8.3.10 據報Datagram通訊

前面在介紹TCP/IP協議的時候，我們已經提到，在TCP/IP協議的傳輸層除了TCP協議之外還有一個UDP協議，相比而言UDP的應用不如TCP廣泛，幾個標準的應用層協議HTTP，FTP，SMTP…使用的都是TCP協議。但是，隨著計算機網絡的發展，UDP協議正越來越來顯示出其威力，尤其是在需要很強的實時交互性的場合，如網絡游戲，視頻會議等，UDP更是顯示出極強的威力，下面我們就介紹一下Java環境下如何實現UDP網絡傳輸。

8.3.11 什么是Datagram

所謂數據報（Datagram）就跟日常生活中的郵件系統一樣，是不能保證可靠的寄到的，而面向鏈接的TCP就好比電話，雙方能肯定對方接受到了信息。在本章前面，我們已經對UDP和TCP進行了比較，在這里再稍作小節：

TCP，可靠，傳輸大小無限制，但是需要連接建立時間，差錯控制開銷大。

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

總之，這兩種協議各有特點，應用的場合也不同，是完全互補的兩個協議，在TCP/IP協議中占有同樣重要的地位，要學好網絡編程，兩者缺一不可。

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

包java.net中提供了兩個類DatagramSocket和DatagramPacket用來支持數據報通信，DatagramSocket用于在程序之間建立傳送數據報的通信連接， DatagramPacket則用來表示一個數據報。先來看一下DatagramSocket的構造方法：

　DatagramSocket（）；

　DatagramSocket（int prot）;

　DatagramSocket(int port, InetAddress laddr)

其中，port指明socket所使用的端口號，如果未指明端口號，則把socket連接到本地主機上一個可用的端口。laddr指明一個可用的本地地址。給出端口號時要保證不發生端口沖突，否則會生成SocketException類例外。注意：上述的兩個構造方法都聲明拋棄非運行時例外SocketException，程序中必須進行處理，或者捕獲、或者聲明拋棄。

用數據報方式編寫client/server程序時，無論在客戶方還是服務方，首先都要建立一個DatagramSocket對象，用來接收或發送數據報，然后使用DatagramPacket類對象作為傳輸數據的載體。下面看一下DatagramPacket的構造方法 ：

　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中存放數據報數據，length為數據報中數據的長度，addr和port旨明目的地址，offset指明了數據報的位移量。

在接收數據前，應該采用上面的第一種方法生成一個DatagramPacket對象，給出接收數據的緩沖區及其長度。然后調用DatagramSocket 的方法receive()等待數據報的到來，receive()將一直等待，直到收到一個數據報為止。

DatagramPacket packet=new DatagramPacket(buf, 256);

Socket.receive (packet);

發送數據前，也要先生成一個新的DatagramPacket對象，這時要使用上面的第二種構造方法，在給出存放發送數據的緩沖區的同時，還要給出完整的目的地址，包括IP地址和端口號。發送數據是通過DatagramSocket的方法send()實現的，send()根據數據報的目的地址來尋徑，以傳遞數據報。

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

Socket.send(packet)；

在構造數據報時，要給出InetAddress類參數。類InetAddress在包java.net中定義，用來表示一個Internet地址，我們可以通過它提供的類方法getByName（）從一個表示主機名的字符串獲取該主機的IP地址，然后再獲取相應的地址信息。

8.3.13 基于UDP的簡單的Client/Server程序設計

有了上面的知識，我們就可以來構件一個基于UDP的C/S 網絡傳輸模型

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) {

//如果啟動的時候沒有給出Server的名字，那么出錯退出

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

　//打印出錯信息

　return; //返回

}

DatagramSocket socket=new DatagramSocklet();

//創建數據報套接字

Byte[] buf=new byte[256]; //創建緩沖區

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

//由命令行給出的第一個參數默認為Server的名字，通過它得到Server的IP信息

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

//創建DatagramPacket對象

socket.send(packet); //發送

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

//創建新的DatagramPacket對象，用來接收數據報

socket.receive(packet); //接收

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

//根據接收到的字節數組生成相應的字符串

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

//打印生成的字符串

socket.close(); //關閉套接口

　}

}

2. 服務器方程序:QuoteServer.java

public class QuoteServer{

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

　{

new QuoteServerThread().start();

//啟動一個QuoteServerThread線程

　}

}

3. 程序QuoteServerThread.java

import java.io.*;

import java.net.*;

import java.util.*;

//服務器線程

public class QuoteServerThread extends Thread

{

protected DatagramSocket socket=null;

//記錄和本對象相關聯的DatagramSocket對象

protected BufferedReader in=null;

//用來讀文件的一個Reader

protected boolean moreQuotes=true;

//標志變量，是否繼續操作

public QuoteServerThread() throws IOException {

//無參數的構造函數

this('QuoteServerThread');

//以QuoteServerThread為默認值調用帶參數的構造函數

}

public QuoteServerThread(String name) throws IOException {

super(name); //調用父類的構造函數

socket=new DatagramSocket(4445);

//在端口4445創建數據報套接字

try{

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

//打開一個文件，構造相應的BufferReader對象

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

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

　//打印出錯信息

}

}

public void run() //線程主體

{

while(moreQuotes) {

　try{

　byte[] buf=new byte[256]; //創建緩沖區

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

　//由緩沖區構造DatagramPacket對象

　socket.receive(packet); //接收數據報

　String dString=null;

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

　//如果初始化的時候打開文件失敗了，

　//則使用日期作為要傳送的字符串

　else dString=getNextQuote();

　//否則調用成員函數從文件中讀出字符串

　buf=dString.getByte();

　//把String轉換成字節數組，以便傳送

　InetAddress address=packet.getAddress();

　//從Client端傳來的Packet中得到Client地址

　int port=packet.getPort(); //和端口號

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

　//根據客戶端信息構建DatagramPacket

　socket.send(packet); //發送數據報

}catch(IOException e) { //異常處理

　e.printStackTrace(); //打印錯誤棧

　moreQuotes=false; //標志變量置false，以結束循環

}

}

socket.close(); //關閉數據報套接字

}

protected String getNextQuotes(){

//成員函數，從文件中讀數據

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( ); //關閉輸入流

　moreQuotes=false;

　//標志變量置false，以結束循環

　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

}

}