Java UDP Socket

来源:互联网 时间:1970-01-01

[java] 

 

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]
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!");   
               
        }   
    }   
}  

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

 

 


[java]
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);   
    }   
}  

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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