UDP通信程序的详细解析

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尼古拉斯舞王 2024-02-02 21:36:33 ©著作权

文章标签 数据接收端 UDP 文章分类 Java 后端开发

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2.UDP通信程序

2.1 UDP发送数据

Java中的UDP通信

UDP协议是一种不可靠的网络协议，它在通信的两端各建立一个Socket对象，但是这两个Socket只是发送，接收数据的对象，因此对于基于UDP协议的通信双方而言，没有所谓的客户端和服务器的概念
Java提供了DatagramSocket类作为基于UDP协议的Socket

构造方法

方法名	说明
DatagramSocket()	创建数据报套接字并将其绑定到本机地址上的任何可用端口
DatagramPacket(byte[] buf,int len,InetAddress add,int port)	创建数据包,发送长度为len的数据包到指定主机的指定端口

相关方法

方法名	说明
void send(DatagramPacket p)	发送数据报包
void close()	关闭数据报套接字
void receive(DatagramPacket p)	从此套接字接受数据报包

发送数据的步骤

创建发送端的Socket对象(DatagramSocket)
创建数据，并把数据打包
调用DatagramSocket对象的方法发送数据
关闭发送端

代码演示

public class SendDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //创建发送端的Socket对象(DatagramSocket)
        // DatagramSocket() 构造数据报套接字并将其绑定到本地主机上的任何可用端口
        DatagramSocket ds = new DatagramSocket();

        //创建数据，并把数据打包
        //DatagramPacket(byte[] buf, int length, InetAddress address, int port)
        //构造一个数据包，发送长度为 length的数据包到指定主机上的指定端口号。
        byte[] bys = "hello,udp,我来了".getBytes();

        DatagramPacket dp = new DatagramPacket(bys,bys.length,InetAddress.getByName("127.0.0.1"),10086);

        //调用DatagramSocket对象的方法发送数据
        //void send(DatagramPacket p) 从此套接字发送数据报包
        ds.send(dp);

        //关闭发送端
        //void close() 关闭此数据报套接字
        ds.close();
    }
}

2.2UDP接收数据

接收数据的步骤

创建接收端的Socket对象(DatagramSocket)
创建一个数据包，用于接收数据
调用DatagramSocket对象的方法接收数据
解析数据包，并把数据在控制台显示
关闭接收端

构造方法

方法名	说明
DatagramPacket(byte[] buf, int len)	创建一个DatagramPacket用于接收长度为len的数据包

相关方法

方法名	说明
byte[] getData()	返回数据缓冲区
int getLength()	返回要发送的数据的长度或接收的数据的长度

示例代码

public class ReceiveDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //创建接收端的Socket对象(DatagramSocket)
        DatagramSocket ds = new DatagramSocket(12345);

        //创建一个数据包，用于接收数据
        byte[] bys = new byte[1024];
        DatagramPacket dp = new DatagramPacket(bys, bys.length);

        //调用DatagramSocket对象的方法接收数据
        ds.receive(dp);

        //解析数据包，并把数据在控制台显示
        System.out.println("数据是：" + new String(dp.getData(), 0,                                             dp.getLength()));
        }
    }
}

2.3UDP通信程序练习

案例需求
UDP发送数据：数据来自于键盘录入，直到输入的数据是886，发送数据结束
UDP接收数据：因为接收端不知道发送端什么时候停止发送，故采用死循环接收
代码实现

/*
    UDP发送数据：
        数据来自于键盘录入，直到输入的数据是886，发送数据结束
 */
public class SendDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //创建发送端的Socket对象(DatagramSocket)
        DatagramSocket ds = new DatagramSocket();
        //键盘录入数据
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        while (true) {
            String s = sc.nextLine();
            //输入的数据是886，发送数据结束
            if ("886".equals(s)) {
                break;
            }
            //创建数据，并把数据打包
            byte[] bys = s.getBytes();
            DatagramPacket dp = new DatagramPacket(bys, bys.length, InetAddress.getByName("192.168.1.66"), 12345);

