UDP通信程序的详细解析

本文涉及的产品
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简介: 2.UDP通信程序2.1 UDP发送数据Java中的UDP通信UDP协议是一种不可靠的网络协议,它在通信的两端各建立一个Socket对象,但是这两个Socket只是发送,接收数据的对象,因此对于基于UDP协议的通信双方而言,没有所谓的客户端和服务器的概念

2.UDP通信程序

2.1 UDP发送数据

  • Java中的UDP通信
  • UDP协议是一种不可靠的网络协议,它在通信的两端各建立一个Socket对象,但是这两个Socket只是发送,接收数据的对象,因此对于基于UDP协议的通信双方而言,没有所谓的客户端和服务器的概念
  • Java提供了DatagramSocket类作为基于UDP协议的Socket
  • 构造方法
方法名 说明
DatagramSocket() 创建数据报套接字并将其绑定到本机地址上的任何可用端口
DatagramPacket(byte[] buf,int len,InetAddress add,int port) 创建数据包,发送长度为len的数据包到指定主机的指定端口


相关方法

方法名 说明
void send(DatagramPacket p) 发送数据报包
void close() 关闭数据报套接字
void receive(DatagramPacket p) 从此套接字接受数据报包

发送数据的步骤

  • 创建发送端的Socket对象(DatagramSocket)
  • 创建数据,并把数据打包
  • 调用DatagramSocket对象的方法发送数据
  • 关闭发送端
  • 代码演示
public class SendDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //创建发送端的Socket对象(DatagramSocket)
        // DatagramSocket() 构造数据报套接字并将其绑定到本地主机上的任何可用端口
        DatagramSocket ds = new DatagramSocket();
        //创建数据,并把数据打包
        //DatagramPacket(byte[] buf, int length, InetAddress address, int port)
        //构造一个数据包,发送长度为 length的数据包到指定主机上的指定端口号。
        byte[] bys = "hello,udp,我来了".getBytes();
        DatagramPacket dp = new DatagramPacket(bys,bys.length,InetAddress.getByName("127.0.0.1"),10086);
        //调用DatagramSocket对象的方法发送数据
        //void send(DatagramPacket p) 从此套接字发送数据报包
        ds.send(dp);
        //关闭发送端
        //void close() 关闭此数据报套接字
        ds.close();
    }
}

2.2UDP接收数据

  • 接收数据的步骤
  • 创建接收端的Socket对象(DatagramSocket)
  • 创建一个数据包,用于接收数据
  • 调用DatagramSocket对象的方法接收数据
  • 解析数据包,并把数据在控制台显示
  • 关闭接收端
  • 构造方法
方法名 说明
DatagramPacket(byte[] buf, int len) 创建一个DatagramPacket用于接收长度为len的数据包

相关方法

方法名 说明
byte[] getData() 返回数据缓冲区
int getLength() 返回要发送的数据的长度或接收的数据的长度

示例代码

public class ReceiveDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //创建接收端的Socket对象(DatagramSocket)
        DatagramSocket ds = new DatagramSocket(12345);
        //创建一个数据包,用于接收数据
        byte[] bys = new byte[1024];
        DatagramPacket dp = new DatagramPacket(bys, bys.length);
        //调用DatagramSocket对象的方法接收数据
        ds.receive(dp);
        //解析数据包,并把数据在控制台显示
        System.out.println("数据是:" + new String(dp.getData(), 0,                                             dp.getLength()));
        }
    }
}

2.3UDP通信程序练习

  • 案例需求
    UDP发送数据:数据来自于键盘录入,直到输入的数据是886,发送数据结束
    UDP接收数据:因为接收端不知道发送端什么时候停止发送,故采用死循环接收


