8.3.10 據(jù)報(bào)Datagram通訊

前面在介紹TCP/IP協(xié)議的時(shí)候，我們已經(jīng)提到，在TCP/IP協(xié)議的傳輸層除了TCP協(xié)議之外還有一個(gè)UDP協(xié)議，相比而言UDP的應(yīng)用不如TCP廣泛，幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用層協(xié)議HTTP，F(xiàn)TP，SMTP…使用的都是TCP協(xié)議。但是，隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，UDP協(xié)議正越來(lái)越來(lái)顯示出其威力，尤其是在需要很強(qiáng)的實(shí)時(shí)交互性的場(chǎng)合，如網(wǎng)絡(luò)游戲，視頻會(huì)議等，UDP更是顯示出極強(qiáng)的威力，下面我們就介紹一下Java環(huán)境下如何實(shí)現(xiàn)UDP網(wǎng)絡(luò)傳輸。

8.3.11 什么是Datagram

所謂數(shù)據(jù)報(bào)（Datagram）就跟日常生活中的郵件系統(tǒng)一樣，是不能保證可靠的寄到的，而面向鏈接的TCP就好比電話，雙方能肯定對(duì)方接受到了信息。在本章前面，我們已經(jīng)對(duì)UDP和TCP進(jìn)行了比較，在這里再稍作小節(jié)：

TCP，可靠，傳輸大小無(wú)限制，但是需要連接建立時(shí)間，差錯(cuò)控制開銷大。

UDP，不可靠，差錯(cuò)控制開銷較小，傳輸大小限制在64K以下，不需要建立連接。

總之，這兩種協(xié)議各有特點(diǎn)，應(yīng)用的場(chǎng)合也不同，是完全互補(bǔ)的兩個(gè)協(xié)議，在TCP/IP協(xié)議中占有同樣重要的地位，要學(xué)好網(wǎng)絡(luò)編程，兩者缺一不可。

8.3.12 Datagram通訊的表示方法：DatagramSocket；DatagramPacket

包java.net中提供了兩個(gè)類DatagramSocket和DatagramPacket用來(lái)支持?jǐn)?shù)據(jù)報(bào)通信，DatagramSocket用于在程序之間建立傳送數(shù)據(jù)報(bào)的通信連接， DatagramPacket則用來(lái)表示一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)。先來(lái)看一下DatagramSocket的構(gòu)造方法：

　DatagramSocket（）；

　DatagramSocket（int prot）;

　DatagramSocket(int port, InetAddress laddr)

其中，port指明socket所使用的端口號(hào)，如果未指明端口號(hào)，則把socket連接到本地主機(jī)上一個(gè)可用的端口。laddr指明一個(gè)可用的本地地址。給出端口號(hào)時(shí)要保證不發(fā)生端口沖突，否則會(huì)生成SocketException類例外。注意：上述的兩個(gè)構(gòu)造方法都聲明拋棄非運(yùn)行時(shí)例外SocketException，程序中必須進(jìn)行處理，或者捕獲、或者聲明拋棄。

用數(shù)據(jù)報(bào)方式編寫client/server程序時(shí)，無(wú)論在客戶方還是服務(wù)方，首先都要建立一個(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類對(duì)象作為傳輸數(shù)據(jù)的載體。下面看一下DatagramPacket的構(gòu)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中存放數(shù)據(jù)報(bào)數(shù)據(jù)，length為數(shù)據(jù)報(bào)中數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度，addr和port旨明目的地址，offset指明了數(shù)據(jù)報(bào)的位移量。

在接收數(shù)據(jù)前，應(yīng)該采用上面的第一種方法生成一個(gè)DatagramPacket對(duì)象，給出接收數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)及其長(zhǎng)度。然后調(diào)用DatagramSocket 的方法receive()等待數(shù)據(jù)報(bào)的到來(lái)，receive()將一直等待，直到收到一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)為止。

DatagramPacket packet=new DatagramPacket(buf, 256);

Socket.receive (packet);

發(fā)送數(shù)據(jù)前，也要先生成一個(gè)新的DatagramPacket對(duì)象，這時(shí)要使用上面的第二種構(gòu)造方法，在給出存放發(fā)送數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)的同時(shí)，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DatagramSocket的方法send()實(shí)現(xiàn)的，send()根據(jù)數(shù)據(jù)報(bào)的目的地址來(lái)尋徑，以傳遞數(shù)據(jù)報(bào)。

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

Socket.send(packet)；

在構(gòu)造數(shù)據(jù)報(bào)時(shí)，要給出InetAddress類參數(shù)。類InetAddress在包java.net中定義，用來(lái)表示一個(gè)Internet地址，我們可以通過它提供的類方法getByName（）從一個(gè)表示主機(jī)名的字符串獲取該主機(jī)的IP地址，然后再獲取相應(yīng)的地址信息。

