UDP是国际标准化组织为互联网设定的标准中的传输层中的一个协议。TCP/IP协议簇是一个很庞大的家族,但是今天我们就来看一看这个面向无连接的传输层在Java中是怎样通过编程实现的。
原理性知识
在Java中编写基于UDP协议的应用是最简单不过的了,我们只需要按照这几个特定的步骤就可以完成了。因为在Java中,已经将底层的协议信息全部封装了起来,对我们这些在应用层上的开发人员来说是透明的。通过API中给出的接口,我们可以轻松的开发出一款简单的小应用。
实现的流程
从逻辑上来说,如下图:
表现在代码上,可以这样做(因为是找的图,端口貌似不正确,请见谅):
编码实现一下:
我们先从客户端开始吧。
package tcp.udp;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetAddress;
public class Client {
public static void main(String[] args) {
try {
//创建一个“发射器”,相当于快递员,将我们的“DatagramPacket”发和收
DatagramSocket socket = new DatagramSocket();
//一个字节数组,作为传输过程中的容器,将数据一个字节一个字节的发和收
byte[] buf = "Hello Server ! I am Client!".getBytes();
//我们的包裹,包含目的地和端口还有我们的数据
DatagramPacket sendPacket = new DatagramPacket(buf, buf.length, InetAddress.getByName("127.0.0.1"), 10000);
//让快递员发出我们的包裹,剩下的事情,就交给底层来实现了
socket.send(sendPacket);
//创建一个我们将要接收的包裹
DatagramPacket receivePacket = new DatagramPacket(buf, buf.length);
//从快递员那里收到一个包裹。这个方法会阻塞哦。(也就是说,在特定的时间内没有收到包裹,我们会一直等下去。过期的话,才会离开,即不阻塞)
socket.receive(receivePacket);
//将接收到的字节转换成字符串,方便打印到控制台上
String recvStr = new String(receivePacket.getData(), 0, receivePacket.getLength());
//打印出接收到的数据信息
System.out.println("服务器端传来的消息是: " + recvStr);
//关闭套接字,快递员下班咯
socket.close();
} catch (Exception e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
}
下面轮到我们的服务器端了。
package tcp.udp;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
public class Server {
public static void main(String[] args) throws Exception {
//快递员上班了,他在10000端口等着为我们服务
DatagramSocket socket = new DatagramSocket(10000);
//创建一个带缓冲的字节数组
byte[] buf = new byte[1024];
//创建一个具有一定容量的包裹
DatagramPacket recvPacket = new DatagramPacket(buf, buf.length);
//从快递公司(也就是我们的网络的底层)接收到我们的包裹
socket.receive(recvPacket);
//将接收到的数据转换成字符串,方便打印
String recvStr = new String(recvPacket.getData(),0,recvPacket.getLength());
//打印出接收到的数据
System.out.println("收到的来自客户端的消息是: " + recvStr);
//这里是我们想要发送的包裹的里面的内容。要一个字节一个字节的叠好(就像包裹内一个个的衣服一样)
buf = "Hello Client,I am your server!".getBytes();
//包裹一下,准备投递咯,我们可以从刚才的寄件人哪里找到发送的目的地和目的端口,也即是我们要回复的人的姓名和住址呗
DatagramPacket sendPacket = new DatagramPacket(buf,buf.length,recvPacket.getAddress(),recvPacket.getPort());
//让快递员帮我们投递包裹,发出包
socket.send(sendPacket);
//快递员下班了,套接字要进行关闭
socket.close();
}
}
注意事项
对于服务器端和客户端:
这里面没有什么特别的需要注意的。就是一些顺序问题。当然了,这里如果我们可以将这个案例附着到实际的生活中,很容易的就可以理解了。想象一下这样的场景,邮局不开门,你能投递包裹吗?不能吧,所以要想投递包裹,前提就是邮局开门,也就是服务器端要先运行。对于服务器端内部:
还是这个想法,现在邮局想给我们转发信件,要是我们不知道目的地,我们该往哪里发?所以邮局必须要知道你要发送的目的地等详细信息。而这些在代码中,不正是要先收一下packet,才能找到这些信息的吗?所以,服务器端要先收包,然后才能发包。对于客户端内部:
类比于服务器端内部,当然是对称着进行咯。我们发了他才能收嘛。所以对于客户端而言,正好和服务器端是镜像对称的,要先发后收packet。
总结与展望
对于这个案例,想必通过我这样一种通俗的解释你已经是理解了吧。但是对于UDP的开发而言,有很多的变种,在实际的开发过程中,有很多很多的不一样的实现方式。但是这里的理念永远不会过时滴,就放心的用吧。
对于UDP,我的下一个小案例,就是让服务器端和客户端互动起来,实现一个类似于“剪刀石头布”的小游戏。敬请期待哦。