java UDP Socket

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一. UDP协议定义
UDP协议的全称是用户数据报，在网络中它与TCP协议一样用于处理数据包。在OSI模型中，在第四层——传输层，处于IP协议的上一层。UDP有不提供数据报分组、组装和不能对数据包的排序的缺点，也就是说，当报文发送之后，是无法得知其是否安全完整到达的。

二. 使用UDP的原因
它不属于连接型协议，因而具有资源消耗小，处理速度快的优点，所以通常音频、视频和普通数据在传送时使用UDP较多，因为它们即使偶尔丢失一两个数据包，也不会对接收结果产生太大影响。比如我们聊天用的ICQ和OICQ就是使用的UDP协议。在选择使用协议的时候，选择UDP必须要谨慎。在网络质量令人不十分满意的环境下，UDP协议数据包丢失会比较严重。

三. 在Java中使用UDP协议编程的相关类
1. InetAddress
用于描述和包装一个Internet IP地址。有如下方法返回实例：
getLocalhost()：返回封装本地地址的实例。

getAllByName(String host)：返回封装Host地址的InetAddress实例数组。

getByName(String host)：返回一个封装Host地址的实例。其中，Host可以是域名或者是一个合法的IP地址。
InetAddress.getByAddress(addr)：根据地址串返回InetAddress实例。
InetAddress.getByAddress(host, addr)：根据主机地符串和地址串返回InetAddress实例。

2. DatagramSocket
用于接收和发送UDP的Socket实例。该类有3个构造函数：
DatagramSocket()：通常用于客户端编程，它并没有特定监听的端口，仅仅使用一个临时的。程序会让操作系统分配一个可用的端口。
DatagramSocket(int port)：创建实例，并固定监听Port端口的报文。通常用于服务端

DatagramSocket(int port, InetAddress localAddr)：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具有的主要方法如下：
1）receive(DatagramPacket d)：接收数据报文到d中。receive方法产生一个“阻塞”。“阻塞”是一个专业名词，它会产生一个内部循环，使程序暂停在这个地方，直到一个条件触发。

2）send(DatagramPacket dp)：发送报文dp到目的地。

3）setSoTimeout(int timeout)：设置超时时间，单位为毫秒。

4）close()：关闭DatagramSocket。在应用程序退出的时候，通常会主动释放资源，关闭Socket，但是由于异常地退出可能造成资源无法回收。所以，应该在程序完成时，主动使用此方法关闭Socket，或在捕获到异常抛出后关闭Socket。

3. DatagramPacket
用于处理报文，它将Byte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Byte数组。应用程序在产生数据包是应该注意，TCP/IP规定数据报文大小最多包含65507个，通常主机接收548个字节，但大多数平台能够支持8192字节大小的报文。DatagramPacket类的构建器共有4个：
DatagramPacket(byte[] buf, int length)：将数据包中Length长的数据装进Buf数组，一般用来接收客户端发送的数据。
DatagramPacket(byte[] buf, int offset, int length)：将数据包中从Offset开始、Length长的数据装进Buf数组。
DatagramPacket(byte[] buf, int length, InetAddress clientAddress, int clientPort)：从Buf数组中，取出Length长的数据创建数据包对象，目标是clientAddress地址，clientPort端口,通常用来发送数据给客户端。

DatagramPacket(byte[] buf, int offset, int length, InetAddress clientAddress, int clientPort)：从Buf数组中，取出Offset开始的、Length长的数据创建数据包对象，目标是clientAddress地址，clientPort端口，通常用来发送数据给客户端。
主要的方法如下：
1）getData(): 从实例中取得报文的Byte数组编码。
2）setDate(byte[] buf)：将byte数组放入要发送的报文中。
四. 实例解析
下面让我们来看一个UDP的服务端和客户端交互通信的例子，在本例中，服务端循环等待客户端发送的信息，并对其进行回应，客户端向服务端发送信息，并接收服务端的回应信息。代码如下：
1.UDP的服务端程序

 

