接地气讲解UDP协议和网络程序设计(深度好文)

1、

UDP接地气解释

Q:

啥是UDP?

A:

UDP协议是用户数据报协议,基于UDP的通信与基于TCP的通信不同,TCP讲究可靠传送,是一对一,而UDP是不提供可靠的保证,但是传输信息更快。可以把UDP形象地比喻成学校广播,在广播台吼一声,学校范围内的人就能听得到,而在学校范围外的人就听不到,这里说的范围呢,在计算机中就是IP和端口,你进了这个范围就能收到广播的信息。

大概了解了原理,看一下会用到的类和方法吧!InetAddress类是IP地址封装类,下图是它的一些方法,有一定基础的同学看这个应该一点都不吃力,传进去的参数有ip地址、域名地址(网址)、计算机名,然后会返回一个对象,这个对象就包含了计算机名和ip地址。

这里还需要用到一个数据包(DatagramPacket)和数据包套接字(DatagramSocket),他们之间的关系可以用一个快递的例子来描述一下。数据包就是一个你将要寄出去的快递包裹,包裹里面有东西(数据),有多少东西就是包裹的大小(这里相当包长度),包裹上写着寄去那个目的地的地址,端口就相当是你去那个快递公司寄这个包裹。

包裹包好了,需要一个快递小哥来取件啊,这里的DatagramSocket充当一个快递员的角色,这里端口就决定了快递小哥的单位了,你在哪家快递公司下的单肯定是由这家公司的人来收件,这就对应了上面的包裹的端口。send和receive方法就是发送和接收数据包的方法了。

这里使用得更多的是DatagramSocket的一个子类MulticastSocket(多点广播),它继承了DatagramSocket,所以它能使用DatagramSocket类的所有方法,并且它自己本身多了两个方法,加入广播组和离开广播组,这里出现了一个广播组的概念,广播组其实就是发广播的地方,你可以比喻为发快递的地方,他是数据包获取与发送的来源,你的包裹都是从这里拿和发送的。

1、

实战

有了上面的基础,那就来一个小例子实战一下:

public class Weather extends Thread { // 创建类。该类为多线程执行程序
  String weather = "节目预报:八点有大型晚会,请收听";
  int port = 9898; // 定义端口
  InetAddress iaddress = null; // 创建InetAddress对象
  MulticastSocket socket = null; // 声明多点广播套接字
  
  Weather() { // 构造方法
    try {
      // 实例化InetAddress,指定发广播的地址
      iaddress = InetAddress.getByName("224.255.101.0");
      socket = new MulticastSocket(port); // 实例化多点广播套接字
      socket.setTimeToLive(1); // 指定发送范围是本地网络
      socket.joinGroup(iaddress); // 加入广播组
    } catch (Exception e) {
      e.printStackTrace(); // 输出异常信息
    }
  }
  
  public void run() { // run()方法
    while (true) {
      DatagramPacket packet = null; // 声明DatagramPacket对象
      byte data[] = weather.getBytes(); // 声明字节数组
      // 将数据打包
      packet = new DatagramPacket(data, data.length, iaddress, port);
      System.out.println(new String(data)); // 将广播信息输出
      try {
        socket.send(packet); // 发送数据
        sleep(3000); // 线程休眠
      } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace(); // 输出异常信息
      }
    }
  }  
  public static void main(String[] args) { // 主方法
    Weather w = new Weather(); // 创建本类对象
    w.start(); // 启动线程
  }
  }

讲解:首先指定广播的地址(快递公司地址),然后实例化多点广播套接字(快递员),然后加入广播组(快递员在快递公司上班),当多点广播套接字调用send()方法时,快递员就把你的包裹发出去。好了再来看一下接收广播的代码:

public class Receive_1 extends Thread {
  int port = 9898;
  InetAddress group = null; // 创建InetAddress对象
  MulticastSocket socket = null; // 声明多点广播套接字

  public Receive_1() {
    try {
      group=InetAddress.getByName("224.255.101.0");
      socket=new MulticastSocket(port);
      socket.joinGroup(group);
    } catch (UnknownHostException e) {
      e.printStackTrace();
    } catch (IOException e) {
      e.printStackTrace();
    }
  }

  public void run() {
    while(true) {    
    byte data[]=new byte[1024];
    DatagramPacket packet=null;
    packet=new DatagramPacket(data, data.length,group,port);//接收数据包
    try {
      socket.receive(packet);
      String message=new String(packet.getData(),0,packet.getLength());
      System.out.println("广播发来的消息:"+message);
    } catch (IOException e) {
      e.printStackTrace();
    }
    }
  }
  public static void main(String[] args) {
    Receive_1 receive=new Receive_1();
    receive.start();
  }
  }

接收广播的也很简单,加入广播组就可接到广播发来的数据包,然后把数据包中的数据拿出来就行了,注意:这里的receive()方法接收数据时,如果还没有可以接收的数据,它会阻塞,一直等到网络上有数据传来。

总结:

发送数据包的步骤:

  1. 使用DatagramSocket()创建一个数据包套接字。
  2. 使用DatagramPacket(byte[] buf,int length,InetAddress,int port)创建要发送的数据包。
  3. 使用DatagramSocket类的send()方法发送数据包。

接收数据包的步骤:

  1. 使用DatagramSocket(int port)创建数据包套接字,绑定到指定端口。
  2. 使用DatagramPacket(byte[] buf,int length)创建字节数组来接收数据包。
  3. 使用DatagramSocket类的receive()方法接收数据包。

感谢

之前一直听说UDP协议,今天总算解开它的面纱了!

本文分享自微信公众号 - Creator星球游戏开发社区(creator-star)

原文出处及转载信息见文内详细说明,如有侵权,请联系 yunjia_community@tencent.com 删除。

原始发表时间:2019-11-08

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