Java网络编程 - UDP通信

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UDP通信

快速入门

UDP协议的特点:

UDP是一种无连接、不可靠传输的协议。

将数据源IP、目的地IP和端口以及数据封装成数据包，大小限制在64KB内，直接发送出去即可。

UDP协议通信首先要有DatagramPacket数据包对象:

DatagramPacket创建数据包对象构造器如下:

构造器说明DatagramPacket(byte[] buf, int length, InetAddress address, int port)创建发送端数据包对象
buf：要发送的内容，字节数组
length：要发送内容的字节长度
address：接收端的IP地址对象
port：接收端的端口号DatagramPacket(byte[] buf, int length)创建接收端的数据包对象
buf：用来存储接收的内容
length：能够接收内容的长度

DatagramPacket数据包对象常用方法如下:

方法说明getLength()服务端可以获得实际接收到的字节个数getAddress()获取发送端的ip地址getPort()获取发送端的端口
其次要有发送端和接收端对象:

DatagramSocket创建发送端和接收端对象构造器如下:

构造器说明DatagramSocket()创建发送端的Socket对象，系统会随机分配一个端口号。DatagramSocket(int port)创建接收端的Socket对象并指定端口号

DatagramSocket发送数据包和接收数据包方法如下:

方法说明send(DatagramPacket dp)发送数据包receive(DatagramPacket p)接收数据包

一发一收

下面我们在代码中使用UDP通信, 实现客户端发送一条消息、服务端接收一条消息

客户端实现步骤:

• 创建DatagramSocket对象（发送端对象）
• 创建DatagramPacket对象封装需要发送的数据（数据包对象）
• 使用DatagramSocket对象的send方法传入DatagramPacket对象
• 释放资源

/**
    发送端
 */publicclassClientDemo{publicstaticvoidmain(String[] args)throwsException{// 1. 创建发送端对象, 发送端自带默认端口号, 也可以指定端口号DatagramSocket socket =newDatagramSocket();// 2. 创建一个数据包对象, 封装要发送的数据byte[] buffer ="我是要发送的数据".getBytes();/**
         参数一: 封装要发送的数据
         参数二: 要发送数据的长度
         参数三: 服务端的地址对象
         参数四: 服务端的端口号
         */DatagramPacket packet =newDatagramPacket(buffer, buffer.length,InetAddress.getLocalHost(),8888);// 3. 使用发送端send方法, 用数据包发送对象
        socket.send(packet);// 4. 释放资源
        socket.close();}}

接收端实现步骤:

• 创建DatagramSocket对象并指定端口（接收端对象）
• 创建DatagramPacket对象接收数据（数据包对象）
• 使用DatagramSocket对象的receive方法传入DatagramPacket对象
• 释放资源

packagecom.chenyq.d2_udp1;importjava.net.DatagramPacket;importjava.net.DatagramSocket;/**
    服务端
 */publicclassServerDemo{publicstaticvoidmain(String[] args)throwsException{// 1. 创建接收端对象DatagramSocket socket =newDatagramSocket(8888);// 2. 创建一个数据包对象接受数据byte[] buffer =newbyte[1024*64];DatagramPacket packet =newDatagramPacket(buffer, buffer.length);// 3. 使用接收端的receive方法, 用数据包接受数据
        socket.receive(packet);// 4. 根据实际接受数据的字节个数获取结果int len = packet.getLength();String res =newString(buffer,0, len);// 将字节数据转为字符串System.out.println(res);// 5. 释放资源
        socket.close();}}

测试: 先启动接收端, 再启动发送端; 可以在接收端获取到结果

多发多收

需求

• 使用UDP通信方式开发接收端和发送端。

分析

• 发送端可以一直发送消息。
• 接收端可以不断的接收多个发送端的消息展示。
• 发送端输入了exit则结束发送端程序。

客户端实现步骤:

• 创建DatagramSocket对象（发送端对象）
• 使用while死循环不断的接收用户的数据输入，如果用户输入的exit则退出程序
• 如果用户输入的不是exit, 把数据封装成DatagramPacket
• 使用DatagramSocket对象的send方法将数据包对象进行发送
• 释放资源

