17.4.3 使用MulticastSocket实现多点广播（1）

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17.4.3  使用MulticastSocket实现多点广播（1）

DatagramSocket只允许数据报发送给指定的目标地址，而MulticastSocket可以将数据报以广播方式发送到多个客户端。

若要使用多点广播，则需要让一个数据报标有一组目标主机地址，当数据报发出后，整个组的所有主机都能收到该数据报。IP多点广播（或多点发送）实现了将单一信息发送到多个接收者的广播，其思想是设置一组特殊网络地址作为多点广播地址，每一个多点广播地址都被看做一个组，当客户端需要发送、接收广播信息时，加入到该组即可。

IP协议为多点广播提供了这批特殊的IP地址，这些IP地址的范围是224.0.0.0至239.255.255.255。多点广播示意图如图17.8所示。

图17.8  多点广播示意图

从图17.8中可以看出，MulticastSocket类是实现多点广播的关键，当MulticastSocket把一个DatagramPacket发送到多点广播IP地址时，该数据报将被自动广播到加入该地址的所有Multicast Socket。MulticastSocket既可以将数据报发送到多点广播地址，也可以接收其他主机的广播信息。

MulticastSocket有点像DatagramSocket，事实上MulticastSocket是DatagramSocket的一个子类，也就是说，MulticastSocket是特殊的DatagramSocket。当要发送一个数据报时，可以使用随机端口创建MulticastSocket，也可以在指定端口创建MulticastSocket。MulticastSocket提供了如下3个构造器。

public MulticastSocket()：使用本机默认地址、随机端口来创建MulticastSocket对象。

public MulticastSocket(int portNumber)：使用本机默认地址、指定端口来创建MulticastSocket对象。

public MulticastSocket(SocketAddress bindaddr)：使用本机指定IP地址、指定端口来创建MulticastSocket对象。

创建MulticastSocket对象后，还需要将该MulticastSocket加入到指定的多点广播地址，MulticastSocket使用joinGroup()方法加入指定组；使用leaveGroup()方法脱离一个组。

joinGroup(InetAddress multicastAddr)：将该MulticastSocket加入指定的多点广播地址。

leaveGroup(InetAddress multicastAddr)：让该MulticastSocket离开指定的多点广播地址。

在某些系统中，可能有多个网络接口。这可能会给多点广播带来问题，这时候程序需要在一个指定的网络接口上监听，通过调用setInterface()方法可以强制MulticastSocket使用指定的网络接口；也可以使用getInterface()方法查询MulticastSocket监听的网络接口。

如果创建仅用于发送数据报的MulticastSocket对象，则使用默认地址、随机端口即可。但如果创建接收用的MulticastSocket对象，则该MulticastSocket对象必须具有指定端口，否则发送方无法确定发送数据报的目标端口。

MulticastSocket用于发送、接收数据报的方法与DatagramSocket完全一样。但MulticastSocket比DatagramSocket多了一个setTimeToLive(int ttl)方法，该ttl参数用于设置数据报最多可以跨过多少个网络，当ttl的值为0时，指定数据报应停留在本地主机；当ttl的值为1时，指定数据报发送到本地局域网；当ttl的值为32时，意味着只能发送到本站点的网络上；当ttl的值为64时，意味着数据报应保留在本地区；当ttl的值为128时，意味着数据报应保留在本大洲；当ttl的值为255时，意味着数据报可发送到所有地方；在默认情况下，该ttl的值为1。

从图17.8中可以看出，使用MulticastSocket进行多点广播时所有的通信实体都是平等的，它们都将自己的数据报发送到多点广播IP地址，并使用MulticastSocket接收其他人发送的广播数据报。下面程序使用MulticastSocket实现了一个基于广播的多人聊天室。程序只需要一个MulticastSocket，两个线程，其中MulticastSocket既用于发送，也用于接收；一个线程负责接收用户键盘输入，并向Multicast Socket发送数据，另一个线程则负责从MulticastSocket中读取数据。