8.3.13 基于UDP的簡(jiǎn)單的Client/Server程序設(shè)計(jì)

有了上面的知識(shí)，我們就可以來(lái)構(gòu)件一個(gè)基于UDP的C/S 網(wǎng)絡(luò)傳輸模型

1. 客戶方程序 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) {

//如果啟動(dòng)的時(shí)候沒有給出Server的名字，那么出錯(cuò)退出

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

　//打印出錯(cuò)信息

　return; //返回

}

DatagramSocket socket=new DatagramSocklet();

//創(chuàng)建數(shù)據(jù)報(bào)套接字

Byte[] buf=new byte[256]; //創(chuàng)建緩沖區(qū)

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

//由命令行給出的第一個(gè)參數(shù)默認(rèn)為Server的名字，通過它得到Server的IP信息

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

//創(chuàng)建DatagramPacket對(duì)象

socket.send(packet); //發(fā)送

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

//創(chuàng)建新的DatagramPacket對(duì)象，用來(lái)接收數(shù)據(jù)報(bào)

socket.receive(packet); //接收

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

//根據(jù)接收到的字節(jié)數(shù)組生成相應(yīng)的字符串

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

//打印生成的字符串

socket.close(); //關(guān)閉套接口

　}

}

2. 服務(wù)器方程序:QuoteServer.java

public class QuoteServer{

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

　{

new QuoteServerThread().start();

//啟動(dòng)一個(gè)QuoteServerThread線程

　}

}

3. 程序QuoteServerThread.java

import java.io.*;

import java.net.*;

import java.util.*;

//服務(wù)器線程

public class QuoteServerThread extends Thread

{

protected DatagramSocket socket=null;

//記錄和本對(duì)象相關(guān)聯(lián)的DatagramSocket對(duì)象

protected BufferedReader in=null;

//用來(lái)讀文件的一個(gè)Reader

protected boolean moreQuotes=true;

//標(biāo)志變量，是否繼續(xù)操作

public QuoteServerThread() throws IOException {

//無(wú)參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)

this('QuoteServerThread');

//以QuoteServerThread為默認(rèn)值調(diào)用帶參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)

}

public QuoteServerThread(String name) throws IOException {

super(name); //調(diào)用父類的構(gòu)造函數(shù)

socket=new DatagramSocket(4445);

//在端口4445創(chuàng)建數(shù)據(jù)報(bào)套接字

try{

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

//打開一個(gè)文件，構(gòu)造相應(yīng)的BufferReader對(duì)象

}catch(FileNotFoundException e) { //異常處理

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

　//打印出錯(cuò)信息

}

}

public void run() //線程主體

{

while(moreQuotes) {

　try{

　byte[] buf=new byte[256]; //創(chuàng)建緩沖區(qū)

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

　//由緩沖區(qū)構(gòu)造DatagramPacket對(duì)象

　socket.receive(packet); //接收數(shù)據(jù)報(bào)

　String dString=null;

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

　//如果初始化的時(shí)候打開文件失敗了，

　//則使用日期作為要傳送的字符串

　else dString=getNextQuote();

　//否則調(diào)用成員函數(shù)從文件中讀出字符串

　buf=dString.getByte();

　//把String轉(zhuǎn)換成字節(jié)數(shù)組，以便傳送

　InetAddress address=packet.getAddress();

　//從Client端傳來(lái)的Packet中得到Client地址

　int port=packet.getPort(); //和端口號(hào)

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

　//根據(jù)客戶端信息構(gòu)建DatagramPacket

　socket.send(packet); //發(fā)送數(shù)據(jù)報(bào)

}catch(IOException e) { //異常處理

　e.printStackTrace(); //打印錯(cuò)誤棧

　moreQuotes=false; //標(biāo)志變量置false，以結(jié)束循環(huán)

}

}

socket.close(); //關(guān)閉數(shù)據(jù)報(bào)套接字

}

protected String getNextQuotes(){

//成員函數(shù)，從文件中讀數(shù)據(jù)

String returnValue=null;

try {

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

　//從文件中讀一行，如果讀到了文件尾

　in.close( ); //關(guān)閉輸入流

　moreQuotes=false;

　//標(biāo)志變量置false，以結(jié)束循環(huán)

　returnValue='No more quotes. Goodbye.';

　//置返回值

　} //否則返回字符串即為從文件讀出的字符串

}catch(IOEception e) { //異常處理

　returnValue='IOException occurred in server';

　//置異常返回值

}

return returnValue; //返回字符串

}

}