java之DatagramSocket、DatagramPackage丶MulticastSocket 广播学习

1.基本概念：

　　a.DatagramPacket与DatagramSocket位于java.net包中

　　b.DatagramPacket表示存放数据的数据报，DatagramSocket表示接受或发送数据报的套接字

　　c.由这两个类所有构成的网络链接是基于UDP协议，是一种不可靠的协议。

　　之所以不可靠是因为发送方不负责数据是否发送成功，接收方收到数据时也不会 　　向发送方反馈成功消息，容易导致信息的丢失。

　　但是这种协议却是快捷的，比如CS(半条命)游戏就是基于UDP协议，否则我们估计 　　要玩一次游戏后就会把机子砸了，所以我们可以看到游戏有时会失帧。

　　2.使用方法：

　　要建立基于UDP协议的链接，我们应该先建立套接字(即发送站或接收站),之后通过套接字发送或接受数据。

　　我们先了解一下DatagramSocket和DatagramPacket类

　　DatagramSocket类：

　　构造方法：

　　DatagramSocket():

　　表示创建一个默认的套接字，并绑定到本地地址和一个随机的端口号

　　DatagramSocket(int port):

　　与上面不同的是，绑定到特定端口号，其它不变

　　DatagramSocket(int port, InetAddress iad):

　　表示创建一个套接字，绑定到特定的端口号及指定地址

　　DatagramSocket(SocketAddress sad);

　　表示创建一个套接字，绑定到特定的套接字地址

　　小提示：所谓的本地地址我们可以这样来理解，我们通过“控制面板-本地连接-支持”中可以看到一个IP地址，这就是本地的IP地址，也暂且理解为本地地址。

　　基本方法：

　　close():

　　关闭套接字

　　recevie(DatagramPacket dp):

　　接受数据报

　　send(DatagramPacket dp):

　发送数据报

　　这里触及了数据报，下面介绍数据报：

　　DatagramPacket类：

　　构造方法：(只列出主要的)

　　接受类型：

　　DatagramPacket(byte[] buf, int length):

　　用来接受长度为length的buf数据(即数据存于字节数组buf中)

　　发送类型：

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

　　将length长的buf数据发送到指定的地址的端口号处

　　DatagramPacket(byte[] buf, int length, SocketAddress address);

　　　将length长的buf数据发送到指定的套接字地址处

　　有上面可知，我们发送数据时构造的数据报应该是发送类型的，而接受数据报时应该是接受类型的　 　　

　　开始书写代码

　　代码意图：

　　1.一个接收方，一个发送方

　　2.当接收方收到发送方发送的消息后，打印发送的消息及发送方的地址和端口号，之后向发送反馈一条信息“接受方：我收到了！”

　　3.发送方打印出接收方反馈的消息

　　详细思路见代码：

[java] view plaincopyprint?

 

