网络编程学习笔记（二）UDP协议及聊天小程序的实现

落日映苍穹つ 2022-06-15 04:30 229阅读 0赞

UDP协议是传输层协议，它是无连接，不保证可靠的传输层协议。那么如果要进行发送端和接收端的通讯应该如何进行？

两个基本概念：

**1.Socket 套接字**

*  Socket就是为网络服务提供的一种机制
 *  网络通信其实就是Socket间的通信
 *  （网络想要进行通信需要两个端点）数据在两个Socket间通过IO传输

**2.UDP传输**（Java中建立了一些对象对UDP进行封装，方便我们进行操作）

*  DatagramSocket 此类用来发送和接收数据报包的套接字
 *  DatagramPacket 此类表示数据报包，数据报包用来实现无连接包投递服务。每条报文仅根据该包中包含的信息从一台机器路由到另一台机器。从一台机器发送到另一台机器的多个包可能选择不同的路由，也可能按不同的顺序到达。不对包投递做出保证，因此是不可靠的。（构造参数中带有地址信息的DatagramPacket对象是用来发送数据报包的）

# UDP协议-发送端 #

创建UDP传输的发送端  
（1）建立UDP的Socket服务  
（2）将要发送的数据封装到数据包中  
（3）通过UDP的Socket服务将数据包发送出去  
（4）关闭Socket服务

public class UDPSendDemo {
        public static void main(String[] args) throws IOException {
            System.out.println("发送端启动");
            //1.udpsocket服务，使用DatagramSocket对象
            DatagramSocket ds = new DatagramSocket();
            //2.将要发送的数据装到数据包中
            String str = "udp传输演示";
            //使用DatagramPacket将数据封装到该对象包中
            byte[] buf = str.getBytes();
            /*
            构造方法：
            DatagramPocket(byte[] buf,int length,InetAddress address,int port):
            构造数据包，用来将长度为length的包发送到指定主机上的指定端口号。
            端口号在0-65535之间即可，尽量避免0-1024，避免与系统冲突
             */
            DatagramPacket dp = new DatagramPacket(buf,buf.length,InetAddress.getByName("127.0.0.1"),10000);//10000为目的端口号
            //3.通过UDP的Socket服务，将数据包发送出去
            ds.send(dp);
            ds.close();
        }
    }

# UDP协议-接收端 #

建立UDP接收端的思路  
（1）建立UDP Socket服务，因为要接收数据，必须要明确一个端口号  
（2）创建数据包，用于存储接收到的数据，方便用数据包对象的方法解析这些数据  
（3）使用Socket服务的receive方法，将接收到的数据存储到数据包中  
（4）通过数据包的方法解析数据包中的数据  
（5）关闭资源

public class UDPReceDemo {
    
        public static void main(String[] args) throws IOException {
            System.out.println("接收端启动");
            //1.建立UDP Socket服务
            //构造数据报套接字并将其绑定到本地主机上任何可用的端口。套接字将被绑定到通配符地址，IP地址由内核来选择
            DatagramSocket ds = new DatagramSocket(10000);
            //2.创建数据包
            byte[] buf = new byte[1024];
            DatagramPacket dp = new DatagramPacket(buf,buf.length);
            //3.使用接收方法将数据存储到数据包中
            ds.receive(dp);//阻塞式的
            //4.通过数据包对象的方法，解析其中的数据，比如地址，端口，数据内容
            String ip = dp.getAddress().getHostAddress();//dp.getAddress()是获取IP地址对象
            int port = dp.getPort();//注意，此处的端口指的不是本地端口，而是指发送源的端口，即由谁发送来的
            String text = new String(dp.getData(),0,dp.getLength());//用于存储的buf数组是1024大小，但是实际可能很小，因此将其有效位变为字符串返回
            System.out.println(ip+":"+port+":"+text);
            //5.关闭资源
            ds.close();
        }
    
    }

**运行结果**：

![这里写图片描述][SouthEast]

![这里写图片描述][SouthEast 1]

