Java UDP

来源：互联网发布：刘德华唱功怎么样知乎编辑：程序博客网时间：2024/05/04 05:12

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

import java.io.IOException;  import java.net.DatagramPacket;  import java.net.DatagramSocket;  import java.net.InetAddress;  import java.net.InetSocketAddress;  import java.net.SocketException;    /**  * Copyright 2007 GuangZhou Cotel Co. Ltd.  * All right reserved.      * UTP服务类.       * @author QPING */  public class UdpServerSocket {      private byte[] buffer = new byte[1024];            private DatagramSocket ds = null;        private DatagramPacket packet = null;        private InetSocketAddress socketAddress = null;        private String orgIp;        /**      * 构造函数，绑定主机和端口.      * @param host 主机      * @param port 端口      * @throws Exception      */      public UdpServerSocket(String host, int port) throws Exception {          socketAddress = new InetSocketAddress(host, port);          ds = new DatagramSocket(socketAddress);          System.out.println("服务端启动!");      }            public final String getOrgIp() {          return orgIp;      }        /**      * 设置超时时间，该方法必须在bind方法之后使用.      * @param timeout 超时时间      * @throws Exception      */      public final void setSoTimeout(int timeout) throws Exception {          ds.setSoTimeout(timeout);      }        /**      * 获得超时时间.      * @return 返回超时时间.      * @throws Exception      */      public final int getSoTimeout() throws Exception {          return ds.getSoTimeout();      }        /**      * 绑定监听地址和端口.      * @param host 主机IP      * @param port 端口      * @throws SocketException      */      public final void bind(String host, int port) throws SocketException {          socketAddress = new InetSocketAddress(host, port);          ds = new DatagramSocket(socketAddress);      }          /**      * 接收数据包，该方法会造成线程阻塞.      * @return 返回接收的数据串信息      * @throws IOException       */      public final String receive() throws IOException {          packet = new DatagramPacket(buffer, buffer.length);          ds.receive(packet);          orgIp = packet.getAddress().getHostAddress();          String info = new String(packet.getData(), 0, packet.getLength());          System.out.println("接收信息：" + info);          return info;      }        /**      * 将响应包发送给请求端.      * @param bytes 回应报文      * @throws IOException      */      public final void response(String info) throws IOException {          System.out.println("客户端地址 : " + packet.getAddress().getHostAddress()                  + ",端口：" + packet.getPort());          DatagramPacket dp = new DatagramPacket(buffer, buffer.length, packet                  .getAddress(), packet.getPort());          dp.setData(info.getBytes());          ds.send(dp);      }        /**      * 设置报文的缓冲长度.      * @param bufsize 缓冲长度      */      public final void setLength(int bufsize) {          packet.setLength(bufsize);      }        /**      * 获得发送回应的IP地址.      * @return 返回回应的IP地址      */      public final InetAddress getResponseAddress() {          return packet.getAddress();      }        /**      * 获得回应的主机的端口.      * @return 返回回应的主机的端口.      */      public final int getResponsePort() {          return packet.getPort();      }        /**      * 关闭udp监听口.      */      public final void close() {          try {              ds.close();          } catch (Exception ex) {              ex.printStackTrace();          }      }        /**      * 测试方法.      * @param args      * @throws Exception      */      public static void main(String[] args) throws Exception {          String serverHost = "127.0.0.1";          int serverPort = 3344;          UdpServerSocket udpServerSocket = new UdpServerSocket(serverHost, serverPort);          while (true) {              udpServerSocket.receive();              udpServerSocket.response("你好,sterning!");                        }      }  }

2. UDP客户端程序

import java.io.*;  import java.net.*;    /**  * Copyright 2007 GuangZhou Cotel Co. Ltd.  * All right reserved.      * 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.  * @author QPING */  public class UdpClientSocket {      private byte[] buffer = new byte[1024];        private DatagramSocket ds = null;        /**      * 构造函数，创建UDP客户端      * @throws Exception      */      public UdpClientSocket() throws Exception {          ds = new DatagramSocket();      }            /**      * 设置超时时间，该方法必须在bind方法之后使用.      * @param timeout 超时时间      * @throws Exception      */      public final void setSoTimeout(final int timeout) throws Exception {          ds.setSoTimeout(timeout);      }        /**      * 获得超时时间.      * @return 返回超时时间      * @throws Exception      */      public final int getSoTimeout() throws Exception {          return ds.getSoTimeout();      }        public final DatagramSocket getSocket() {          return ds;      }        /**      * 向指定的服务端发送数据信息.      * @param host 服务器主机地址      * @param port 服务端端口      * @param bytes 发送的数据信息      * @return 返回构造后俄数据报      * @throws IOException      */      public final DatagramPacket send(final String host, final int port,              final byte[] bytes) throws IOException {          DatagramPacket dp = new DatagramPacket(bytes, bytes.length, InetAddress                  .getByName(host), port);          ds.send(dp);          return dp;      }        /**      * 接收从指定的服务端发回的数据.      * @param lhost 服务端主机      * @param lport 服务端端口      * @return 返回从指定的服务端发回的数据.      * @throws Exception      */      public final String receive(final String lhost, final int lport)              throws Exception {          DatagramPacket dp = new DatagramPacket(buffer, buffer.length);          ds.receive(dp);          String info = new String(dp.getData(), 0, dp.getLength());          return info;      }        /**      * 关闭udp连接.      */      public final void close() {          try {              ds.close();          } catch (Exception ex) {              ex.printStackTrace();          }      }        /**      * 测试客户端发包和接收回应信息的方法.      * @param args      * @throws Exception      */      public static void main(String[] args) throws Exception {          UdpClientSocket client = new UdpClientSocket();          String serverHost = "127.0.0.1";          int serverPort = 3344;          client.send(serverHost, serverPort, ("你好，阿蜜果!").getBytes());          String info = client.receive(serverHost, serverPort);          System.out.println("服务端回应数据：" + info);      }  }

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