UDP w Javie
===========

Unicast/Broadcast
#################



.. note::

    Java automaycznie wyśle pakiet broadcast jeśli poprosimy ją o wysłanie
    danych na adres broadcast.



Klasa z konfiguracją
--------------------

.. code-block:: java

    import java.net.InetAddress;
    import java.net.UnknownHostException;

    public class Config {
        public static final int PORT = 9000;
        public static final int BUFFER_SIZE = 1024;

        public static final InetAddress MULTICAST_ADDRESS;
        public static final int MULTICAST_PORT = 9000;
        static {
            try{
                MULTICAST_ADDRESS = InetAddress.getByName("239.255.42.99");
            }catch (UnknownHostException e){
                throw new RuntimeException(e);
            }
        }


    }


Server
------


.. code-block:: java

	import java.net.DatagramPacket;
	import java.net.DatagramSocket;
	import java.net.InetAddress;

	public class UDPServer {

	    public static void main(String[] args) throws Exception{

		//Otwarcie gniazda z okreslonym portem
		DatagramSocket datagramSocket = new DatagramSocket(Config.PORT);

		byte[] byteResponse = "OK".getBytes("utf8");

		while (true){

		    DatagramPacket recievedPacket = new DatagramPacket( new byte[Config.BUFFER_SIZE], Config.BUFFER_SIZE);

		    datagramSocket.receive(recievedPacket);

		    int length = recievedPacket.getLength();
		    String message = new String(recievedPacket.getData(), 0, length, "utf8");

		    // Port i host, ktory wyslal nam zapytanie
		    InetAddress address = recievedPacket.getAddress();
		    int port = recievedPacket.getPort();

		    System.out.println(message);
		    Thread.sleep(1000); //oczekiwanie nie jest niezbedne

		    DatagramPacket response = new DatagramPacket(byteResponse, byteResponse.length, address, port);

		    datagramSocket.send(response);

		}


	    }
	}



Ważniejsze miejsca programu
***************************

Przygotowanie do odbierania połączeń UDP na zadanym portcie:

.. code-block:: java

    DatagramSocket datagramSocket = new DatagramSocket(Config.PORT);

Stworzenie pakietu który będzie odbierał dane:

.. code-block:: java

    DatagramPacket recievedPacket = new DatagramPacket( new byte[Config.BUFFER_SIZE], Config.BUFFER_SIZE);

Odebraie pakietu:

.. code-block:: java

   datagramSocket.receive(recievedPacket);

Tutaj jest kolejny detal implementacyjny w Javie: musimy przekształcić 
ciąg bajtów do instancji klasy string. Zakładamy że dane w pakiecie kodowane
są za pomocą utf-9.

.. code-block:: java

    int length = reclievedPacket.getLength();
    String message =
        new String(reclievedPacket.getData(), 0, length, "utf8");

Wysłanie odpowiedzi:

.. code-block:: java

       byte[] byteResponse = "OK".getBytes("utf8");
       DatagramPacket response = new DatagramPacket(byteResponse, byteResponse.length, address, port);



Klient
------

Oprogramowanie klienta UDP jest również relatywnie proste.

.. note::

    Nasz klient
    przyjmuje z linii komend dwa argumenty: adres na który wysyła wiadomość oraz
    treść wiadomości.

.. code-block:: java

	import java.io.IOException;
	import java.net.DatagramPacket;
	import java.net.DatagramSocket;
	import java.net.InetAddress;
	import java.net.SocketTimeoutException;

	public class UDPClient {

	    public static void main(String[] args) throws IOException {



		String message = "tekst";
		InetAddress serverAddress = InetAddress.getByName("194.29.174.217"); //adres serwera
		System.out.println(serverAddress);

		DatagramSocket socket = new DatagramSocket(); //Otwarcie gniazda
		byte[] stringContents = message.getBytes("utf8"); //Pobranie strumienia bajtow z wiadomosci

		DatagramPacket sentPacket = new DatagramPacket(stringContents, stringContents.length);
		sentPacket.setAddress(serverAddress);
		sentPacket.setPort(Config.PORT);
		socket.send(sentPacket);

		DatagramPacket receivedPacket = new DatagramPacket( new byte[Config.BUFFER_SIZE], Config.BUFFER_SIZE);
		socket.setSoTimeout(1010);

		try{
		    socket.receive(receivedPacket);
		    int length = receivedPacket.getLength();
		    String receivedMessage = new String(receivedPacket.getData(), 0, length, "utf8");
		    System.out.println("Serwer otrzymal wiadomosc: "+receivedMessage);
		}catch (SocketTimeoutException ste){
		    System.out.println("Serwer nie odpowiedzial, byc moze dostal wiadomosc albo nie...");
		}

	    }
	}


Ważniejsze miejsca programu
***************************

Wybieramy do jakiego adresu wysyłamy informacje:

.. code-block:: java

    InetAddress serverAddress = InetAddress.getByName("194.29.174.217");

Wysłanie pakietu:

.. code-block:: java

    	byte[] stringContents = message.getBytes("utf8"); //Pobranie strumienia bajtów z wiadomosci
	DatagramPacket sentPacket = new DatagramPacket(stringContents, stringContents.length);
	sentPacket.setAddress(serverAddress);
	sentPacket.setPort(Config.PORT);
	socket.send(sentPacket);

Odebranie odpowiedzi.

