通过Socket实现UDP编程
UDP通信：
1、UDP协议(用户数据报协议)是无连接、不可靠、无序的。
2、UDP协议以数据报作为数据传输的载体。
3、使用UDP进行数据传输时，首先需要将要传输的数据定义成数据报(Datagram),在数据报中指明所要达到的Socket(主机地址和端口号)，然后在将数据报发生出去。
4、相关操作类：
- DatagramPacket：表示数据报包
- DatagramSocket：进行端到端通信的类
一、DatagramPacket&DatagramSocket类的常用方法
<DatagramPacket类>
构造方法：
1 DatagramPacket(byte[] buf,int length)//接受长度为length的数据包 3 DatagramPacket(byte[] buf,int length,InetAddress address,int port)//将指定长度的字节发生到指定主机的指定端口
<DatagramSocket类>
构造方法：
1 DatagramSocket(); 2 DatagramSocket(int port,InetAddress laddr);
常用方法：
1 close();//关闭DatagramSocket 2 getInetAddress();//获取地址 3 getPort();//获取端口号 4 send(DatagramPacket p);//从此套接字发送数据包 5 recrive(DatagramPacket p);//从此套接字接收数据包
二、编程实现基于UDP的用户登录小程序
通过写一个用户登录的小程序，来直观了解基于UDP的Socket通信的工作过程，首先我们得知道在客户端和服务器通信时，两者的运作流程是如何的，先从服务器入手。
服务器端实现步骤：
1、创建DatagramSocket,指定端口号
2、创建DatagramPacket
3、接收客户端发送的数据信息
4、读取数据
那么用户登录的测试案例的服务器端类可以这样（待完善）：
1 public static void main(String[] args) throws IOException { 2 // TODO Auto-generated method stub 3 4 try { 5 //1.创建服务器端DatagramSocket，指定端口 6 DatagramSocket ds=new DatagramSocket(8080); 7 //2.创建数据报DatagramPacket,用于接收客户端发送的数据 8 byte[] data=new byte[1024];//创建字节数组，指定接受的数据报大小 9 DatagramPacket dp=new DatagramPacket(data, data.length); 10 //3.接收客户端发送的数据 11 ds.receive(dp);//此方法在接收到数据报之前会一直阻塞 12 //4.读取数据 13 //String info=Arrays.toString(data); 14 String info=new String(data, 0, dp.getLength()); 15 System.out.println("我是服务器，客户端说："+info); 16 } catch (SocketException e) { 17 // TODO Auto-generated catch block 18 e.printStackTrace(); 19 } 20 }
接着我们看一下客户端的运作过程，其实和服务器端差不多，但是其中的区别还是要清楚的。
客户端实现步骤：
1、定义发送信息
2、创建DatagramPacket：包含将要发送信息
3、创建DatagramSocket
4、发送数据
那么用户登录的测试案例的客户端类可以这样（待完善）：
1 public static void main(String[] args) throws IOException { 2 // TODO Auto-generated method stub 3 //1.定义服务器的地址、端口号、数据 4 InetAddress add=InetAddress.getByName("localhost"); 5 int port=8080; 6 byte[] data="用户名：admin；密码：123".getBytes(); 7 //2.创建数据报,包含了发送的相关信息 8 DatagramPacket ap=new DatagramPacket(data, data.length, add, port); 9 //3.创建DatagramSocket对象 10 DatagramSocket ds=new DatagramSocket(); 11 //4.向服务器端发送数据报 12 ds.send(ap); 13 14 }
这样服务端和客户端就能进行最简单的通信了，目前这个还不能实现交互，下面会讲两者的交互。
运行一下，看看服务器端是否能接收到客户端发送的信息了呢...
分别启动服务器和客户端，注意必须先启动服务器再启动客户端，否则客户端找不到资源报错：
完善用户登录之服务器响应客户端
在上述的例子中，服务器和客户端仅仅只是相互可以通信，但服务器对于接收到的客户端信息并没有向客户端响应，客户端没有接收到服务器端的任何信息，这明显是不完善不友好的，在这里将对刚刚的例子进行完善，完成服务器对客户端的响应。
修改后的服务器端：
1 public static void main(String[] args) throws IOException { 2 // TODO Auto-generated method stub 3 4 try { 5 /* 6 * 接收客户端发送的数据 7 */ 8 //1.创建服务器端DatagramSocket，指定端口 9 DatagramSocket ds=new DatagramSocket(8080); 10 //2.创建数据报DatagramPacket,用于接收客户端发送的数据 11 byte[] data=new byte[1024];//创建字节数组，指定接受的数据报大小 12 DatagramPacket dp=new DatagramPacket(data, data.length); 13 //3.接收客户端发送的数据 14 System.out.println("服务器端已启动，等待客户端发送数据..."); 15 ds.receive(dp);//此方法在接收到数据报之前会一直阻塞 16 //4.读取数据 17 //String info=Arrays.toString(data); 18 String info=new String(data, 0, dp.getLength()); 19 System.out.println("我是服务器，客户端说："+info); 20 /* 21 * 响应客户端 22 */ 23 //1.定义客户端的地址、端口号、数据 24 InetAddress add=dp.getAddress(); 25 int port=dp.getPort(); 26 byte[] data2="欢迎您！".getBytes(); 27 //2.创建数据报，包含响应的数据信息 28 DatagramPacket dp2=new DatagramPacket(data2, data2.length, add, port); 29 //3.响应客户端 30 ds.send(dp2); 31 //4.关闭资源 32 ds.close(); 33 34 35 } catch (SocketException e) { 36 // TODO Auto-generated catch block 37 e.printStackTrace(); 38 } 39 }
修改后的客户端：
