JAVA教程 第八讲 Java网络编程（三）

8.3.10 据报Datagram通讯

前面在介绍TCP/IP协议的时候，我们已经提到，在TCP/IP协议的传输层除了TCP协议之外还有一个UDP协议，相比而言UDP的应用不如TCP广泛，几个标准的应用层协议HTTP，FTP，SMTP…使用的都是TCP协议。但是，随着计算机网络的发展，UDP协议正越来越来显示出其威力，尤其是在需要很强的实时交互性的场合，如网络游戏，视频会议等，UDP更是显示出极强的威力，下面我们就介绍一下Java环境下如何实现UDP网络传输。

8.3.11 什么是Datagram

所谓数据报（Datagram）就跟日常生活中的邮件系统一样，是不能保证可靠的寄到的，而面向链接的TCP就好比电话，双方能肯定对方接受到了信息。在本章前面，我们已经对UDP和TCP进行了比较，在这里再稍作小节：

TCP，可靠，传输大小无限制，但是需要连接建立时间，差错控制开销大。

UDP，不可靠，差错控制开销较小，传输大小限制在64K以下，不需要建立连接。

总之，这两种协议各有特点，应用的场合也不同，是完全互补的两个协议，在TCP/IP协议中占有同样重要的地位，要学好网络编程，两者缺一不可。

8.3.12 Datagram通讯的表示方法：DatagramSocket；DatagramPacket

包java.net中提供了两个类DatagramSocket和DatagramPacket用来支持数据报通信，DatagramSocket用于在程序之间建立传送数据报的通信连接， DatagramPacket则用来表示一个数据报。先来看一下DatagramSocket的构造方法：

　DatagramSocket（）；

　DatagramSocket（int prot）;

　DatagramSocket(int port, InetAddress laddr)

其中，port指明socket所使用的端口号，如果未指明端口号，则把socket连接到本地主机上一个可用的端口。laddr指明一个可用的本地地址。给出端口号时要保证不发生端口冲突，否则会生成SocketException类例外。注意：上述的两个构造方法都声明抛弃非运行时例外SocketException，程序中必须进行处理，或者捕获、或者声明抛弃。

用数据报方式编写client/server程序时，无论在客户方还是服务方，首先都要建立一个DatagramSocket对象，用来接收或发送数据报，然后使用DatagramPacket类对象作为传输数据的载体。下面看一下DatagramPacket的构造方法 ：

　DatagramPacket（byte buf[],int length）；

　DatagramPacket(byte buf[], int length, InetAddress addr, int port);

　DatagramPacket(byte[] buf, int offset, int length)；

　DatagramPacket(byte[] buf, int offset, int length, InetAddress address, int port)；

其中，buf中存放数据报数据，length为数据报中数据的长度，addr和port旨明目的地址，offset指明了数据报的位移量。

在接收数据前，应该采用上面的第一种方法生成一个DatagramPacket对象，给出接收数据的缓冲区及其长度。然后调用DatagramSocket 的方法receive()等待数据报的到来，receive()将一直等待，直到收到一个数据报为止。

DatagramPacket packet=new DatagramPacket(buf, 256);

Socket.receive (packet);

发送数据前，也要先生成一个新的DatagramPacket对象，这时要使用上面的第二种构造方法，在给出存放发送数据的缓冲区的同时，还要给出完整的目的地址，包括IP地址和端口号。发送数据是通过DatagramSocket的方法send()实现的，send()根据数据报的目的地址来寻径，以传递数据报。

DatagramPacket packet=new DatagramPacket(buf, length, address, port);

Socket.send(packet)；

在构造数据报时，要给出InetAddress类参数。类InetAddress在包java.net中定义，用来表示一个Internet地址，我们可以通过它提供的类方法getByName（）从一个表示主机名的字符串获取该主机的IP地址，然后再获取相应的地址信息。