1. import java.net.DatagramPacket;
2. import java.net.DatagramSocket;
3. import java.net.InetAddress;
4. public class Sender {
5. public static void main(String[] args) {
6. try {
7. // 创建发送方的套接字，IP默认为本地，端口号随机
8. DatagramSocket sendSocket = new DatagramSocket();
9. // 确定要发送的消息：
10. String mes = "你好！接收方！";
11. // 由于数据报的数据是以字符数组传的形式存储的，所以传转数据
12. byte[] buf = mes.getBytes();
13. // 确定发送方的IP地址及端口号，地址为本地机器地址
14. int port = 8888;
15. InetAddress ip = InetAddress.getLocalHost();
16. // 创建发送类型的数据报：
17. DatagramPacket sendPacket = new DatagramPacket(buf, buf.length, ip,
18. port);
19. // 通过套接字发送数据：
20. sendSocket.send(sendPacket);
21. // 确定接受反馈数据的缓冲存储器，即存储数据的字节数组
22. byte[] getBuf = new byte[1024];
23. // 创建接受类型的数据报
24. DatagramPacket getPacket = new DatagramPacket(getBuf, getBuf.length);
25. // 通过套接字接受数据
26. sendSocket.receive(getPacket);
27. // 解析反馈的消息，并打印
28. String backMes = new String(getBuf, 0, getPacket.getLength());
29. System.out.println("接受方返回的消息：" + backMes);
30. // 关闭套接字
31. sendSocket.close();
32. } catch (Exception e) {
33. e.printStackTrace();
34. }
35. }
36. }
37. import java.net.DatagramPacket;
38. import java.net.DatagramSocket;
39. import java.net.InetAddress;
40. import java.net.SocketAddress;
41. public class Receive {
42. public static void main(String[] args) {
43. try {
44. // 确定接受方的IP和端口号，IP地址为本地机器地址
45. InetAddress ip = InetAddress.getLocalHost();
46. int port = 8888;
47. // 创建接收方的套接字,并制定端口号和IP地址
48. DatagramSocket getSocket = new DatagramSocket(port, ip);
49. // 确定数据报接受的数据的数组大小
50. byte[] buf = new byte[1024];
51. // 创建接受类型的数据报，数据将存储在buf中
52. DatagramPacket getPacket = new DatagramPacket(buf, buf.length);
53. // 通过套接字接收数据
54. getSocket.receive(getPacket);
55. // 解析发送方传递的消息，并打印
56. String getMes = new String(buf, 0, getPacket.getLength());
57. System.out.println("对方发送的消息：" + getMes);
58. // 通过数据报得到发送方的IP和端口号，并打印
59. InetAddress sendIP = getPacket.getAddress();
60. int sendPort = getPacket.getPort();
61. System.out.println("对方的IP地址是：" + sendIP.getHostAddress());
62. System.out.println("对方的端口号是：" + sendPort);
63. // 通过数据报得到发送方的套接字地址
64. SocketAddress sendAddress = getPacket.getSocketAddress();
65. // 确定要反馈发送方的消息内容，并转换为字节数组
66. String feedback = "接收方说：我收到了！";
67. byte[] backBuf = feedback.getBytes();
68. // 创建发送类型的数据报
69. DatagramPacket sendPacket = new DatagramPacket(backBuf,
70. backBuf.length, sendAddress);
71. // 通过套接字发送数据
72. getSocket.send(sendPacket);
73. // 关闭套接字
74. getSocket.close();
75. } catch (Exception e) {
76. e.printStackTrace();
77. }
78. }
79. }

80. 使用MulticastSocket实现多点广播

    DatagramSocket只允许数据报发送给指定的目标地址，而MulticastSocket可以将数据报以广播的方式发送到多个客户端

    若要使用多点广播，则需要让一个数据报标有一组目标主机地址，当数据报发出后，整个组的所有所有主机都能收到该数据报。IP多点广播（或多点发送）实现了将单一信息发送到多个接受者的广播，其思想是设置一组特殊网络地址作为多点广播地址，每一个多点广播地址都被看做一个组，当客户端需要发送、接收广播信息时，加入到改组即可。

    MulticastSocket既可以将数据报发送到多点广播地址，也可以接收其他主机的广播信息。

    

    MulticastSocket有点像DatagramSocket,事实上MulitcastSocket是DatagramSocket的一个子类，当要发送一个数据报时，可以使用随机端口创建一个MulticastSocket,也可以在指定端口创建MulticastSocket。MulticastSocket提供了如下3个构造器。

    1、MulticastSocket():使用本机默认地址、随机端口来创建MulticastSocket对象

    2、MulticastSocket(int portNumber)使用本机默认地址、指定端口来创建对象

    3、MulticastSocket(SocketAddress bindaddr):使用本机指定IP地址、指定端口来创建对象

    创建MulticastSocket对象后，还需要将该MulticastSocket加入到指定的多点广播地址，MulticastSocket使用joinGroup()方法加入指定组；使用leaveGroup()方法脱离一个组。