java代码：

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1. import java.io.IOException;  
2. import java.net.DatagramPacket;  
3. import java.net.DatagramSocket;  
4. import java.net.InetAddress;  
5. import java.net.InetSocketAddress;  
6. import java.net.SocketException;  
7.   
8. /** 
9.  * Copyright 2007 GuangZhou Cotel Co. Ltd. 
10.  * All right reserved.     
11.  * UTP服务类.      
12.  * @author <a href="mailto:[e-mail]">AmigoXie</a> 
13.  * @version 1.0  
14.  * Creation date: 2007-8-16 - 下午10:32:31 
15.  */  
16. public class UdpServerSocket {  
17.     private byte[] buffer = new byte[1024];  
18.       
19.     private DatagramSocket ds = null;  
20.   
21.     private DatagramPacket packet = null;  
22.   
23.     private InetSocketAddress socketAddress = null;  
24.   
25.     private String orgIp;  
26.   
27.     /** 
28.      * 构造函数，绑定主机和端口. 
29.      * @param host 主机 
30.      * @param port 端口 
31.      * @throws Exception 
32.      */  
33.     public UdpServerSocket(String host, int port) throws Exception {  
34.         socketAddress = new InetSocketAddress(host, port);  
35.         ds = new DatagramSocket(socketAddress);  
36.         System.out.println("服务端启动!");  
37.     }  
38.       
39.     public final String getOrgIp() {  
40.         return orgIp;  
41.     }  
42.   
43.     /** 
44.      * 设置超时时间，该方法必须在bind方法之后使用. 
45.      * @param timeout 超时时间 
46.      * @throws Exception 
47.      */  
48.     public final void setSoTimeout(int timeout) throws Exception {  
49.         ds.setSoTimeout(timeout);  
50.     }  
51.   
52.     /** 
53.      * 获得超时时间. 
54.      * @return 返回超时时间. 
55.      * @throws Exception 
56.      * @author <a href="mailto:[e-mail]">AmigoXie</a> 
57.      * Creation date: 2007-8-16 - 下午10:34:36 
58.      */  
59.     public final int getSoTimeout() throws Exception {  
60.         return ds.getSoTimeout();  
61.     }  
62.   
63.     /** 
64.      * 绑定监听地址和端口. 
65.      * @param host 主机IP 
66.      * @param port 端口 
67.      * @throws SocketException 
68.      * @author <a href="mailto:[e-mail]">AmigoXie</a> 
69.      * Creation date: 2007-8-16 - 下午10:36:17 
70.      */  
71.     public final void bind(String host, int port) throws SocketException {  
72.         socketAddress = new InetSocketAddress(host, port);  
73.         ds = new DatagramSocket(socketAddress);  
74.     }  
75.   
76.   
77.     /** 
78.      * 接收数据包，该方法会造成线程阻塞. 
79.      * @return 返回接收的数据串信息 
80.      * @throws IOException 
81.      * @author <a href="mailto:[e-mail]">AmigoXie</a> 
82.      * Creation date: 2007-8-16 - 下午10:38:24 
83.      */  
84.     public final String receive() throws IOException {  
85.         packet = new DatagramPacket(buffer, buffer.length);  
86.         ds.receive(packet);  
87.         orgIp = packet.getAddress().getHostAddress();  
88.         String info = new String(packet.getData(), 0, packet.getLength());  
89.         System.out.println("接收信息：" + info);  
90.         return info;  
91.     }  
92.   
93.     /** 
94.      * 将响应包发送给请求端. 
95.      * @param bytes 回应报文 
96.      * @throws IOException 
97.      * @author <a href="mailto:[e-mail]">AmigoXie</a> 
98.      * Creation date: 2007-8-16 - 下午11:05:31 
99.      */  
100.     public final void response(String info) throws IOException {  
101.         System.out.println("客户端地址 : " + packet.getAddress().getHostAddress()  
102.                 + ",端口：" + packet.getPort());  
103.         DatagramPacket dp = new DatagramPacket(buffer, buffer.length, packet  
104.                 .getAddress(), packet.getPort());  
105.         dp.setData(info.getBytes());  
106.         ds.send(dp);  
107.     }  
108.   
109.     /** 
110.      * 设置报文的缓冲长度. 
111.      * @param bufsize 缓冲长度 
112.      * @author <a href="mailto:[e-mail]">AmigoXie</a> 
113.      * Creation date: 2007-8-16 - 下午10:47:49 
114.      */  
115.     public final void setLength(int bufsize) {  
116.         packet.setLength(bufsize);  
117.     }  
118.   
119.     /** 
120.      * 获得发送回应的IP地址. 
121.      * @return 返回回应的IP地址 
122.      * @author <a href="mailto:[e-mail]">AmigoXie</a> 
123.      * Creation date: 2007-8-16 - 下午10:48:27 
124.      */  
125.     public final InetAddress getResponseAddress() {  
126.         return packet.getAddress();  
127.     }  
128.   
129.     /** 
130.      * 获得回应的主机的端口. 
131.      * @return 返回回应的主机的端口. 
132.      * @author <a href="mailto:[e-mail]">AmigoXie</a> 
133.      * Creation date: 2007-8-16 - 下午10:48:56 
134.      */  
135.     public final int getResponsePort() {  
136.         return packet.getPort();  
137.     }  
138.   
139.     /** 
140.      * 关闭udp监听口. 
141.      * @author <a href="mailto:[e-mail]">AmigoXie</a> 
142.      * Creation date: 2007-8-16 - 下午10:49:23 
143.      */  
144.     public final void close() {  
145.         try {  
146.             ds.close();  
147.         } catch (Exception ex) {  
148.             ex.printStackTrace();  
149.         }  
150.     }  
151.   
152.     /** 
153.      * 测试方法. 
154.      * @param args 
155.      * @throws Exception 
156.      * @author <a href="mailto:[e-mail]">AmigoXie</a> 
157.      * Creation date: 2007-8-16 - 下午10:49:50 
158.      */  
159.     public static void main(String[] args) throws Exception {  
160.         String serverHost = "127.0.0.1";  
161.         int serverPort = 3344;  
162.         UdpServerSocket udpServerSocket = new UdpServerSocket(serverHost, serverPort);  
163.         while (true) {  
164.             udpServerSocket.receive();  
165.             udpServerSocket.response("你好,sterning!");  
166.               
167.         }  
168.     }  
169. }  