8.3.13 基于UDP的简单的Client/Server程序设计

有了上面的知识，我们就可以来构件一个基于UDP的C/S 网络传输模型

1. 客户方程序 QuoteClient.java

import java.io.*;

import java.net.*;

import java.util.*;

public class QuoteClient {

　public static void main(String[] args) throws IOException

　{

if(args.length!=1) {

//如果启动的时候没有给出Server的名字，那么出错退出

　System.out.println('Usage:java QuoteClient ');

　//打印出错信息

　return; //返回

}

DatagramSocket socket=new DatagramSocklet();

//创建数据报套接字

Byte[] buf=new byte[256]; //创建缓冲区

InetAddress address=InetAddress.getByName(args [0]);

//由命令行给出的第一个参数默认为Server的名字，通过它得到Server的IP信息

DatagramPacket packet=new DatagramPacket (buf, buf.length, address, 4445);

//创建DatagramPacket对象

socket.send(packet); //发送

packet=new DatagramPacket(buf,buf.length);

//创建新的DatagramPacket对象，用来接收数据报

socket.receive(packet); //接收

String received=new String(packet.getData());

//根据接收到的字节数组生成相应的字符串

System.out.println('Quote of the Moment:'+received );

//打印生成的字符串

socket.close(); //关闭套接口

　}

}

2. 服务器方程序:QuoteServer.java

public class QuoteServer{

　public static void main(String args[]) throws java.io.IOException

　{

new QuoteServerThread().start();

//启动一个QuoteServerThread线程

　}

}

3. 程序QuoteServerThread.java

import java.io.*;

import java.net.*;

import java.util.*;

//服务器线程

public class QuoteServerThread extends Thread

{

protected DatagramSocket socket=null;

//记录和本对象相关联的DatagramSocket对象

protected BufferedReader in=null;

//用来读文件的一个Reader

protected boolean moreQuotes=true;

//标志变量，是否继续操作

public QuoteServerThread() throws IOException {

//无参数的构造函数

this('QuoteServerThread');

//以QuoteServerThread为默认值调用带参数的构造函数

}

public QuoteServerThread(String name) throws IOException {

super(name); //调用父类的构造函数

socket=new DatagramSocket(4445);

//在端口4445创建数据报套接字

try{

in= new BufferedReader(new FileReader(' one-liners.txt'));

//打开一个文件，构造相应的BufferReader对象

}catch(FileNotFoundException e) { //异常处理

System.err.println('Could not open quote file. Serving time instead.');

　//打印出错信息

}

}

public void run() //线程主体

{

while(moreQuotes) {

　try{

　byte[] buf=new byte[256]; //创建缓冲区

　DatagramPacket packet=new DatagramPacket(buf,buf.length);

　//由缓冲区构造DatagramPacket对象

　socket.receive(packet); //接收数据报

　String dString=null;

　if(in= =null) dString=new Date().toString();

　//如果初始化的时候打开文件失败了，

　//则使用日期作为要传送的字符串

　else dString=getNextQuote();

　//否则调用成员函数从文件中读出字符串

　buf=dString.getByte();

　//把String转换成字节数组，以便传送

　InetAddress address=packet.getAddress();

　//从Client端传来的Packet中得到Client地址

　int port=packet.getPort(); //和端口号

　packet=new DatagramPacket(buf,buf.length,address,port);

　//根据客户端信息构建DatagramPacket

　socket.send(packet); //发送数据报

}catch(IOException e) { //异常处理

　e.printStackTrace(); //打印错误栈

　moreQuotes=false; //标志变量置false，以结束循环

}

}

socket.close(); //关闭数据报套接字

}

protected String getNextQuotes(){

//成员函数，从文件中读数据

String returnValue=null;

try {

　if((returnValue=in.readLine())= =null) {

　//从文件中读一行，如果读到了文件尾

　in.close( ); //关闭输入流

　moreQuotes=false;

　//标志变量置false，以结束循环

　returnValue='No more quotes. Goodbye.';

　//置返回值

　} //否则返回字符串即为从文件读出的字符串

}catch(IOEception e) { //异常处理

　returnValue='IOException occurred in server';

　//置异常返回值

}

return returnValue; //返回字符串

}

}