    1、joinGroup(InetAddress multicastAddr)：将该MulticastSocket加入指定的多点广播地址。

    2、leaveGroup(InetAddress multicastAddr)：让该MulticastSocket离开指定的多点广播地址。

    应用程序只将数据报包发送给组播地址，路由器将确保包被发送到改组播组中的所有主机。 
    组播地址：称为组播组的一组主机所共享的地址。组播地址的范围在224.0.0.0--- 239.255.255.255之间（都为D类地址 1110开头）。

    备注：如果现在有三台机器A、B、C，三台机器IP地址都不一样，A\B为server监听广播消息，C为客户端发送广播消息，个人理解是将A、B两台机器的MulticastSocket对象绑定在组播地址中的其中一个，然后C客户端发送消息的组播地址一致，则A、B就能够接收C发送的消息。

    如果MulticastSocket用于接收信息则使用默认地址和随机端口即可，但是如果用来接收信息，则必须要指定端口，否则发送方无法确定发送数据报的目标端口。

    1. package hb.brodcast;
    2. import java.net.DatagramPacket;
    3. import java.net.InetAddress;
    4. import java.net.MulticastSocket;
    5. public class MulticastListener {
    6. private int port;
    7. private String host;
    8. public MulticastListener(String host, int port) {
    9. this.host = host;
    10. this.port = port;
    11. }
    12. public void listen() {
    13. byte[] data = new byte[256];
    14. try {
    15. InetAddress ip = InetAddress.getByName(this.host);
    16. MulticastSocket ms = new MulticastSocket(this.port);
    17. ms.joinGroup(ip);
    18. DatagramPacket packet = new DatagramPacket(data, data.length);
    19. //receive()是阻塞方法，会等待客户端发送过来的信息
    20. ms.receive(packet);
    21. String message = new String(packet.getData(), 0, packet.getLength());
    22. System.out.println(message);
    23. ms.close();
    24. } catch (Exception e) {
    25. e.printStackTrace();
    26. }
    27. }
    28. public static void main(String[] args) {
    29. int port = 1234;
    30. String host = "224.0.0.1";
    31. MulticastListener ml = new MulticastListener(host, port);
    32. while (true) {
    33. ml.listen();
    34. }
    35. }
    36. }
    1. package hb.brodcast;
    2. import java.net.DatagramPacket;
    3. import java.net.InetAddress;
    4. import java.net.MulticastSocket;
    5. public class MulticastSender {
    6. private int port;
    7. private String host;
    8. private String data;
    9. public MulticastSender(String data, String host, int port) {
    10. this.data = data;
    11. this.host = host;
    12. this.port = port;
    13. }
    14. public void send() {
    15. try {
    16. InetAddress ip = InetAddress.getByName(this.host);
    17. DatagramPacket packet = new DatagramPacket(this.data.getBytes(), this.data.length(), ip, this.port);
    18. MulticastSocket ms = new MulticastSocket();
    19. ms.send(packet);
    20. ms.close();
    21. } catch (Exception e) {
    22. e.printStackTrace();
    23. }
    24. }
    25. public static void main(String[] args) {
    26. int port = 1234;
    27. String host = "224.0.0.1";
    28. String data = "hello world.";
    29. System.out.println(data);
    30. MulticastSender ms = new MulticastSender(data, host, port);
    31. ms.send();
    32. }
    33. }

    MulticastSocket用于发送、接收数据报的方法与DatagramSocket完全一样。但MulticastSocket比DatagramSocket多了一个setTimeToLive(int ttl)方法，该ttl参数用于设置数据报最多可以跨过多少个网络，当ttl的值为0时，指定数据报应停留在本地主机；当ttl的值为1时，指定数据报发送到本地局域网；当ttl的值为32时，意味着只能发送到本站点的网络上；当ttl的值为64时，意味着数据报应保留在本地区；当ttl的值为128时，意味着数据报应保留在本大洲；当ttl的值为255时，意味着数据报可发送到所有地方；在默认情况下，该ttl的值为1。