞 接收 UDP 发送来的 数据包socket.receive(packet);// 把数据包的 数据 存储到 相应类型 的 容器中byte[] data = packet.getData();// 进行 String 的 转换，这样方便 输出String dataString = new String(data,0,getSize(data));// 如果 接收到的 是 心跳包，我们 就 不去 输出它 而是 更新 我们的 动态分配端口 和 公网IPif(dataString.equals("HeartBeat")){//System.out.println("接收到 HeartBeat");daPort = packet.getPort();publicIP = packet.getAddress();}else if(dataString.equals("bye")){// 当 接收到 bye 字符串的时候，我们就应该 退出了！要去 关闭 套接字服务了。这算是一个 字符串口令。break;}else{// 发送 正常接收到的 数据System.out.println(dataString);}}// 其实 有没有 bye 口令 都无所谓，我们只要 在 客户端 做一个 断开连接 就行的。socket.close();}// 读取 byte[] 数组 有效的 数据 位数，以便于 更好 的 转换 为 String 类型public static int getSize(byte[] data){int i = 0;for(byte x: data){if(x != (byte)0){i++;}}return i;}// SendMsg 线程 为了省事，而且本来 线程 开的 也少，就 采用了 继承 Thread 的方式public static class SendMsg extends Thread{@Overridepublic void run() {super.run();while(true){BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));String data = null;try {data = reader.readLine();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}byte[] datas = data.getBytes();DatagramPacket packet  = new DatagramPacket(datas,0,datas.length,publicIP, daPort);try {socket.send(packet);System.out.println("发送数据包完毕！");//socket.send(packet);} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}if(data.equals("bye")){System.out.println("已关闭socket服务！");break;}}socket.close();}}
}

这里 有几个 细节 部分 需要注意。我们 无时无刻 都在 接收 数据包，但是 却 判断了 一个 字符串 HeartBeat，这是什么呢？ 这个 其实 就是 我们 发送 的 心跳包。即 每隔一段时间 就要发送 一个 数据包过来，俗称 心跳包。

① 那么为什么客户端 要发送 心跳包呢 ？
答：因为 UDP 的 连接 保持 活性的 时间 是 很短的。所以 我们 要 每隔一段时间 发送 一个数据包，来保持 连接的活性。

② 为什么 要 把 发送过来的数据包 IP 和 Port 获取下来呢 ？
答：因为 我们的本机 属于内网，它 要 通过 NAT 进行 端口的动态分配，还有 转换为 外网 IP，这样的话 我们 暂时 认为在基于 这个外网IP 和 动态分配端口的情况下，双方的连接通讯 是 安全的。可以进行 有效的 数据发送和接收。

import javax.swing.*;
import java.awt.*;
import java.awt.event.ActionEvent;
import java.awt.event.ActionListener;
import java.awt.event.ContainerEvent;
import java.awt.event.ContainerListener;
import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetSocketAddress;
import java.net.SocketException;public class 客户端 {// 提高 作用域public static JTextArea textArea = null;public static DatagramSocket socket = null;public static void main(String[] args) throws IOException {// 绘制 简单 JFrame GUIJFrame frame = new JFrame("UDP 客户端");frame.setBounds(500,500,500,500);Container container = frame.getContentPane();container.setLayout(new GridLayout(3,1));JTextArea textAreaA = new JTextArea("请输入文字内容",10,40);JPanel jPanel1 = new JPanel();JPanel jPanel2 = new JPanel();JPanel jPanel3 = new JPanel();jPanel3.setLayout(new GridLayout(1,2));JTextArea textAreaB = new JTextArea("服务器端发来的数据：\n",10,40);textAreaA.setLineWrap(true);textAreaB.setLineWrap(true);JScrollPane jScrollPaneA = new JScrollPane(textAreaA);JScrollPane jScrollPaneB = new JScrollPane(textAreaB);textAreaB.setEditable(false);jPanel1.add(jScrollPaneA);jPanel2.add(jScrollPaneB);container.add(jPanel1);container.add(jPanel2);JButton bthSend = new JButton("点击发送消息");JButton bthClose = new JButton("安全关闭连接");jPanel3.add(bthSend);jPanel3.add(bthClose);container.add(jPanel3);// 指定一个 端口 开启 套接字 UDP 服务socket = new DatagramSocket(10000);// 获取到 textAreaBtextArea = textAreaB;// 创建一个 receiveMsg 线程，用来 监视 接收 到的数据ReceiveMsg receiveMsg = new ReceiveMsg();// 设为 守护线程receiveMsg.setDaemon(true);receiveMsg.start();// 创建一个 heartBeat 线程，每隔 三十秒 发送一个 心跳包HeartBeat heartBeat = new HeartBeat();// 设为 守护线程heartBeat.setDaemon(true);heartBeat.start();// 初次连接，我们 一定要 发送一个 数据包 进行 连通验证，当我们 在 服务端 接收到这条 信息的时候 才能证明 我们连通了byte[] datas = "连接成功".getBytes();DatagramPacket packet = new DatagramPacket(datas, 0, datas.length, new InetSocketAddress("云服务器IP", 10000));socket.send(packet);// 发送按钮的 触发 监听bthSend.addActionListener(new ActionListener() {@Overridepublic void actionPerformed(ActionEvent e) {String msg = textAreaA.getText();byte[] datas = msg.getBytes();DatagramPacket packet = new DatagramPacket(datas,0,datas.length,new InetSocketAddress("云服务器IP", 10000));try {socket.send(packet);} catch (IOException ex) {ex.printStackTrace();}System.out.println(packet.getPort());textAreaA.setText("");}});// 关闭 服务 和 线程 按钮的 触发 监听bthClose.addActionListener(new ActionListener() {@Overridepublic void actionPerformed(ActionEvent e) {if(!socket.isClosed()){socket.close();}receiveMsg.stop();frame.setTitle("连接已全部断开！线程已关闭！");}});frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);frame.setVisible(true);}public static class ReceiveMsg extends Thread{@Overridepublic void run() {super.run();while(true){byte[] containner = new byte[1024];DatagramPacket packet = new DatagramPacket(containner,0,containner.length);try {socket.receive(packet);//System.out.println(packet.getPort());} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}byte[] data = packet.getData();String dataString = new String(data,0,getSize(data));//System.out.println(dataString);textArea.append(dataString+"\n");}}// 读取 byte[] 数组 有效的 数据 位数，以便于 更好 的 转换 为 String 类型public static int getSize(byte[] data) {int i = 0;for(byte x:data){if(x != (byte)0){i++;}}return i;}}public static class HeartBeat extends Thread{@Overridepublic void run() {super.run();String heartBeat = "HeartBeat";while(true){DatagramPacket packet = new DatagramPacket(heartBeat.getBytes(), 0,heartBeat.length(),new InetSocketAddress("云服务器IP", 10000));try {socket.send(packet);} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}try {// 建议 每 三十秒 发送 一次 心跳包，因为 UDP 协议 生命周期 很短。必须 隔一段时间 发送心跳包 保持活性Thread.sleep(30000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}}}
}

然后 我们 整体的 思路 就是，把 云服务器的 这个 10000 端口 开放，在 客户端 和 服务器那里 各开 一个 线程，客户端的子线程 用来 接收 服务器端 发送的 数据包，服务器端的 子线程 用来 发送 给客户端 数据包。

但是 我们客户端 还得再 建一个 线程发送 心跳包。保持 连接的活性。

这样，我们 只在 云服务器上 开放了 一个 10000 端口，就实现了 云服务器 和 本机 的 数据包通讯。