19.3 UDP程序设计基础

1、概述
　　基于UDP的信息传递更快，但不提供可靠的保证。使用UDP传递数据时，用户无法知道数据能否正确到达主机，也不能确定到达目的地的顺序是否和发送的顺序相同。虽然UDP是一种不可靠的协议，但如果需要较快地传输信息，并且能容忍小的错误，可以考虑使用UDP。
　　基于UDP的基本模式如下：
　　　　将数据打包（称为数据包），然后将数据包发往目的地
　　　　接收别人发来的数据包，然后查看数据包。
　　UDP程序的通讯步骤：
　　　　发送数据包：
　　　　  （1）、使用DatagramSocket()创建一个数据包套接字。
　　　　  （2）、使用DatagramPacket(byte[] buf, int offset, in length, InetAddress address, int port)创建要发送的数据包。
　　　　  （3）、使用DatagramSocket类的send()方法发送数据包。
　　　　接收数据包：
　　　　  （1）、使用DatagramSocket(int port)创建数据包套接字，绑定到指定的端口。
　　　　  （2）、使用DatagramPacket(byte[] buf, int length)创建字节数组来接收数据包。
　　　　  （3）、使用DatagramPacket类的receive()方法接收UDP包。
　　注意：DatagramSocket类的receive()方法接收数据时，如果还没有困意接收的数据，在正常情况下receive()方法将阻塞，一致等到网络上有数据传来，receive()方法接收该数据并返回。如果网络上没有数据发送过来，receive()方法也没阻塞，肯定是程序有问题，大多数是使用了一个被其他程序占用的端口号。
2、DatagramPacket类
　　java.net包的DatagramPacket类用来表示数据包。DatagramPacket类的构造函数有：
　　　　DatagramPacket(byte[] buf, int length)
　　　　DatagramPacket(byte[] buf, InetAddress address, int port)
　　第一种构造函数创建了DatagramPacket对象，指定了数据包的内存克难攻坚和大小。第二种构造函数不仅指定了数据包的内存空间和大小，还指定了数据包的目标地址和端口。在发送数据时，必须指定接收方的Socket地址和端口号，因此使用第二种构造函数可创建发送数据的DatagramPacket对象。
3、DatagramSocket类
　　java.net包中的DatagramSocket类用于表示发送和接收数据包的套接字。该类的构造函数如下：
　　　　DatagramSocket()
　　　　DatagramSocket(int port)
　　　　DatagramSocket(int port, InetAddress addr)
　　第一种构造函数创建DatagramSocket对象，构造数据报套接字并将其绑定到本地主机上任何可用的端口。第二种构造函数创建DatagramSocket对象，创建数据报套接字并将其绑定到本地主机上指定端口。第三中构造函数创建DatagramSocket对象，创建数据报套接字并将其绑定到指定的本地地址。第三种构造函数适用于有多块网卡和多个IP地址的情况。
　　在接收程序时，必须指定一个端口号，不要让系统随机产生，此时可以使用第二种构造函数。比如有个朋友要你给他写信，可他的地址不确定是不行的。在发送程序时，通常使用第一种构造函数，不指定端口号，这样系统就会为我们分配一个端口号。就像寄信不需要到指定的邮局去寄一样。
4、相关例子

package com.lzw;

import java.net.*;

public class Weather extends Thread { // 创建类。该类为多线程执行程序
    String weather = "节目预报：八点有大型晚会，请收听";
    int port = 9898; // 定义端口
    InetAddress iaddress = null; // 创建InetAddress对象
    MulticastSocket socket = null; // 声明多点广播套接字
    
    Weather() { // 构造方法
        try {
            // 实例化InetAddress，指定地址
            iaddress = InetAddress.getByName("224.255.10.0");
            socket = new MulticastSocket(port); // 实例化多点广播套接字
            socket.setTimeToLive(1); // 指定发送范围是本地网络
            socket.joinGroup(iaddress); // 加入广播组
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace(); // 输出异常信息
        }
    }
    
    public void run() { // run()方法
        while (true) {
            DatagramPacket packet = null; // 声明DatagramPacket对象
            byte data[] = weather.getBytes(); // 声明字节数组
            // 将数据打包
            packet = new DatagramPacket(data, data.length, iaddress, port);
            System.out.println(new String(data)); // 将广播信息输出
            try {
                socket.send(packet); // 发送数据
                sleep(3000); // 线程休眠
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace(); // 输出异常信息
            }
        }
    }
    
