基于UDP协议的网络编程

Posted 2020-08-14 koushr

UDP协议是一种不可靠的网络协议，它在通信实例的两端各建立一个Socket，但这两个Socket之间并没有虚拟链路，这两个Socket只是发送、接收数据报的对象。

Java使用DatagramSocket代表基于UDP协议的Socket，DatagramSocket本身只是码头，不维护状态，不能产生IO流，它的唯一作用就是接收和发送数据报。Java使用DatagramPacket来代表数据报，DatagramSocket接收和发送数据都是通过DatagramPacket对象完成的。

DatagramSocket有4个构造器：

1.DatagramSocket()：创建一个DatagramSocket实例，并将该对象绑定到本机默认IP地址、本机所有可用端口中随机选择的一个端口

2.DatagramSocket(int port)：创建一个DatagramSocket实例，并将该对象绑定到本机默认IP地址、指定端口

3.DatagramSocket(int port, InetAddress laddr)：创建一个DatagramSocket实例，并将该对象绑定到指定IP地址、指定端口

4.DatagramSocket(SocketAddress bindaddr)：创建一个DatagramSocket实例，并绑定一个SocketAddress实例

使用DatagramSocket对象的send(DatagramPacket p)方法来发送数据，使用DatagramSocket对象的receive(DatagramPacket p)方法来接收数据。

DatagramPacket构造器分为两类：

参数列表有InetAddress实例或者SocketAddress实例的，常用的是DatagramPacket(byte buf[], int length, InetAddress address, int port)。这类构造器指定目的IP和目的端口，创建出的DatagramPacket实例用来包装待发送的数据，并当做参数传到DatagramSocket实例的send方法中。

参数列表没有InetAddress实例和SocketAddress实例的，常用的是DatagramPacket(byte buf[], int length)。用这类构造器创建出来的DatagramPacket实例用来接收数据，被当做参数传到DatagramSocket实例的receive方法中。

发送方代码示例：

public class UDPSend {
    public static void main(String args[]) {
        try {
            // 创建DatagramSocket实例
            DatagramSocket socket = new DatagramSocket(9999);
            String text = "hello world";
            byte[] bytes = text.getBytes();
            // 发送方的数据报实例包装待发送的数据，并指定目的IP和目的端口
            DatagramPacket packet = new DatagramPacket(bytes, bytes.length, InetAddress.getLocalHost(), 10000);
            // 发送数据报
            socket.send(packet);
            // 关闭socket资源
            socket.close();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

接收方代码示例：

public class UDPReceive {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            // 创建DatagramSocket实例，指定用来接收数据的端口是10000
            DatagramSocket socket = new DatagramSocket(10000);
            // 创建一个空的字节数组，字节数组的长度决定了
            byte[] buf = new byte[1024];
            // 创建接收方数据报实例时传入一个空的字节数组，该数据的长度决定了数据报实例最多能接受多少数据
            DatagramPacket packet = new DatagramPacket(buf, buf.length);
            // 接收数据
            socket.receive(packet);
            // 把字节数据封装成字符串。packet.getLength()返回接收数据的实际长度
            String msg = new String(packet.getData(), 0, packet.getLength());
            System.out.println(msg);
            // 关闭socket资源
            socket.close();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

以上，先启动接收方，再启动发送方。接收方中的DatagramSocket对象的receive(DatagramPacket p)方法会阻塞线程，等待数据的来临，一旦接收到数据，线程结束。

DatagramPacket对象还有几个额外的方法比较实用：

1.InetAddress getAddress()：发送方的DatagramPacket对象调用时，该方法返回数据报的目的IP；接收方的DatagramPacket对象调用时，该方法返回发送方的IP地址

2.getPort()：发送方的调用时，返回目的端口；接收方调用时，返回发送方的端口

3.SocketAddress getSocketAddress()：SocketAddress地址