Java UDP Socket

本文转载地址：

         Java学习路上的收获：http://blog.csdn.net/qinpeng100423/article/details/8980423

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

1. import java.io.IOException;
2. import java.net.DatagramPacket;
3. import java.net.DatagramSocket;
4. import java.net.InetAddress;
5. import java.net.InetSocketAddress;
6. import java.net.SocketException;
7. /**
8. * Copyright 2007 GuangZhou Cotel Co. Ltd.
9. * All right reserved.
10. * UTP服务类.
11. * @author QPING
12. */
13. public class UdpServerSocket {
14. private byte[] buffer = new byte[1024];
15. private DatagramSocket ds = null;
16. private DatagramPacket packet = null;
17. private InetSocketAddress socketAddress = null;
18. private String orgIp;
19. /**
20. * 构造函数，绑定主机和端口.
21. * @param host 主机
22. * @param port 端口
23. * @throws Exception
24. */
25. public UdpServerSocket(String host, int port) throws Exception {
26. socketAddress = new InetSocketAddress(host, port);
27. ds = new DatagramSocket(socketAddress);
28. System.out.println("服务端启动!");
29. }
30. public final String getOrgIp() {
31. return orgIp;
32. }
33. /**
34. * 设置超时时间，该方法必须在bind方法之后使用.
35. * @param timeout 超时时间
36. * @throws Exception
37. */
38. public final void setSoTimeout(int timeout) throws Exception {
39. ds.setSoTimeout(timeout);
40. }
41. /**
42. * 获得超时时间.
43. * @return 返回超时时间.
44. * @throws Exception
45. */
46. public final int getSoTimeout() throws Exception {
47. return ds.getSoTimeout();
48. }
49. /**
50. * 绑定监听地址和端口.
51. * @param host 主机IP
52. * @param port 端口
53. * @throws SocketException
54. */
55. public final void bind(String host, int port) throws SocketException {
56. socketAddress = new InetSocketAddress(host, port);
57. ds = new DatagramSocket(socketAddress);
58. }
59. /**
60. * 接收数据包，该方法会造成线程阻塞.
61. * @return 返回接收的数据串信息
62. * @throws IOException
63. */
64. public final String receive() throws IOException {
65. packet = new DatagramPacket(buffer, buffer.length);
66. ds.receive(packet);
67. orgIp = packet.getAddress().getHostAddress();
68. String info = new String(packet.getData(), 0, packet.getLength());
69. System.out.println("接收信息：" + info);
70. return info;
71. }
72. /**
73. * 将响应包发送给请求端.
74. * @param bytes 回应报文
75. * @throws IOException
76. */
77. public final void response(String info) throws IOException {
78. System.out.println("客户端地址 : " + packet.getAddress().getHostAddress()
79. + ",端口：" + packet.getPort());
80. DatagramPacket dp = new DatagramPacket(buffer, buffer.length, packet
81. .getAddress(), packet.getPort());
82. dp.setData(info.getBytes());
83. ds.send(dp);
84. }
85. /**
86. * 设置报文的缓冲长度.
87. * @param bufsize 缓冲长度
88. */
89. public final void setLength(int bufsize) {
90. packet.setLength(bufsize);
91. }
92. /**
93. * 获得发送回应的IP地址.
94. * @return 返回回应的IP地址
95. */
96. public final InetAddress getResponseAddress() {
97. return packet.getAddress();
98. }
99. /**
100. * 获得回应的主机的端口.
101. * @return 返回回应的主机的端口.
102. */
103. public final int getResponsePort() {
104. return packet.getPort();
105. }
106. /**
107. * 关闭udp监听口.
108. */
109. public final void close() {
110. try {
111. ds.close();
112. } catch (Exception ex) {
113. ex.printStackTrace();
114. }
115. }
116. /**
117. * 测试方法.
118. * @param args
119. * @throws Exception
120. */
121. public static void main(String[] args) throws Exception {
122. String serverHost = "127.0.0.1";
123. int serverPort = 3344;
124. UdpServerSocket udpServerSocket = new UdpServerSocket(serverHost, serverPort);
125. while (true) {
126. udpServerSocket.receive();
127. udpServerSocket.response("你好,sterning!");
128. }
129. }
130. }

1. import java.io.*;
2. import java.net.*;
3. /**
4. * Copyright 2007 GuangZhou Cotel Co. Ltd.
5. * All right reserved.
6. * 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.
7. * @author QPING
8. */
9. public class UdpClientSocket {
10. private byte[] buffer = new byte[1024];
11. private DatagramSocket ds = null;
12. /**
13. * 构造函数，创建UDP客户端
14. * @throws Exception
15. */
16. public UdpClientSocket() throws Exception {
17. ds = new DatagramSocket();
18. }
19. /**
20. * 设置超时时间，该方法必须在bind方法之后使用.
21. * @param timeout 超时时间
22. * @throws Exception
23. */
24. public final void setSoTimeout(final int timeout) throws Exception {
25. ds.setSoTimeout(timeout);
26. }
27. /**
28. * 获得超时时间.
29. * @return 返回超时时间
30. * @throws Exception
31. */
32. public final int getSoTimeout() throws Exception {
33. return ds.getSoTimeout();
34. }
35. public final DatagramSocket getSocket() {
36. return ds;
37. }
38. /**
39. * 向指定的服务端发送数据信息.
40. * @param host 服务器主机地址
41. * @param port 服务端端口
42. * @param bytes 发送的数据信息
43. * @return 返回构造后俄数据报
44. * @throws IOException
45. */
46. public final DatagramPacket send(final String host, final int port,
47. final byte[] bytes) throws IOException {
48. DatagramPacket dp = new DatagramPacket(bytes, bytes.length, InetAddress
49. .getByName(host), port);
50. ds.send(dp);
51. return dp;
52. }
53. /**
54. * 接收从指定的服务端发回的数据.
55. * @param lhost 服务端主机
56. * @param lport 服务端端口
57. * @return 返回从指定的服务端发回的数据.
58. * @throws Exception
59. */
60. public final String receive(final String lhost, final int lport)
61. throws Exception {
62. DatagramPacket dp = new DatagramPacket(buffer, buffer.length);
63. ds.receive(dp);
64. String info = new String(dp.getData(), 0, dp.getLength());
65. return info;
66. }
67. /**
68. * 关闭udp连接.
69. */
70. public final void close() {
71. try {
72. ds.close();
73. } catch (Exception ex) {
74. ex.printStackTrace();
75. }
76. }
77. /**
78. * 测试客户端发包和接收回应信息的方法.
79. * @param args
80. * @throws Exception
81. */
82. public static void main(String[] args) throws Exception {
83. UdpClientSocket client = new UdpClientSocket();
84. String serverHost = "127.0.0.1";
85. int serverPort = 3344;
86. client.send(serverHost, serverPort, ("你好，阿蜜果!").getBytes());
87. String info = client.receive(serverHost, serverPort);
88. System.out.println("服务端回应数据：" + info);
89. }
90. }