    public static void main(String[] args) { // 主方法
        Weather w = new Weather(); // 创建本类对象
        w.start(); // 启动线程
    }
}

package com.lzw;

import java.awt.*;
import java.awt.event.*;
import java.net.*;

import javax.swing.*;

public class Receive extends JFrame implements Runnable, ActionListener {
    /**
     * 
     */
    private static final long serialVersionUID = 1L;
    int port; // 定义int型变量
    InetAddress group = null; // 声明InetAddress对象
    MulticastSocket socket = null; // 创建多点广播套接字对象
    JButton ince = new JButton("开始接收"); // 创建按钮对象
    JButton stop = new JButton("停止接收");
    JTextArea inceAr = new JTextArea(10, 10); // 显示接收广播的文本域
    JTextArea inced = new JTextArea(10, 10);
    Thread thread; // 创建Thread对象
    boolean b = false; // 创建boolean型变量
    
    public Receive() { // 构造方法
        super("广播数据报"); // 调用父类方法
        setDefaultCloseOperation(WindowConstants.EXIT_ON_CLOSE);
        thread = new Thread(this);
        ince.addActionListener(this); // 绑定按钮ince的单击事件
        stop.addActionListener(this); // 绑定按钮stop的单击事件
        inceAr.setForeground(Color.blue); // 指定文本域中文字颜色
        JPanel north = new JPanel(); // 创建Jpane对象
        north.add(ince); // 将按钮添加到面板north上
        north.add(stop);
        add(north, BorderLayout.NORTH); // 将north放置在窗体的上部
        JPanel center = new JPanel(); // 创建面板对象center
        center.setLayout(new GridLayout(1, 2)); // 设置面板布局
        center.add(inceAr); // 将文本域添加到面板上

        final JScrollPane scrollPane = new JScrollPane();
        center.add(scrollPane);
        scrollPane.setViewportView(inced);
        add(center, BorderLayout.CENTER); // 设置面板布局
        validate(); // 刷新
        port = 9898; // 设置端口号
        try {
            group = InetAddress.getByName("224.255.10.0"); // 指定接收地址
            socket = new MulticastSocket(port); // 绑定多点广播套接字
            socket.joinGroup(group); // 加入广播组
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace(); // 输出异常信息
        }
        setBounds(100, 50, 360, 380); // 设置布局
        setVisible(true); // 将窗体设置为显示状态
    }
    
    public void run() { // run()方法
        while (true) {
            byte data[] = new byte[1024]; // 创建byte数组
            DatagramPacket packet = null; // 创建DatagramPacket对象
            // 待接收的数据包
            packet = new DatagramPacket(data, data.length, group, port);
            try {
                socket.receive(packet); // 接收数据包
                String message = new String(packet.getData(), 0, packet
                        .getLength()); // 获取数据包中内容
                // 将接收内容显示在文本域中
                inceAr.setText("正在接收的内容：\n" + message);
                inced.append(message + "\n"); // 每条信息为一行
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace(); // 输出异常信息
            }
            if (b == true) { // 当变量等于true时，退出循环
                break;
            }
        }
    }
    
    public void actionPerformed(ActionEvent e) { // 单击事件
        if (e.getSource() == ince) { // 单击按钮ince触发的事件
            ince.setBackground(Color.red); // 设置按钮颜色
            stop.setBackground(Color.yellow);
            if (!(thread.isAlive())) { // 如线程不处于“新建状态”
                thread = new Thread(this); // 实例化Thread对象
            }
            thread.start(); // 启动线程
            b = false; // 设置变量值
        }
        if (e.getSource() == stop) { // 单击按钮stop触发的事件
            ince.setBackground(Color.yellow); // 设置按钮颜色
            stop.setBackground(Color.red);
            b = true; // 设置变量值s
        }
    }
    
    public static void main(String[] args) { // 主方法
        Receive rec = new Receive(); // 创建本类对象
        rec.setSize(460, 200); // 设置窗体大小
    }
}

　　注意：要广播或接受广播的主机地址必须加入到一个组内，地址范围为244.0.0.0~244.255.255.255，这类地址并不代表某个特定主机的位置。加入到同一个组的主机可以在某个端口上广播信息，也可以在某个端口上接收信息。