Java中的UDP协议编程

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.net.DatagramPacket;

import java.net.DatagramSocket;

import java.net.InetAddress;

import java.net.InetSocketAddress;

import java.net.SocketException;

/**

* UTP服务类.

* @author <a href="mailto:xiexingxing1121@126.com">AmigoXie</a>

* @version 1.0

* Creation date: 2007-8-16 - 下午10:32:31

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

* @author <a href="mailto:xiexingxing1121@126.com">AmigoXie</a>

* Creation date: 2007-8-16 - 下午10:34:36

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

* @author <a href="mailto:xiexingxing1121@126.com">AmigoXie</a>

* Creation date: 2007-8-16 - 下午10:36:17

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

* @author <a href="mailto:xiexingxing1121@126.com">AmigoXie</a>

* Creation date: 2007-8-16 - 下午10:38:24

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 * @author <a href="mailto:xiexingxing1121@126.com">AmigoXie</a> * Creation date: 2007-8-16 - 下午11:05:31 */ 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 * @author <a href="mailto:xiexingxing1121@126.com">AmigoXie</a> * Creation date: 2007-8-16 - 下午10:47:49 */ 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 * @author <a href="mailto:xiexingxing1121@126.com">AmigoXie</a> * Creation date: 2007-8-16 - 下午10:48:27 */ 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. * @author <a href="mailto:xiexingxing1121@126.com">AmigoXie</a> * Creation date: 2007-8-16 - 下午10:48:56 */ public final int getResponsePort() { return packet.getPort(); } /** * 关闭udp监听口. * @author <a href="mailto:xiexingxing1121@126.com">AmigoXie</a> * Creation date: 2007-8-16 - 下午10:49:23 */ public final void close() { try { ds.close(); } catch (Exception ex) { ex.printStackTrace(); } } /** * 测试方法. * @param args * @throws Exception * @author <a href="mailto:xiexingxing1121@126.com">AmigoXie</a> * Creation date: 2007-8-16 - 下午10:49:50 */ 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 <a href="mailto:xiexingxing1121@126.com">AmigoXie</a>
* @version 1.0
* Creation date: 2007-8-16 - 下午10:54:23
*/
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
     * @author <a href="mailto:xiexingxing1121@126.com">AmigoXie</a>
     * Creation date: 2007-8-16 - 下午10:55:12
     */
    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
     * @author <a href="mailto:xiexingxing1121@126.com">AmigoXie</a>
     * Creation date: 2007-8-16 - 下午10:55:25
     */
    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
     * @author <a href="mailto:xiexingxing1121@126.com">AmigoXie</a>
     * Creation date: 2007-8-16 - 下午11:02:41
     */
    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
     * @author <a href="mailto:xiexingxing1121@126.com">AmigoXie</a>
     * Creation date: 2007-8-16 - 下午10:52:36
     */
    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.     * @author <a href="mailto:xiexingxing1121@126.com">AmigoXie</a>     * Creation date: 2007-8-16 - 下午10:53:52     */    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     * @author <a href="mailto:xiexingxing1121@126.com">AmigoXie</a>     * Creation date: 2007-8-16 - 下午11:03:54     */    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);    }}

posted @ 2015-11-10 10:05 songjinduo 阅读(1079) 评论(0) 编辑收藏举报

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