Tutaj musimy się na chwilę zatrzymać: w ``TCP`` moglibyśmy po prostu
poczekać na odpowiedź od serwera, tutaj nie możemy tak zrobić --- przecież
odpowiedź od serwera może po prostu nie nadejść... należy więc powiedzieć
socketowi: Poczekaj określony czas na odpowiedż, jeśli nie nadejdzie ona
zgłoś wyjątek.

Ustawienie okresu oczekiwania na odpowiedź:

.. note::

    Argument metody ``setSoTimeout`` to maksymalny czas oczekiwania na odpowiedź 
    w milisekundach.

.. code-block:: java

    socket.setSoTimeout(1010);

Odebranie danych:

.. code-block:: java

	DatagramPacket receivedPacket = new DatagramPacket( new byte[Config.BUFFER_SIZE], Config.BUFFER_SIZE);
	socket.setSoTimeout(1010);
	try{
	    socket.receive(receivedPacket);
	    int length = receivedPacket.getLength();
	    String receivedMessage = new String(receivedPacket.getData(), 0, length, "utf8");
	    System.out.println("Serwer otrzymal wiadomosc: "+receivedMessage);
	}
	catch (SocketTimeoutException ste){
	    System.out.println("Serwer nie odpowiedzial, byc moze dostal wiadomosc albo nie...");
	}

Zadanie 1
#########
(Unicast) W parach modyfikujemy powyższe przykłady:

Klient:

1. Klient po uruchomieniu wysyła "Imię Nazwisko" (np. "Adam Szczurek") użytkownika do serwera. Następnie odbiera potwierdzenie otrzymania wiadomości z serwera.

2. Dalej klient odczytuje informację z konsoli: jeśli użytkownik wpisze "x", to wysyła zapytanie do serwera o przesłanielisty wszystkich użytkowników; jeśli "z", to program się kończy; jeśli użytkownik wpisze cokolwiek innego - jest to przesyłane jako kolejna nazwa użytkownika do serwera.

Serwer:

3. Serwer dodaje kolenych użytkowników do tablicy: ``ArrayList<String> clients = new ArrayList<String>();`` i przesyła do klienta tekst "Dodano klienta o nazwie: <nazwa>".

4. Jeśli serwer otrzyma "x", to przesyła do klienta zawartość tablicy ``clients``.

Zadanie 2
#########
(Broadcast) 
Tworzymy program, który pozwala na sprawdzenie listy obecności na zajęciach (widocznej dla każdego użytkownika sieci).

W parach tworzymy jeden program, który wysyła i odbiera dane jednocześnie (2 wątki): 

1. Pierwszy wątek (odbierający): w pętli nasłuchuje na wybranym porcie (np. 9111) i jeśli coś otrzyma to wyświetla na ekran w formacie <Wiadomosc> <IP> <PORT>.

2. Drugi wątek (wysyłający): w pętli co 1 s wysyła na adres Broadcast pakiet z informacją o loginie (tekst <Imie>).


Multicast
#########

Serwer
------

.. code-block:: java

	import java.net.DatagramPacket;
	import java.net.DatagramSocket;
	import java.net.InetAddress;
	import java.net.SocketTimeoutException;

	public class MulticastServer {

	public static void main(String[] args) throws Exception{
		DatagramSocket s = new DatagramSocket();

		byte[] message = "Test".getBytes("utf8");

		while (true){
			DatagramPacket packet = new DatagramPacket(message, message.length);
			packet.setPort(9200);
			packet.setAddress(InetAddress.getByName("224.0.0.40"));
			s.send(packet);
	
			System.out.println("Wyslalem pakiet");
			Thread.sleep(1000); //w ms
		}

	    }
	}



Ważniejsze miejsca programu
***************************

Wysłanie pakietu na grupę multicast:

.. code-block:: java

    DatagramPacket packet = new DatagramPacket(message, message.length);
    packet.setPort(9200);
    packet.setAddress(InetAddress.getByName("224.0.0.40"));
    s.send(packet);




Klient
------

.. code-block:: java

	import java.net.DatagramPacket;
	import java.net.DatagramSocket;
	import java.net.InetAddress;
	import java.net.MulticastSocket;

	public class MulticastClient {
	    public static void main(String[] args) throws Exception{

		byte[] responseBytes = "ACK".getBytes();

		InetAddress group = InetAddress.getByName("224.0.0.40");
		MulticastSocket s = new MulticastSocket(9200);
		s.joinGroup(group);

		try{
			while(true)
			{
		        DatagramPacket recv = new DatagramPacket(new byte[1024], 1024);
		        s.receive(recv);
		        String stringMsg = new String(recv.getData(), 0, recv.getLength(), "utf8");
		        System.err.println("Got message: \"" + stringMsg);
		        DatagramSocket responseSocket = new DatagramSocket();
		        DatagramPacket response = new DatagramPacket(responseBytes, responseBytes.length);
		        response.setAddress(recv.getAddress());
		        response.setPort(recv.getPort());
		        Thread.sleep(1000);
		        responseSocket.send(response);
			}
		}finally {
		    s.leaveGroup(group);
		}
	    }
	}


Ważniejsze miejsca programu
***************************

Stworzenie gniazda multicast --- oraz dołączenie do grupy mulitcast

.. code-block:: java

    InetAddress group = InetAddress group = InetAddress.getByName("224.0.0.40");
    MulticastSocket s = new MulticastSocket(9200);
    s.joinGroup(group);


Zadanie 3
#########
(Multicast) 
Przerabiamy program z zadania 2, aby działał na multicast.