接地气讲解UDP协议和网络程序设计（深度好文）

1、啥是UDP？

UDP协议是用户数据报协议，基于UDP的通信与基于TCP的通信不同，TCP讲究可靠传送，是一对一，而UDP是不提供可靠的保证，但是传输信息更快。可以把UDP形象地比喻成学校广播，在广播台吼一声，学校范围内的人就能听得到，而在学校范围外的人就听不到，这里说的范围呢，在计算机中就是IP和端口，你进了这个范围就能收到广播的信息。

大概了解了原理，看一下会用到的类和方法吧！InetAddress类是IP地址封装类，下图是它的一些方法，有一定基础的同学看这个应该一点都不吃力，传进去的参数有ip地址、域名地址（网址）、计算机名，然后会返回一个对象，这个对象就包含了计算机名和ip地址。

这里还需要用到一个数据包（DatagramPacket）和数据包套接字（DatagramSocket），他们之间的关系可以用一个快递的例子来描述一下。数据包就是一个你将要寄出去的快递包裹，包裹里面有东西（数据），有多少东西就是包裹的大小（这里相当包长度），包裹上写着寄去那个目的地的地址，端口就相当是你去那个快递公司寄这个包裹。

包裹包好了，需要一个快递小哥来取件啊，这里的DatagramSocket充当一个快递员的角色，这里端口就决定了快递小哥的单位了，你在哪家快递公司下的单肯定是由这家公司的人来收件，这就对应了上面的包裹的端口。send和receive方法就是发送和接收数据包的方法了。

这里使用得更多的是DatagramSocket的一个子类MulticastSocket（多点广播），它继承了DatagramSocket，所以它能使用DatagramSocket类的所有方法，并且它自己本身多了两个方法，加入广播组和离开广播组，这里出现了一个广播组的概念，广播组其实就是发广播的地方，你可以比喻为发快递的地方，他是数据包获取与发送的来源，你的包裹都是从这里拿和发送的。

这里需要注意的一点是，发出广播和接收广播的主机地址必须位于同一个组内，地址范围为224.0.0.0 ~ 224.255.255.255，也就是说发广播的地址是有范围的，这个地址呢并不代表某个特定主机的位置。加入到同一个组的主机可以在某个端口上广播信息，也可以在某个端口上接收信息。

2、实战

有了上面的基础，那就来一个小例子实战一下：

public class Weather extends Thread { // 创建类。该类为多线程执行程序
  String weather = "节目预报：八点有大型晚会，请收听";
  int port = 9898; // 定义端口
  InetAddress iaddress = null; // 创建InetAddress对象
  MulticastSocket socket = null; // 声明多点广播套接字
  
  Weather() { // 构造方法
    try {
      // 实例化InetAddress，指定发广播的地址
      iaddress = InetAddress.getByName("224.255.101.0");
      socket = new MulticastSocket(port); // 实例化多点广播套接字
      socket.setTimeToLive(1); // 指定发送范围是本地网络
      socket.joinGroup(iaddress); // 加入广播组
    } catch (Exception e) {
      e.printStackTrace(); // 输出异常信息
    }
  }
  
  public void run() { // run()方法
    while (true) {
      DatagramPacket packet = null; // 声明DatagramPacket对象
      byte data[] = weather.getBytes(); // 声明字节数组
      // 将数据打包
      packet = new DatagramPacket(data, data.length, iaddress, port);
      System.out.println(new String(data)); // 将广播信息输出
      try {
        socket.send(packet); // 发送数据
        sleep(3000); // 线程休眠
      } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace(); // 输出异常信息
      }
    }
  }  
  public static void main(String[] args) { // 主方法
    Weather w = new Weather(); // 创建本类对象
    w.start(); // 启动线程
  }
  }

讲解：首先指定广播的地址（快递公司地址），然后实例化多点广播套接字（快递员），然后加入广播组（快递员在快递公司上班），当多点广播套接字调用send()方法时，快递员就把你的包裹发出去。好了再来看一下接收广播的代码：

public class Receive_1 extends Thread {
  int port = 9898;
  InetAddress group = null; // 创建InetAddress对象
  MulticastSocket socket = null; // 声明多点广播套接字

  public Receive_1() {
    try {
      group=InetAddress.getByName("224.255.101.0");
      socket=new MulticastSocket(port);
      socket.joinGroup(group);
    } catch (UnknownHostException e) {
      e.printStackTrace();
    } catch (IOException e) {
      e.printStackTrace();
    }
  }

  public void run() {
    while(true) {    
    byte data[]=new byte[1024];
    DatagramPacket packet=null;
    packet=new DatagramPacket(data, data.length,group,port);//接收数据包
    try {
      socket.receive(packet);
      String message=new String(packet.getData(),0,packet.getLength());
      System.out.println("广播发来的消息："+message);
    } catch (IOException e) {
      e.printStackTrace();
    }
    }
  }
  public static void main(String[] args) {
    Receive_1 receive=new Receive_1();
    receive.start();
  }
  }

接收广播的也很简单，加入广播组就可接到广播发来的数据包，然后把数据包中的数据拿出来就行了，注意：这里的receive()方法接收数据时，如果还没有可以接收的数据，它会阻塞，一直等到网络上有数据传来。来看一下效果吧！

批注 2019-10-31 231323.png

3、总结：

发送数据包的步骤：

1. 使用DatagramSocket()创建一个数据包套接字。

2. 使用DatagramPacket(byte[] buf,int length,InetAddress,int port)创建要发送的数据包。

3. 使用DatagramSocket类的send()方法发送数据包。

接收数据包的步骤：

1. 使用DatagramSocket(int port)创建数据包套接字，绑定到指定端口。

2. 使用DatagramPacket(byte[] buf,int length)创建字节数组来接收数据包。

3. 使用DatagramSocket类的receive()方法接收数据包。

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