/**
    发送端
 */publicclassClientDemo{publicstaticvoidmain(String[] args)throwsException{// 1. 创建发送端对象, 使用默认端口发送DatagramSocket socket =newDatagramSocket();// 2. 使用while死循环不断地接收用户输入数据, 如果输入exit则退出程序Scanner sc =newScanner(System.in);while(true){System.out.println("发送消息: ");String inp = sc.nextLine();// 3. 用户输入exit则下线if("exit".equals(inp)){System.out.println("下线成功");
                socket.close();// 释放资源break;}// 使用DatagramSocket对象的send方法将数据包对象进行发送byte[] buffer = inp.getBytes();// 创建数据包对象DatagramPacket packet =newDatagramPacket(buffer, buffer.length,InetAddress.getLocalHost(),8888);
            socket.send(packet);}}}

接接收端实现步骤:

• 创建DatagramSocket对象并指定端口（接收端对象）
• 创建DatagramPacket对象接收数据（数据包对象）
• 使用while死循环, 不断的使用DatagramSocket对象的receive方法接收数据

/**
    接收端
 */publicclassServerDemo{publicstaticvoidmain(String[] args)throwsException{// 1. 创建接收端对象DatagramSocket socket =newDatagramSocket(8888);// 2. 创建数据包对象byte[] buffer =newbyte[1024*64];DatagramPacket packet =newDatagramPacket(buffer, buffer.length);// 3. 不断地接受数据while(true){
            socket.receive(packet);int len = packet.getLength();String res =newString(buffer,0, len);System.out.println("收到了来自"+ packet.getAddress()+"的消息: "+ res);}}}

广播组播

UDP的三种通信方式:

单播：单台主机与单台主机之间的通信。

广播：当前主机与所在网络中的所有主机通信。

组播：当前主机与选定的一组主机的通信。

UDP如何实现广播:

使用广播地址：255.255.255.255

具体操作：

• 发送端发送的数据包的目的地写的是广播地址、且指定端口。 （例如: 255.255.255.255 , 端口: 9999）
• 本机所在同一个网段的其他主机的程序, 只要注册对应端口就可以收到消息了。（9999）

/**
    发送端
 */publicclassClientDemo{publicstaticvoidmain(String[] args)throwsException{DatagramSocket socket =newDatagramSocket();Scanner sc =newScanner(System.in);while(true){System.out.println("发送消息: ");String inp = sc.nextLine();if("exit".equals(inp)){System.out.println("下线成功");break;}byte[] buffer = inp.getBytes();// 发送的地址应该是广播地址DatagramPacket packet =newDatagramPacket(buffer, buffer.length,InetAddress.getByName("255.255.255.255"),9999);
            socket.send(packet);}}}

/**
 接收端
 */publicclassServerDemo{publicstaticvoidmain(String[] args)throwsException{// 注册相同的端口号即可收取广播发送的消息DatagramSocket socket =newDatagramSocket(9999);byte[] buffer =newbyte[1024*64];DatagramPacket packet =newDatagramPacket(buffer, buffer.length);while(true){
            socket.receive(packet);int len = packet.getLength();String res =newString(buffer,0, len);System.out.println("收到了来自"+ packet.getAddress()+"的消息: "+ res);}}}

UDP如何实现组播:

使用组播地址：224.0.0.0 ~ 239.255.255.255

具体操作：

• 发送端的数据包的目的地是组播IP (例如：224.0.1.1, 端口：9999)
• 接收端必须绑定该组播IP(224.0.1.1)，端口还要注册发送端的目的端口9999 ，这样即可接收该组播消息。
• DatagramSocket的子类MulticastSocket可以在接收端绑定组播IP。

/**
 发送端
 */publicclassClientDemo{publicstaticvoidmain(String[] args)throwsException{DatagramSocket socket =newDatagramSocket();Scanner sc =newScanner(System.in);while(true){System.out.println("发送消息: ");String inp = sc.nextLine();if("exit".equals(inp)){System.out.println("下线成功");break;}byte[] buffer = inp.getBytes();// 发送的地址使用组播地址DatagramPacket packet =newDatagramPacket(buffer, buffer.length,InetAddress.getByName("224.0.1.1"),8888);
            socket.send(packet);}}}

/**
 接收端
 */publicclassServerDemo{publicstaticvoidmain(String[] args)throwsException{// 使用DatagramSocket的子类MulticastSocket可以在接收端绑定组播IPMulticastSocket socket =newMulticastSocket(8888);// 把当前接收端加入到一个组播组中去: 绑定对应的组播消息的组播IP
        socket.joinGroup(InetAddress.getByName("224.0.1.1"));byte[] buffer =newbyte[1024*64];DatagramPacket packet =newDatagramPacket(buffer, buffer.length);while(true){
            socket.receive(packet);int len = packet.getLength();String res =newString(buffer,0, len);System.out.println("收到了来自"+ packet.getAddress()+"的消息: "+ res);}}}