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] view plain copy print?
01.import java.io.IOException;
02.import java.net.DatagramPacket;
03.import java.net.DatagramSocket;
04.import java.net.InetAddress;
05.import java.net.InetSocketAddress;
06.import java.net.SocketException;
07.
08./**
09. * Copyright 2007 GuangZhou Cotel Co. Ltd.
10. * All right reserved.
11. * UTP服务类.
12. * @author QPING
13. */
14.public class UdpServerSocket {
15. private byte[] buffer = new byte[1024];
16.
17. private DatagramSocket ds = null;
18.
19. private DatagramPacket packet = null;
20.
21. private InetSocketAddress socketAddress = null;
22.
23. private String orgIp;
24.
25. /**
26. * 构造函数,绑定主机和端口.
27. * @param host 主机
28. * @param port 端口
29. * @throws Exception
30. */
31. public UdpServerSocket(String host, int port) throws Exception {
32. socketAddress = new InetSocketAddress(host, port);
33. ds = new DatagramSocket(socketAddress);
34. System.out.println("服务端启动!");
35. }
36.
37. public final String getOrgIp() {
38. return orgIp;
39. }
40.
41. /**
42. * 设置超时时间,该方法必须在bind方法之后使用.
43. * @param timeout 超时时间
44. * @throws Exception
45. */
46. public final void setSoTimeout(int timeout) throws Exception {
47. ds.setSoTimeout(timeout);
48. }
49.
50. /**
51. * 获得超时时间.
52. * @return 返回超时时间.
53. * @throws Exception
54. */
55. public final int getSoTimeout() throws Exception {
56. return ds.getSoTimeout();
57. }
58.
59. /**
60. * 绑定监听地址和端口.
61. * @param host 主机IP
62. * @param port 端口
63. * @throws SocketException
64. */
65. public final void bind(String host, int port) throws SocketException {
66. socketAddress = new InetSocketAddress(host, port);
67. ds = new DatagramSocket(socketAddress);
68. }
69.
70.
71. /**
72. * 接收数据包,该方法会造成线程阻塞.
73. * @return 返回接收的数据串信息
74. * @throws IOException
75. */
76. public final String receive() throws IOException {
77. packet = new DatagramPacket(buffer, buffer.length);
78. ds.receive(packet);
79. orgIp = packet.getAddress().getHostAddress();
80. String info = new String(packet.getData(), 0, packet.getLength());
81. System.out.println("接收信息:" + info);
82. return info;
83. }
84.
85. /**
86. * 将响应包发送给请求端.
87. * @param bytes 回应报文
88. * @throws IOException
89. */
90. public final void response(String info) throws IOException {
91. System.out.println("客户端地址 : " + packet.getAddress().getHostAddress()
92. + ",端口:" + packet.getPort());
93. DatagramPacket dp = new DatagramPacket(buffer, buffer.length, packet
94. .getAddress(), packet.getPort());
95. dp.setData(info.getBytes());
96. ds.send(dp);
97. }
98.
99. /**
100. * 设置报文的缓冲长度.
101. * @param bufsize 缓冲长度
102. */
103. public final void setLength(int bufsize) {
104. packet.setLength(bufsize);
105. }
106.
107. /**
108. * 获得发送回应的IP地址.
109. * @return 返回回应的IP地址
110. */
111. public final InetAddress getResponseAddress() {
112. return packet.getAddress();
113. }
114.
115. /**
116. * 获得回应的主机的端口.
117. * @return 返回回应的主机的端口.
118. */
119. public final int getResponsePort() {
120. return packet.getPort();
121. }
122.
123. /**
124. * 关闭udp监听口.
125. */
126. public final void close() {
127. try {
128. ds.close();
129. } catch (Exception ex) {
130. ex.printStackTrace();
131. }
132. }
133.
134. /**
135. * 测试方法.
136. * @param args
137. * @throws Exception
138. */
139. public static void main(String[] args) throws Exception {
140. String serverHost = "127.0.0.1";
141. int serverPort = 3344;
142. UdpServerSocket udpServerSocket = new UdpServerSocket(serverHost, serverPort);
143. while (true) {
144. udpServerSocket.receive();
145. udpServerSocket.response("你好,sterning!");
146.
147. }
148. }
149.}
2. UDP客户端程序
[java] view plain copy print?
01.import java.io.*;
02.import java.net.*;
03.
04./**
05. * Copyright 2007 GuangZhou Cotel Co. Ltd.
06. * All right reserved.
07. * 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.
08. * @author QPING
09. */
10.public class UdpClientSocket {
11. private byte[] buffer = new byte[1024];
12.
13. private DatagramSocket ds = null;
14.
15. /**
16. * 构造函数,创建UDP客户端
17. * @throws Exception
18. */
19. public UdpClientSocket() throws Exception {
20. ds = new DatagramSocket();
21. }
22.
23. /**
24. * 设置超时时间,该方法必须在bind方法之后使用.
25. * @param timeout 超时时间
26. * @throws Exception
27. */
28. public final void setSoTimeout(final int timeout) throws Exception {
29. ds.setSoTimeout(timeout);
30. }
31.
32. /**
33. * 获得超时时间.
34. * @return 返回超时时间
35. * @throws Exception
36. */
37. public final int getSoTimeout() throws Exception {
38. return ds.getSoTimeout();
39. }
40.
41. public final DatagramSocket getSocket() {
42. return ds;
43. }
44.
45. /**
46. * 向指定的服务端发送数据信息.
47. * @param host 服务器主机地址
48. * @param port 服务端端口
49. * @param bytes 发送的数据信息
50. * @return 返回构造后俄数据报
51. * @throws IOException
52. */
53. public final DatagramPacket send(final String host, final int port,
54. final byte[] bytes) throws IOException {
55. DatagramPacket dp = new DatagramPacket(bytes, bytes.length, InetAddress
56. .getByName(host), port);
57. ds.send(dp);
58.