udp協(xié)議源碼詳解
在進(jìn)行UDP協(xié)議的使用中，我們通常會(huì)借助其他語(yǔ)言工具來(lái)完成工作。那么今天我們主要介紹一下Java下的UDP協(xié)議的使用。首先我們來(lái)了解一下UDP協(xié)議的基本概念。UDP協(xié)議的全稱是用戶數(shù)據(jù)報(bào)，在網(wǎng)絡(luò)中它與TCP協(xié)議一樣用于處理數(shù)據(jù)包?在OSI模型中，在第四層？？傳輸層，處于IP協(xié)議的上一層?UDP有不提供數(shù)據(jù)報(bào)分組?組裝和不能對(duì)數(shù)據(jù)包的排序的缺點(diǎn)，也就是說(shuō)，當(dāng)報(bào)文發(fā)送之后，是無(wú)法得知其是否安全完整到達(dá)的?
為什么要使用UDP在選擇使用協(xié)議的時(shí)候，選擇UDP必須要謹(jǐn)慎?在網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量令人不十分滿意的環(huán)境下，UDP協(xié)議數(shù)據(jù)包丟失會(huì)比較嚴(yán)重?但是由于UDP的特性：它不屬于連接型協(xié)議，因而具有資源消耗小，處理速度快的優(yōu)點(diǎn)，所以通常音頻?視頻和普通數(shù)據(jù)在傳送時(shí)使用UDP較多，因?yàn)樗鼈兗词古紶杹G失一兩個(gè)數(shù)據(jù)包，也不會(huì)對(duì)接收結(jié)果產(chǎn)生太大影響?比如我們聊天用的ICQ和OICQ就是使用的UDP協(xié)議?
一、使用DatagramSocket發(fā)送、接收數(shù)據(jù)原理Java使用DatagramSocket代表UDP協(xié)議的Socket，DatagramSocket本身只是碼頭，不維護(hù)狀態(tài)，不能產(chǎn)生IO流，它的唯一作用就是接收和發(fā)送數(shù)據(jù)報(bào)，Java使用DatagramPacket來(lái)代表數(shù)據(jù)報(bào)，DatagramSocket接收和發(fā)送的數(shù)據(jù)都是通過(guò)DatagramPacket對(duì)象完成的。
1. DatagramSocket的構(gòu)造器
DatagramSocket（）：創(chuàng)建一個(gè)DatagramSocket實(shí)例，并將該對(duì)象綁定到本機(jī)默認(rèn)IP地址、本機(jī)所有可用端口中隨機(jī)選擇的某個(gè)端口。
DatagramSocket（int prot）：創(chuàng)建一個(gè)DatagramSocket實(shí)例，并將該對(duì)象綁定到本機(jī)默認(rèn)IP地址、指定端口。
DatagramSocket（int port， InetAddress laddr）：創(chuàng)建一個(gè)DatagramSocket實(shí)例，并將該對(duì)象綁定到指定IP地址、指定端口。
通過(guò)上面三個(gè)構(gòu)造器中的任意一個(gè)構(gòu)造器即可創(chuàng)建一個(gè)DatagramSocket實(shí)例，通常在創(chuàng)建服務(wù)器時(shí)，創(chuàng)建指定端口的DatagramSocket實(shí)例--這樣保證其他客戶端可以將數(shù)據(jù)發(fā)送到該服務(wù)器。一旦得到了DatagramSocket實(shí)例之后，就可以通過(guò)如下兩個(gè)方法來(lái)接收和發(fā)送數(shù)據(jù)。
receive（DatagramPacket p）：從該DatagramSocket中接收數(shù)據(jù)報(bào)。
send（DatagramPacket p）：以該DatagramSocket對(duì)象向外發(fā)送數(shù)據(jù)報(bào)。
從上面兩個(gè)方法可以看出，使用DatagramSocket發(fā)送數(shù)據(jù)報(bào)時(shí)，DatagramSocket并不知道將該數(shù)據(jù)報(bào)發(fā)送到哪里，而是由DatagramPacket自身決定數(shù)據(jù)報(bào)的目的地。就像碼頭并不知道每個(gè)集裝箱的目的地，碼頭只是將這些集裝箱發(fā)送出去，而集裝箱本身包含了該集裝箱的目的地。
2. DatagramPacket的構(gòu)造器
DatagramPacket（byte［］ buf，int length）：以一個(gè)空數(shù)組來(lái)創(chuàng)建DatagramPacket對(duì)象，該對(duì)象的作用是接收DatagramSocket中的數(shù)據(jù)。
DatagramPacket（byte［］ buf， int length， InetAddress addr， int port）：以一個(gè)包含數(shù)據(jù)的數(shù)組來(lái)創(chuàng)建DatagramPacket對(duì)象，創(chuàng)建該DatagramPacket對(duì)象時(shí)還指定了IP地址和端口--這就決定了該數(shù)據(jù)報(bào)的目的地。
DatagramPacket（byte［］ buf， int offset， int length）：以一個(gè)空數(shù)組來(lái)創(chuàng)建DatagramPacket對(duì)象，并指定接收到的數(shù)據(jù)放入buf數(shù)組中時(shí)從offset開(kāi)始，最多放length個(gè)字節(jié)。
DatagramPacket（byte［］ buf， int offset， int length， InetAddress address， int port）：創(chuàng)建一個(gè)用于發(fā)送的DatagramPacket對(duì)象，指定發(fā)送buf數(shù)組中從offset開(kāi)始，總共length個(gè)字節(jié)。
當(dāng)Client/Server程序使用UDP協(xié)議時(shí)，實(shí)際上并沒(méi)有明顯的服務(wù)器端和客戶端，因?yàn)閮煞蕉夹枰冉⒁粋€(gè)DatagramSocket對(duì)象，用來(lái)接收或發(fā)送數(shù)據(jù)報(bào)，然后使用DatagramPacket對(duì)象作為傳輸數(shù)據(jù)的載體。通常固定IP地址、固定端口的DatagramSocket對(duì)象所在的程序被稱為服務(wù)器，因?yàn)樵揇atagramSocket可以主動(dòng)接收客戶端數(shù)據(jù)。
