Java中的UDP协议编程

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

import  java.io.IOException;
import  java.net.DatagramPacket;
import  java.net.DatagramSocket;
import  java.net.InetAddress;
import  java.net.InetSocketAddress;
import  java.net.SocketException;

/** */ /**
 * Copyright 2007 GuangZhou Cotel Co. Ltd.
 * All right reserved.    
 * UTP服务类.     
 *  @author  <a href="mailto:xiexingxing1121@126.com">AmigoXie</a>
 *  @version  1.0 
 * Creation date: 2007-8-16 - 下午10:32:31
  */
public   class  UdpServerSocket  {
     private   byte [] buffer  =   new   byte [ 1024 ];
    
     private  DatagramSocket ds  =   null ;

     private  DatagramPacket packet  =   null ;

     private  InetSocketAddress socketAddress  =   null ;

     private  String orgIp;

     /** */ /**
     * 构造函数，绑定主机和端口.
     *  @param  host 主机
     *  @param  port 端口
     *  @throws  Exception
      */
     public  UdpServerSocket(String host,  int  port)  throws  Exception  {
        socketAddress  =   new  InetSocketAddress(host, port);
        ds  =   new  DatagramSocket(socketAddress);
        System.out.println( " 服务端启动! " );
    }
    
     public   final  String getOrgIp()  {
         return  orgIp;
    }

     /** */ /**
     * 设置超时时间，该方法必须在bind方法之后使用.
     *  @param  timeout 超时时间
     *  @throws  Exception
      */
     public   final   void  setSoTimeout( int  timeout)  throws  Exception  {
        ds.setSoTimeout(timeout);
    }

     /** */ /**
     * 获得超时时间.
     *  @return  返回超时时间.
     *  @throws  Exception
     *  @author  <a href="mailto:xiexingxing1121@126.com">AmigoXie</a>
     * Creation date: 2007-8-16 - 下午10:34:36
      */
     public   final   int  getSoTimeout()  throws  Exception  {
         return  ds.getSoTimeout();
    }

     /** */ /**
     * 绑定监听地址和端口.
     *  @param  host 主机IP
     *  @param  port 端口
     *  @throws  SocketException
     *  @author  <a href="mailto:xiexingxing1121@126.com">AmigoXie</a>
     * Creation date: 2007-8-16 - 下午10:36:17
      */
     public   final   void  bind(String host,  int  port)  throws  SocketException  {
        socketAddress  =   new  InetSocketAddress(host, port);
        ds  =   new  DatagramSocket(socketAddress);
    }


     /** */ /**
     * 接收数据包，该方法会造成线程阻塞.
     *  @return  返回接收的数据串信息
     *  @throws  IOException
     *  @author  <a href="mailto:xiexingxing1121@126.com">AmigoXie</a>
     * Creation date: 2007-8-16 - 下午10:38:24
      */
     public   final  String receive()  throws  IOException  {
        packet  =   new  DatagramPacket(buffer, buffer.length);
        ds.receive(packet);
        orgIp  =  packet.getAddress().getHostAddress();
        String info  =   new  String(packet.getData(),  0 , packet.getLength());
        System.out.println( " 接收信息： "   +  info);
         return  info;
    }

     /** */ /**
     * 将响应包发送给请求端.
     *  @param  bytes 回应报文
     *  @throws  IOException
     *  @author  <a href="mailto:xiexingxing1121@126.com">AmigoXie</a>
     * Creation date: 2007-8-16 - 下午11:05:31
      */
     public   final   void  response(String info)  throws  IOException  {
        System.out.println( " 客户端地址 :  "   +  packet.getAddress().getHostAddress()
                 +   " ,端口： "   +  packet.getPort());
        DatagramPacket dp  =   new  DatagramPacket(buffer, buffer.length, packet
                .getAddress(), packet.getPort());
        dp.setData(info.getBytes());
        ds.send(dp);
    }

     /** */ /**
     * 设置报文的缓冲长度.
     *  @param  bufsize 缓冲长度
     *  @author  <a href="mailto:xiexingxing1121@126.com">AmigoXie</a>
     * Creation date: 2007-8-16 - 下午10:47:49
      */
     public   final   void  setLength( int  bufsize)  {
        packet.setLength(bufsize);
    }

     /** */ /**
     * 获得发送回应的IP地址.
     *  @return  返回回应的IP地址
     *  @author  <a href="mailto:xiexingxing1121@126.com">AmigoXie</a>
     * Creation date: 2007-8-16 - 下午10:48:27
      */
     public   final  InetAddress getResponseAddress()  {
         return  packet.getAddress();
    }

     /** */ /**
     * 获得回应的主机的端口.
     *  @return  返回回应的主机的端口.
     *  @author  <a href="mailto:xiexingxing1121@126.com">AmigoXie</a>
     * Creation date: 2007-8-16 - 下午10:48:56
      */
     public   final   int  getResponsePort()  {
         return  packet.getPort();
    }

     /** */ /**
     * 关闭udp监听口.
     *  @author  <a href="mailto:xiexingxing1121@126.com">AmigoXie</a>
     * Creation date: 2007-8-16 - 下午10:49:23
      */
     public   final   void  close()  {
         try   {
            ds.close();
        }   catch  (Exception ex)  {
            ex.printStackTrace();
        }
    }

     /** */ /**
     * 测试方法.
     *  @param  args
     *  @throws  Exception
     *  @author  <a href="mailto:xiexingxing1121@126.com">AmigoXie</a>
     * Creation date: 2007-8-16 - 下午10:49:50
      */
     public   static   void  main(String[] args)  throws  Exception  {
        String serverHost  =   " 127.0.0.1 " ;
         int  serverPort  =   3344 ;
        UdpServerSocket udpServerSocket  =   new  UdpServerSocket(serverHost, serverPort);
         while  ( true )  {
            udpServerSocket.receive();
            udpServerSocket.response( " 你好,sterning! " );
            
        }
    }
}

   2. UDP客户端程序

import  java.io. * ;
import  java.net. * ;

/** */ /**
 * Copyright 2007 GuangZhou Cotel Co. Ltd.
 * All right reserved.    
 * 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.
 *  @author  <a href="mailto:xiexingxing1121@126.com">AmigoXie</a>
 *  @version  1.0 
 * Creation date: 2007-8-16 - 下午10:54:23
  */
public   class  UdpClientSocket  {
     private   byte [] buffer  =   new   byte [ 1024 ];

     private  DatagramSocket ds  =   null ;

     /** */ /**
     * 构造函数，创建UDP客户端
     *  @throws  Exception
      */
     public  UdpClientSocket()  throws  Exception  {
        ds  =   new  DatagramSocket();
    }
    
     /** */ /**
     * 设置超时时间，该方法必须在bind方法之后使用.
     *  @param  timeout 超时时间
     *  @throws  Exception
     *  @author  <a href="mailto:xiexingxing1121@126.com">AmigoXie</a>
     * Creation date: 2007-8-16 - 下午10:55:12
      */
     public   final   void  setSoTimeout( final   int  timeout)  throws  Exception  {
        ds.setSoTimeout(timeout);