 

2. UDP客户端程序

 

java代码：

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1. import java.io.*;  
2. import java.net.*;  
3.   
4. /** 
5.  * Copyright 2007 GuangZhou Cotel Co. Ltd. 
6.  * All right reserved.     
7.  * UDP客户端程序，用于对服务端发送数据，并接收服务端的回应信息. 
8.  * @author <a href="mailto:[e-mail]">AmigoXie</a> 
9.  * @version 1.0  
10.  * Creation date: 2007-8-16 - 下午10:54:23 
11.  */  
12. public class UdpClientSocket {  
13.     private byte[] buffer = new byte[1024];  
14.   
15.     private DatagramSocket ds = null;  
16.   
17.     /** 
18.      * 构造函数，创建UDP客户端 
19.      * @throws Exception 
20.      */  
21.     public UdpClientSocket() throws Exception {  
22.         ds = new DatagramSocket();  
23.     }  
24.       
25.     /** 
26.      * 设置超时时间，该方法必须在bind方法之后使用. 
27.      * @param timeout 超时时间 
28.      * @throws Exception 
29.      * @author <a href="mailto:[e-mail]">AmigoXie</a> 
30.      * Creation date: 2007-8-16 - 下午10:55:12 
31.      */  
32.     public final void setSoTimeout(final int timeout) throws Exception {  
33.         ds.setSoTimeout(timeout);  
34.     }  
35.   
36.     /** 
37.      * 获得超时时间. 
38.      * @return 返回超时时间 
39.      * @throws Exception 
40.      * @author <a href="mailto:[e-mail]">AmigoXie</a> 
41.      * Creation date: 2007-8-16 - 下午10:55:25 
42.      */  
43.     public final int getSoTimeout() throws Exception {  
44.         return ds.getSoTimeout();  
45.     }  
46.   
47.     public final DatagramSocket getSocket() {  
48.         return ds;  
49.     }  
50.   
51.     /** 
52.      * 向指定的服务端发送数据信息. 
53.      * @param host 服务器主机地址 
54.      * @param port 服务端端口 
55.      * @param bytes 发送的数据信息 
56.      * @return 返回构造后俄数据报 
57.      * @throws IOException 
58.      * @author <a href="mailto:[e-mail]">AmigoXie</a> 
59.      * Creation date: 2007-8-16 - 下午11:02:41 
60.      */  
61.     public final DatagramPacket send(final String host, final int port,  
62.             final byte[] bytes) throws IOException {  
63.         DatagramPacket dp = new DatagramPacket(bytes, bytes.length, InetAddress  
64.                 .getByName(host), port);  
65.         ds.send(dp);  
66.         return dp;  
67.     }  
68.   
69.     /** 
70.      * 接收从指定的服务端发回的数据. 
71.      * @param lhost 服务端主机 
72.      * @param lport 服务端端口 
73.      * @return 返回从指定的服务端发回的数据. 
74.      * @throws Exception 
75.      * @author <a href="mailto:[e-mail]">AmigoXie</a> 
76.      * Creation date: 2007-8-16 - 下午10:52:36 
77.      */  
78.     public final String receive(final String lhost, final int lport)  
79.             throws Exception {  
80.         DatagramPacket dp = new DatagramPacket(buffer, buffer.length);  
81.         ds.receive(dp);  
82.         String info = new String(dp.getData(), 0, dp.getLength());  
83.         return info;  
84.     }  
85.   
86.     /** 
87.      * 关闭udp连接. 
88.      * @author <a href="mailto:[e-mail]">AmigoXie</a> 
89.      * Creation date: 2007-8-16 - 下午10:53:52 
90.      */  
91.     public final void close() {  
92.         try {  
93.             ds.close();  
94.         } catch (Exception ex) {  
95.             ex.printStackTrace();  
96.         }  
97.     }  
98.   
99.     /** 
100.      * 测试客户端发包和接收回应信息的方法. 
101.      * @param args 
102.      * @throws Exception 
103.      * @author <a href="mailto:[e-mail]">AmigoXie</a> 
104.      * Creation date: 2007-8-16 - 下午11:03:54 
105.      */  
106.     public static void main(String[] args) throws Exception {  
107.         UdpClientSocket client = new UdpClientSocket();  
108.         String serverHost = "127.0.0.1";  
109.         int serverPort = 3344;  
110.         client.send(serverHost, serverPort, ("你好，阿蜜果!").getBytes());  
111.         String info = client.receive(serverHost, serverPort);  
112.         System.out.println("服务端回应数据：" + info);  
113.     }  
114. }