在接收數(shù)據(jù)之前，應(yīng)該采用上面的第一個(gè)或第三個(gè)構(gòu)造器生成一個(gè)DatagramPacket對(duì)象，給出接收數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)組及其長(zhǎng)度。然后調(diào)用DatagramSocket 的receive（）方法等待數(shù)據(jù)報(bào)的到來(lái)，receive（）將一直等待（該方法會(huì)阻塞調(diào)用該方法的線程），直到收到一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)為止。
// 創(chuàng)建一個(gè)接收數(shù)據(jù)的DatagramPacket對(duì)象
DatagramPacket packet=new DatagramPacket（buf， 256）;
// 接收數(shù)據(jù)報(bào)
socket.receive（packet）;
在發(fā)送數(shù)據(jù)之前，調(diào)用第二個(gè)或第四個(gè)構(gòu)造器創(chuàng)建DatagramPacket對(duì)象，此時(shí)的字節(jié)數(shù)組里存放了想發(fā)送的數(shù)據(jù)。除此之外，還要給出完整的目的地址，包括IP地址和端口號(hào)。發(fā)送數(shù)據(jù)是通過(guò)DatagramSocket的send（）方法實(shí)現(xiàn)的，send（）方法根據(jù)數(shù)據(jù)報(bào)的目的地址來(lái)尋徑以傳送數(shù)據(jù)報(bào)。如下代碼所示：
// 創(chuàng)建一個(gè)發(fā)送數(shù)據(jù)的DatagramPacket對(duì)象
DatagramPacket packet = new DatagramPacket（buf， length， address， port）;
// 發(fā)送數(shù)據(jù)報(bào)
socket.send（packet）;
使用DatagramPacket接收數(shù)據(jù)時(shí)，會(huì)感覺(jué)DatagramPacket設(shè)計(jì)得過(guò)于煩瑣。開(kāi)發(fā)者只關(guān)心該DatagramPacket能放多少數(shù)據(jù)，而DatagramPacket是否采用字節(jié)數(shù)組來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)完全不想關(guān)心。但Java要求創(chuàng)建接收數(shù)據(jù)用的DatagramPacket時(shí)，必須傳入一個(gè)空的字節(jié)數(shù)組，該數(shù)組的長(zhǎng)度決定了該DatagramPacket能放多少數(shù)據(jù)，這實(shí)際上暴露了DatagramPacket的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。接著DatagramPacket又提供了一個(gè)getData（）方法，該方法又可以返回Datagram Packet對(duì)象里封裝的字節(jié)數(shù)組，該方法更顯得有些多余--如果程序需要獲取DatagramPacket里封裝的字節(jié)數(shù)組，直接訪問(wèn)傳給 DatagramPacket構(gòu)造器的字節(jié)數(shù)組實(shí)參即可，無(wú)須調(diào)用該方法。
當(dāng)服務(wù)器端（也可以是客戶端）接收到一個(gè)DatagramPacket對(duì)象后，如果想向該數(shù)據(jù)報(bào)的發(fā)送者“反饋”一些信息，但由于UDP協(xié)議是面向非連接的，所以接收者并不知道每個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)由誰(shuí)發(fā)送過(guò)來(lái)，但程序可以調(diào)用DatagramPacket的如下3個(gè)方法來(lái)獲取發(fā)送者的IP地址和端口。
InetAddress getAddress（）：當(dāng)程序準(zhǔn)備發(fā)送此數(shù)據(jù)報(bào)時(shí)，該方法返回此數(shù)據(jù)報(bào)的目標(biāo)機(jī)器的IP地址；當(dāng)程序剛接收到一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)時(shí)，該方法返回該數(shù)據(jù)報(bào)的發(fā)送主機(jī)的IP地址。
int getPort（）：當(dāng)程序準(zhǔn)備發(fā)送此數(shù)據(jù)報(bào)時(shí)，該方法返回此數(shù)據(jù)報(bào)的目標(biāo)機(jī)器的端口；當(dāng)程序剛接收到一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)時(shí)，該方法返回該數(shù)據(jù)報(bào)的發(fā)送主機(jī)的端口。
SocketAddress getSocketAddress（）：當(dāng)程序準(zhǔn)備發(fā)送此數(shù)據(jù)報(bào)時(shí)，該方法返回此數(shù)據(jù)報(bào)的目標(biāo)SocketAddress；當(dāng)程序剛接收到一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)時(shí)，該方法返回該數(shù)據(jù)報(bào)的發(fā)送主機(jī)的SocketAddress。getSocketAddress（）方法的返回值是一個(gè)SocketAddress對(duì)象，該對(duì)象實(shí)際上就是一個(gè)IP地址和一個(gè)端口號(hào)。也就是說(shuō)，SocketAddress對(duì)象封裝了一個(gè)InetAddress對(duì)象和一個(gè)代表端口的整數(shù)，所以使用SocketAddress對(duì)象可以同時(shí)代表IP地址和端口。
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