            //调用DatagramSocket对象的方法发送数据
            ds.send(dp);
        }
        //关闭发送端
        ds.close();
    }
}

/*
    UDP接收数据：
        因为接收端不知道发送端什么时候停止发送，故采用死循环接收
 */
public class ReceiveDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //创建接收端的Socket对象(DatagramSocket)
        DatagramSocket ds = new DatagramSocket(12345);
        while (true) {
            //创建一个数据包，用于接收数据
            byte[] bys = new byte[1024];
            DatagramPacket dp = new DatagramPacket(bys, bys.length);
            //调用DatagramSocket对象的方法接收数据
            ds.receive(dp);
            //解析数据包，并把数据在控制台显示
            System.out.println("数据是：" + new String(dp.getData(), 0, dp.getLength()));
        }
        //关闭接收端
//        ds.close();
    }
}

2.4UDP三种通讯方式

单播
单播用于两个主机之间的端对端通信
组播
组播用于对一组特定的主机进行通信
广播
广播用于一个主机对整个局域网上所有主机上的数据通信

2.5UDP组播实现

实现步骤

发送端

创建发送端的Socket对象(DatagramSocket)
创建数据，并把数据打包(DatagramPacket)
调用DatagramSocket对象的方法发送数据(在单播中,这里是发给指定IP的电脑但是在组播当中,这里是发给组播地址)
释放资源

接收端

创建接收端Socket对象(MulticastSocket)
创建一个箱子,用于接收数据
把当前计算机绑定一个组播地址
将数据接收到箱子中
解析数据包,并打印数据
释放资源

代码实现

// 发送端
public class ClinetDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 1. 创建发送端的Socket对象(DatagramSocket)
        DatagramSocket ds = new DatagramSocket();
        String s = "hello 组播";
        byte[] bytes = s.getBytes();
        InetAddress address = InetAddress.getByName("224.0.1.0");
        int port = 10000;
        // 2. 创建数据，并把数据打包(DatagramPacket)
        DatagramPacket dp = new DatagramPacket(bytes,bytes.length,address,port);
        // 3. 调用DatagramSocket对象的方法发送数据(在单播中,这里是发给指定IP的电脑但是在组播当中,这里是发给组播地址)
        ds.send(dp);
        // 4. 释放资源
        ds.close();
    }
}
// 接收端
public class ServerDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 1. 创建接收端Socket对象(MulticastSocket)
        MulticastSocket ms = new MulticastSocket(10000);
        // 2. 创建一个箱子,用于接收数据
        DatagramPacket dp = new DatagramPacket(new byte[1024],1024);
        // 3. 把当前计算机绑定一个组播地址,表示添加到这一组中.
        ms.joinGroup(InetAddress.getByName("224.0.1.0"));
        // 4. 将数据接收到箱子中
        ms.receive(dp);
        // 5. 解析数据包,并打印数据
        byte[] data = dp.getData();
        int length = dp.getLength();
        System.out.println(new String(data,0,length));
        // 6. 释放资源
        ms.close();
    }
}

2.6UDP广播实现

实现步骤

发送端

创建发送端Socket对象(DatagramSocket)
创建存储数据的箱子,将广播地址封装进去
发送数据
释放资源

接收端

创建接收端的Socket对象(DatagramSocket)
创建一个数据包，用于接收数据
调用DatagramSocket对象的方法接收数据
解析数据包，并把数据在控制台显示
关闭接收端

代码实现

// 发送端
public class ClientDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 1. 创建发送端Socket对象(DatagramSocket)
        DatagramSocket ds = new DatagramSocket();
        // 2. 创建存储数据的箱子,将广播地址封装进去
        String s = "广播 hello";
        byte[] bytes = s.getBytes();
        InetAddress address = InetAddress.getByName("255.255.255.255");
        int port = 10000;
        DatagramPacket dp = new DatagramPacket(bytes,bytes.length,address,port);
        // 3. 发送数据
        ds.send(dp);
        // 4. 释放资源
        ds.close();
    }
}