代码实现

/*
    UDP发送数据:
        数据来自于键盘录入,直到输入的数据是886,发送数据结束
 */
public class SendDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //创建发送端的Socket对象(DatagramSocket)
        DatagramSocket ds = new DatagramSocket();
        //键盘录入数据
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        while (true) {
            String s = sc.nextLine();
            //输入的数据是886,发送数据结束
            if ("886".equals(s)) {
                break;
            }
            //创建数据,并把数据打包
            byte[] bys = s.getBytes();
            DatagramPacket dp = new DatagramPacket(bys, bys.length, InetAddress.getByName("192.168.1.66"), 12345);
            //调用DatagramSocket对象的方法发送数据
            ds.send(dp);
        }
        //关闭发送端
        ds.close();
    }
}
/*
    UDP接收数据:
        因为接收端不知道发送端什么时候停止发送,故采用死循环接收
 */
public class ReceiveDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //创建接收端的Socket对象(DatagramSocket)
        DatagramSocket ds = new DatagramSocket(12345);
        while (true) {
            //创建一个数据包,用于接收数据
            byte[] bys = new byte[1024];
            DatagramPacket dp = new DatagramPacket(bys, bys.length);
            //调用DatagramSocket对象的方法接收数据
            ds.receive(dp);
            //解析数据包,并把数据在控制台显示
            System.out.println("数据是:" + new String(dp.getData(), 0, dp.getLength()));
        }
        //关闭接收端
//        ds.close();
    }
}

2.4UDP三种通讯方式

  • 单播
    单播用于两个主机之间的端对端通信
  • 组播
    组播用于对一组特定的主机进行通信
  • 广播
    广播用于一个主机对整个局域网上所有主机上的数据通信

2.5UDP组播实现

  • 实现步骤
  • 发送端
  1. 创建发送端的Socket对象(DatagramSocket)
  2. 创建数据,并把数据打包(DatagramPacket)
  3. 调用DatagramSocket对象的方法发送数据(在单播中,这里是发给指定IP的电脑但是在组播当中,这里是发给组播地址)
  4. 释放资源

接收端

  1. 创建接收端Socket对象(MulticastSocket)
  2. 创建一个箱子,用于接收数据
  3. 把当前计算机绑定一个组播地址
  1. 将数据接收到箱子中
  2. 解析数据包,并打印数据
  3. 释放资源
  • 代码实现
// 发送端
public class ClinetDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 1. 创建发送端的Socket对象(DatagramSocket)
        DatagramSocket ds = new DatagramSocket();
        String s = "hello 组播";
        byte[] bytes = s.getBytes();
        InetAddress address = InetAddress.getByName("224.0.1.0");
        int port = 10000;
        // 2. 创建数据,并把数据打包(DatagramPacket)
        DatagramPacket dp = new DatagramPacket(bytes,bytes.length,address,port);
        // 3. 调用DatagramSocket对象的方法发送数据(在单播中,这里是发给指定IP的电脑但是在组播当中,这里是发给组播地址)
        ds.send(dp);
        // 4. 释放资源
        ds.close();
    }
}
// 接收端
public class ServerDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 1. 创建接收端Socket对象(MulticastSocket)
        MulticastSocket ms = new MulticastSocket(10000);
        // 2. 创建一个箱子,用于接收数据
        DatagramPacket dp = new DatagramPacket(new byte[1024],1024);
        // 3. 把当前计算机绑定一个组播地址,表示添加到这一组中.
        ms.joinGroup(InetAddress.getByName("224.0.1.0"));
        // 4. 将数据接收到箱子中
        ms.receive(dp);
        // 5. 解析数据包,并打印数据
        byte[] data = dp.getData();
        int length = dp.getLength();
        System.out.println(new String(data,0,length));
        // 6. 释放资源
        ms.close();
    }
}

