Java中的UDP通信

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发布于 2023-10-16 11:01:14

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发布于 2023-10-16 11:01:14

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1 UDP通信机制

Internet 协议集支持一个无连接的传输协议，该协议称为用户数据报协议（UDP，User Datagram Protocol）。与TCP协议不同，UDP 为应用程序提供了一种无需建立连接就可以发送封装的 IP 数据包的方法。在发送数据前，需要进行封包操作（使用 DatagramPacket 类），才能发送和接收数据（使用 DatagramSocket 类）。

使用UDP传输数据时，可能存在的问题有：

丢失包；

乱序；

错误包；

数据包的重复发送。

通常需要使用UDP的场景主要是对数据流要求不高时，如视频流、音频流等。

2 UDP 通信编程的一般步骤

创建客户端的 DatagramSocket 并定义客户端用来接收报文的端口；
创建服务器端的 DatagramSocket 并定义服务端用来接收报文的端口；
在服务器端创建 DatagramPacket 对象，封装待发送的数据包；
客户端发送报文；
服务器端接收报文。

3 服务端

服务端接收数据使用 DatagramSocket对象，创建对象时，需要指定一个用于接收请求的端口。

import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;

public class UdpServer {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            //创建服务端接收数据的 DatagramSocket 对象
            DatagramSocket datagramSocket = new DatagramSocket(5555);
            //创建数据缓冲区
            byte[] buff = new byte[1024];
            //创建数据报的包对象
            DatagramPacket packet = new DatagramPacket(buff, buff.length);
            //等待接收客户端发送的数据
            datagramSocket.receive(packet);
            //获取数据
            String input = new String(packet.getData(), 0, packet.getLength());

            System.out.println("接收到客户端的请求： " + input);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

在接收客户端发来的请求时，使用了字节缓冲区，可以一次性接收 1024 个字节的数据，可以减少网络IO的操作。

在服务端和客户端之间的数据流使用 DatagramPacket 封装，因此在接收数据时，应使用该对象进行接收。

datagramSocket.receive(packet);方法是一个阻塞式方法，当没有接收到数据时，程序将在这里等待，接收到数据后，才会继续执行下边的代码。

在接收到字节数据后，如果不想直接使用二进制数据，需要对数据进行转换。

在获取接收到的数据时，使用的是 new String(packet.getData(), 0, packet.getLength()) ，并没有读取缓冲区的所有内容，因为当从网卡中读取的实际数据，若长度小于缓冲区长度时，其数据对于服务端来说是没有意义的。我们仅需要拿走实际接收到的数据报即可。

4 客户端

创建客户端时，也需要创建一个 DatagramSocket 对象，同时指定发送数据的端口，如果和服务端在同一台机器上时，该端口应与服务端不同。

在客户端发送数据时，需要将数据封装到 DatagramPacket 对象中，同时需要指定接收数据的服务端IP及端口。

import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetSocketAddress;
import java.util.Scanner;

public class UdpClient {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            //创建数据发送对象，并指定要发送数据的端口
            DatagramSocket socket = new DatagramSocket(5556);
            //将要发送的数据转换为字节数组
            Scanner scanner = new Scanner(System.in);
            String output = scanner.next();
            byte[] bytes = output.getBytes();
            //创建数据报的包对象
            DatagramPacket packet = new DatagramPacket(bytes, bytes.length, new InetSocketAddress("127.0.0.1", 5555));
            //发送消息
            socket.send(packet);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}