1 public static void main(String[] args) throws IOException { 2 // TODO Auto-generated method stub 3 /* 4 * 向服务器发送数据 5 */ 6 //1.定义服务器的地址、端口号、数据 7 InetAddress add=InetAddress.getByName("localhost"); 8 int port=8080; 9 byte[] data="用户名：admin；密码：123".getBytes(); 10 //2.创建数据报,包含了发送的相关信息 11 DatagramPacket ap=new DatagramPacket(data, data.length, add, port); 12 //3.创建DatagramSocket对象 13 DatagramSocket ds=new DatagramSocket(); 14 //4.向服务器端发送数据报 15 ds.send(ap); 16 /* 17 * 接收服务器端的响应 18 */ 19 //1.创建数据报DatagramPacket,用于接收服务器发送的数据 20 byte[] data2=new byte[1024]; 21 DatagramPacket dp2= new DatagramPacket(data2, data2.length); 22 //2.接收响应 23 ds.receive(dp2); 24 //3.读取数据 25 String info=new String(data2, 0, dp2.getLength()); 26 System.out.println("我是客户端，服务器说："+info); 27 //4.关闭资源 28 ds.close(); 29 }
运行结果：
三、使用多线程实现多客户端的通信
应用多线程来实现服务器与多客户端之间的通信。<关于多线程更多的内容以后再总结>
多线程基本步骤：
1.服务器端创建DatagramSocket，循环调用receive()等待客户端发送数据报。
2.客户端创建一个DatagramSocket发送数据报到服务器端。
3.服务器端接收客户端的数据报，创建DatagramPacket与该客户建立专线接收数据报。
4.建立交互数据报在一个单独的线程上对话。
5.服务器端继续等待新的数据报。
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下面再将上述的例子修改成多线程的通信
新建一个服务器线程处理类UDPServerThread，该类继承Thread类：
1 /* 2 * 服务器线程处理类 3 */ 4 public class UDPServerThread extends Thread { 5 DatagramSocket ds=null; 6 DatagramPacket dp=null; 7 public UDPServerThread(DatagramSocket ds,DatagramPacket dp){ 8 this.ds=ds; 9 this.dp=dp; 10 } 11 12 13 public void run(){ 14 15 16 try { 17 /* 18 * 接收客户端发送的数据 19 */ 20 21 //4.读取数据 22 //String info=Arrays.toString(data); 23 byte[] data=dp.getData(); 24 String info=new String(data, 0, dp.getLength()); 25 System.out.println("我是服务器，客户端说："+info); 26 /* 27 * 响应客户端 28 */ 29 //1.定义客户端的地址、端口号、数据 30 InetAddress add=dp.getAddress(); 31 int port=dp.getPort(); 32 byte[] data2="欢迎您！".getBytes(); 33 //2.创建数据报，包含响应的数据信息 34 DatagramPacket dp2=new DatagramPacket(data2, data2.length, add, port); 35 //3.响应客户端 36 ds.send(dp2); 37 38 39 } catch (IOException e) { 40 // TODO Auto-generated catch block 41 e.printStackTrace(); 42 } 43 44 } 45 }
服务器端：
1 /* 2 * 服务器端 3 */ 4 public class UDPSever { 5 6 public static void main(String[] args) throws IOException { 7 // TODO Auto-generated method stub 8 9 try { 10 11 // 1.创建服务器端DatagramSocket，指定端口 12 DatagramSocket ds = new DatagramSocket(8080); 13 System.out.println("服务器即将启动，等待客户端的连接..."); 14 byte[] data = new byte[1024]; 15 // 记录客户端的数量 16 int count = 0; 17 // 循环侦听等待客户端的连接 18 while (true) { 19 DatagramPacket dp = new DatagramPacket(data, data.length); 20 ds.receive(dp); 21 // 创建一个新的线程 22 UDPServerThread udp = new UDPServerThread(ds, dp); 23 // 启动线程，执行与客户端的交互 24 udp.start(); 25 count++; 26 System.out.println("此时客户端数量为：" + count); 27 InetAddress add = dp.getAddress(); 28 System.out.println("当前客户端的ip地址为" + add.getHostAddress()); 29 } 30 31 } catch (SocketException e) { 32 // TODO Auto-generated catch block 33 e.printStackTrace(); 34 } 35 } 36 37 }
多个客户端的运行结果：
这样一个简单的多线程UDP通信就完成了。
四、UDP和TCP
<解 惑>TCP和UDP编程都用在什么地方？
<回 答>网络通信，例如QQ客户端和服务器间的通信。
TCP是面向连接的、可靠的，如果对通信数据的可靠性要求比较高，确保数据对方可以收到，可以使用TCP。
UDP是无连接的，在通信前不会预先建立连接，无法保证可靠性，一般用于对数据可靠性要求不是那么高的场合。
<解 惑>UDP和TCP相比较有什么优缺点？
<回 答>UDP相较于TCP，不需要进行复杂的设定输入输出流，只需要设定数据报，即DatagramPacket。而TCP的发送以及接收消息，是通过socket.getInputStream()或者getOutputStream()方法，而UDP是直接设置了，DatagramSocket，通过其send()或者receive()方法来接收或发送消息。TCP的关键组成有server端的ServerSocket.accept()方法，这个方法是直到接收到了客户端的连接才会返回一个Socket，用于接下来的输入和输出。
所以说，TCP的数据传输是需要提前连接、三方握手，数据传输非常安全；
而UDP是不需要提前连接的，无需等待对方回答，所以不保证数据不丢失。
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