2.6UDP广播实现

  • 实现步骤
  • 发送端
  1. 创建发送端Socket对象(DatagramSocket)
  2. 创建存储数据的箱子,将广播地址封装进去
  1. 发送数据
  2. 释放资源
  • 接收端
  1. 创建接收端的Socket对象(DatagramSocket)
  1. 创建一个数据包,用于接收数据
  2. 调用DatagramSocket对象的方法接收数据
  3. 解析数据包,并把数据在控制台显示
  1. 关闭接收端
  • 代码实现
// 发送端
public class ClientDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 1. 创建发送端Socket对象(DatagramSocket)
        DatagramSocket ds = new DatagramSocket();
        // 2. 创建存储数据的箱子,将广播地址封装进去
        String s = "广播 hello";
        byte[] bytes = s.getBytes();
        InetAddress address = InetAddress.getByName("255.255.255.255");
        int port = 10000;
        DatagramPacket dp = new DatagramPacket(bytes,bytes.length,address,port);
        // 3. 发送数据
        ds.send(dp);
        // 4. 释放资源
        ds.close();
    }
}
// 接收端
public class ServerDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 1. 创建接收端的Socket对象(DatagramSocket)
        DatagramSocket ds = new DatagramSocket(10000);
        // 2. 创建一个数据包,用于接收数据
        DatagramPacket dp = new DatagramPacket(new byte[1024],1024);
        // 3. 调用DatagramSocket对象的方法接收数据
        ds.receive(dp);
        // 4. 解析数据包,并把数据在控制台显示
        byte[] data = dp.getData();
        int length = dp.getLength();
        System.out.println(new String(data,0,length));
        // 5. 关闭接收端
        ds.close();
    }
}

##3. TCP通信程序

3.1TCP发送数据

  • Java中的TCP通信
  • Java对基于TCP协议的的网络提供了良好的封装,使用Socket对象来代表两端的通信端口,并通过Socket产生IO流来进行网络通信

Java为客户端提供了Socket类,为服务器端提供了ServerSocket类


构造方法

方法名 说明
Socket(InetAddress address,int port) 创建流套接字并将其连接到指定IP指定端口号
Socket(String host, int port) 创建流套接字并将其连接到指定主机上的指定端口号

示例代码

public class Client {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //TCP协议,发送数据
        //1.创建Socket对象
        //细节:在创建对象的同时会连接服务端
        //      如果连接不上,代码会报错
        Socket socket = new Socket("127.0.0.1",10000);
        //2.可以从连接通道中获取输出流
        OutputStream os = socket.getOutputStream();
        //写出数据
        os.write("aaa".getBytes());
        //3.释放资源
        os.close();
        socket.close();
    }
}

3.2TCP接收数据

  • 构造方法
方法名 说明
ServletSocket(int port) 创建绑定到指定端口的服务器套接字
  • 相关方法
方法名 说明
Socket accept() 监听要连接到此的套接字并接受它

注意事项

  1. accept方法是阻塞的,作用就是等待客户端连接
  2. 客户端创建对象并连接服务器,此时是通过三次握手协议,保证跟服务器之间的连接
  3. 针对客户端来讲,是往外写的,所以是输出流 针对服务器来讲,是往里读的,所以是输入流
  4. read方法也是阻塞的
  1. 客户端在关流的时候,还多了一个往服务器写结束标记的动作
  2. 最后一步断开连接,通过四次挥手协议保证连接终止
  • 三次握手和四次挥手
  • 三次握手

2fe46c4c531e4a02a6cc9a77bed596ed.png

  • 四次挥手

c2fcfea02fac4c0f8a18189bb39e7c3a.png

示例代码

public class Server {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //TCP协议,接收数据
        //1.创建对象ServerSocker
        ServerSocket ss = new ServerSocket(10000);
        //2.监听客户端的链接
        Socket socket = ss.accept();
        //3.从连接通道中获取输入流读取数据
        InputStream is = socket.getInputStream();
        int b;
        while ((b = is.read()) != -1){
            System.out.println((char) b);
        }
        //4.释放资源
        socket.close();
        ss.close();
    }
}

3.3TCP程序练习(传输中文)

发送端:

public class Client {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //TCP协议,发送数据
        //1.创建Socket对象
        //细节:在创建对象的同时会连接服务端
        //      如果连接不上,代码会报错
        Socket socket = new Socket("127.0.0.1",10000);
        //2.可以从连接通道中获取输出流
        OutputStream os = socket.getOutputStream();
        //写出数据
        os.write("你好你好".getBytes());//12字节
        //3.释放资源
        os.close();
        socket.close();
    }
}

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