注意：62086指的是源端口号，即由哪个端口发送过来的

# 聊天小程序 #

为了使聊天内容在同一窗口显示，我们在这里使用多线程技术，让接收和发送分别在不同线程进行运行：

![这里写图片描述][SouthEast 2]

**发送端**

为了达到键盘输入的目的，我们这里使用BufferedReader，通过设置特殊字符串来判断是否截止，例如这里使用的“over”

public class Send implements Runnable {
        
        private DatagramSocket ds;
        public Send(DatagramSocket ds){
            this.ds = ds;
        }
        @Override
        public void run(){
            try{
                BufferedReader bufr = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
                String line = null;
                while ((line=bufr.readLine())!=null) {
                    //使用DatagramPacket将数据封装到该对象包中
                    byte[] buf = line.getBytes();
                    DatagramPacket dp = new DatagramPacket(buf, buf.length, InetAddress.getByName("127.0.0.1"), 10001);
                    ds.send(dp);
                    if ("over".equals(line))
                        break;//注意此时over已经发送出去
                }
                ds.close();
            }catch(Exception e){
    
            }
        }
    }

**接收端**

public class Rece implements Runnable{
        
        private DatagramSocket ds;
        public Rece(DatagramSocket ds){
            this.ds = ds;
        }
        @Override
        public void run(){
            try{
                while (true){
                    //2.创建数据包
                    byte[] buf = new byte[1024];
                    DatagramPacket dp = new DatagramPacket(buf,buf.length);
                    //3.使用接收方法将数据存储到数据包中
                    ds.receive(dp);//阻塞式的
                    //4.通过数据包对象的方法，解析其中的数据，比如地址，端口，数据内容
                    String ip = dp.getAddress().getHostAddress();//dp.getAddress()是获取IP地址对象
                    int port = dp.getPort();//注意，此处的端口指的不是本地端口，而是指发送源的端口，即由谁发送来的
                    String text = new String(dp.getData(),0,dp.getLength());//用于存储的buf数组是1024大小，但是实际可能很小，因此将其有效位变为字符串返回
                    System.out.println(ip+":"+port+":"+text);
                    if (text.equals("over")){
                        System.out.println(ip+"...退出聊天室");
                    }
                }
            }catch(Exception e){
    
            }
        }
    }

**主程序**

public class ChatDemo {
        public static void main(String[] args) throws SocketException {
            DatagramSocket send = new DatagramSocket();
            DatagramSocket rece = new DatagramSocket(10001);//注意发送端可以不指定端口，但是接收端必须指定端口
            new Thread(new Send(send)).start();
            new Thread(new Rece(rece)).start();
        }
    }

![这里写图片描述][SouthEast 3]

由于地址使用的是127.0.0.1为本地主机地址，因此只实现了本地单向的一个功能，那么如何实现局域网内群聊的功能？

只要改变这个ip地址就可以了，以如下c类地址（有三个字节的网络号字段，最前面的3位是（110），还有21位可以进行分配）举例：

![这里写图片描述][SouthEast 4]

子网掩码3个255代表IP地址中的192.168.1为网络位，即代表当前所处的192.168.1这个网络，后面一位是ip地址位，从0到255，其中0不能使用，其代表网络位，即192.168.1网段；255代表广播地址，如为192.168.1.255，则会将信息发送到192.168.1网段的所有机器上，因此使用255即可实现局域网内的群聊功能，将上述程序中的127.0.0.1改为192.168.1.255即可。

[SouthEast]: /images/20220615/72523bdc0ee342d39f60e6ece14debb2.png
[SouthEast 1]: /images/20220615/e2614c95fe744c6dbec533ffeb9ddc0b.png
[SouthEast 2]: /images/20220615/bf64bdcdb3714487b63cb774c0567c3a.png
[SouthEast 3]: /images/20220615/7d634623bf5a476a976edf33f8b8cffd.png
[SouthEast 4]: /images/20220615/2cce47cb729446398e7d321de74b834d.png