// 接收端
public class ServerDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 1. 创建接收端的Socket对象(DatagramSocket)
        DatagramSocket ds = new DatagramSocket(10000);
        // 2. 创建一个数据包，用于接收数据
        DatagramPacket dp = new DatagramPacket(new byte[1024],1024);
        // 3. 调用DatagramSocket对象的方法接收数据
        ds.receive(dp);
        // 4. 解析数据包，并把数据在控制台显示
        byte[] data = dp.getData();
        int length = dp.getLength();
        System.out.println(new String(data,0,length));
        // 5. 关闭接收端
        ds.close();
    }
}

##3. TCP通信程序

3.1TCP发送数据

Java中的TCP通信

Java对基于TCP协议的的网络提供了良好的封装，使用Socket对象来代表两端的通信端口，并通过Socket产生IO流来进行网络通信。
Java为客户端提供了Socket类，为服务器端提供了ServerSocket类

构造方法

方法名	说明
Socket(InetAddress address,int port)	创建流套接字并将其连接到指定IP指定端口号
Socket(String host, int port)	创建流套接字并将其连接到指定主机上的指定端口号

相关方法

方法名	说明
InputStream getInputStream()	返回此套接字的输入流
OutputStream getOutputStream()	返回此套接字的输出流

示例代码

public class Client {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //TCP协议，发送数据

        //1.创建Socket对象
        //细节：在创建对象的同时会连接服务端
        //      如果连接不上，代码会报错
        Socket socket = new Socket("127.0.0.1",10000);

        //2.可以从连接通道中获取输出流
        OutputStream os = socket.getOutputStream();
        //写出数据
        os.write("aaa".getBytes());

        //3.释放资源
        os.close();
        socket.close();
    }
}

3.2TCP接收数据

构造方法

方法名	说明
ServletSocket(int port)	创建绑定到指定端口的服务器套接字

相关方法

方法名	说明
Socket accept()	监听要连接到此的套接字并接受它

注意事项

accept方法是阻塞的,作用就是等待客户端连接
客户端创建对象并连接服务器,此时是通过三次握手协议,保证跟服务器之间的连接
针对客户端来讲,是往外写的,所以是输出流针对服务器来讲,是往里读的,所以是输入流
read方法也是阻塞的
客户端在关流的时候,还多了一个往服务器写结束标记的动作
最后一步断开连接,通过四次挥手协议保证连接终止

三次握手和四次挥手

三次握手
编辑
四次挥手
编辑

示例代码

public class Server {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //TCP协议，接收数据

        //1.创建对象ServerSocker
        ServerSocket ss = new ServerSocket(10000);

        //2.监听客户端的链接
        Socket socket = ss.accept();

        //3.从连接通道中获取输入流读取数据
        InputStream is = socket.getInputStream();
        int b;
        while ((b = is.read()) != -1){
            System.out.println((char) b);
        }

        //4.释放资源
        socket.close();
        ss.close();
    }
}

3.3TCP程序练习（传输中文）

发送端：

public class Client {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //TCP协议，发送数据

        //1.创建Socket对象
        //细节：在创建对象的同时会连接服务端
        //      如果连接不上，代码会报错
        Socket socket = new Socket("127.0.0.1",10000);


        //2.可以从连接通道中获取输出流
        OutputStream os = socket.getOutputStream();
        //写出数据
        os.write("你好你好".getBytes());//12字节

        //3.释放资源
        os.close();
        socket.close();

    }
}

UDP通信程序的详细解析_UDP_03

接收端：

public class Server {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //TCP协议，接收数据

        //1.创建对象ServerSocker
        ServerSocket ss = new ServerSocket(10000);

        //2.监听客户端的链接
        Socket socket = ss.accept();

        //3.从连接通道中获取输入流读取数据
        InputStream is = socket.getInputStream();
        InputStreamReader isr = new InputStreamReader(is);
        BufferedReader br = new BufferedReader(isr);

        // BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));

        int b;
        while ((b = br.read()) != -1){
            System.out.print((char) b);
        }

        //4.释放资源
        socket.close();
        ss.close();

    }
}

UDP通信程序的详细解析_数据_04