探索 `DatagramSocket` 类

DatagramSocket 类是 Java 网络编程中的一个关键组件，专门用于处理 UDP（用户数据报协议）通信。与基于连接的 TCP 不同，UDP 是一种无连接协议，适用于对速度和效率要求较高，但对可靠性要求相对较低的场景。

本文将详细介绍 DatagramSocket 类的基本用法、实现细节以及实际应用中的一些高级特性。

什么是 DatagramSocket 类？

DatagramSocket 类位于 Java 标准库的 java.net 包中。它提供了发送和接收数据报（datagram）的功能，这些数据报是通过 UDP 协议进行传输的。

基本用法

在使用 DatagramSocket 进行通信时，通常需要创建两个类的实例：DatagramSocket 和 DatagramPacket。前者用于发送和接收数据报，后者用于封装发送和接收的数据。

创建 DatagramSocket 实例

要创建一个 DatagramSocket 实例，可以使用以下代码：

import java.net.DatagramSocket;
import java.net.SocketException;

public class UDPSocketExample {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            DatagramSocket socket = new DatagramSocket(9876);
            System.out.println("Socket created on port 9876");
        } catch (SocketException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

在这个示例中，我们创建了一个绑定到端口 9876 的 DatagramSocket 对象。此端口将用于接收来自客户端的数据。

发送数据报

为了发送数据报，需要创建一个 DatagramPacket 对象，并指定目标地址和端口：

import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetAddress;

public class UDPSender {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            DatagramSocket socket = new DatagramSocket();
            String message = "Hello, UDP!";
            byte[] buffer = message.getBytes();
            InetAddress address = InetAddress.getByName("localhost");
            DatagramPacket packet = new DatagramPacket(buffer, buffer.length, address, 9876);
            socket.send(packet);
            System.out.println("Message sent: " + message);
            socket.close();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

接收数据报

接收数据报时，需要创建一个缓冲区来存储接收到的数据：

import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;

public class UDPReceiver {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            DatagramSocket socket = new DatagramSocket(9876);
            byte[] buffer = new byte[1024];
            DatagramPacket packet = new DatagramPacket(buffer, buffer.length);
            socket.receive(packet);
            String receivedMessage = new String(packet.getData(), 0, packet.getLength());
            System.out.println("Message received: " + receivedMessage);
            socket.close();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

详细分析

构造函数

DatagramSocket 提供了多种构造函数，可以创建绑定到特定端口或 IP 地址的套接字。例如：

public DatagramSocket() throws SocketException
public DatagramSocket(int port) throws SocketException
public DatagramSocket(int port, InetAddress laddr) throws SocketException

发送和接收方法

• send(DatagramPacket p)：发送数据报包。
• receive(DatagramPacket p)：接收数据报包。该方法是阻塞的，会等待直到接收到数据报包。

关闭套接字

使用完 DatagramSocket 后，应该调用 close() 方法释放资源：

socket.close();

高级特性

设置超时

可以通过 setSoTimeout() 方法为 DatagramSocket 设置超时时间：

socket.setSoTimeout(5000); // 设置超时时间为 5000 毫秒

广播

UDP 允许广播消息到一个网络上的所有设备。可以通过设置数据包的目标地址为广播地址来实现：

InetAddress broadcastAddress = InetAddress.getByName("255.255.255.255");
DatagramPacket packet = new DatagramPacket(buffer, buffer.length, broadcastAddress, 9876);
socket.send(packet);

多播

多播是一种特殊的广播，允许将数据发送到特定组的多个主机。Java 提供了 MulticastSocket 类来支持多播。

实际应用示例

下面是一个简单的聊天应用，通过 UDP 实现：

发送端

import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetAddress;
import java.util.Scanner;

public class UDPChatSender {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            DatagramSocket socket = new DatagramSocket();
            InetAddress address = InetAddress.getByName("localhost");
            Scanner scanner = new Scanner(System.in);

            while (true) {
                System.out.print("Enter message: ");
                String message = scanner.nextLine();
                byte[] buffer = message.getBytes();
                DatagramPacket packet = new DatagramPacket(buffer, buffer.length, address, 9876);
                socket.send(packet);
                if ("exit".equalsIgnoreCase(message)) {
                    break;
                }
            }

            socket.close();
            scanner.close();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

接收端

import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;

public class UDPChatReceiver {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            DatagramSocket socket = new DatagramSocket(9876);
            byte[] buffer = new byte[1024];

            while (true) {
                DatagramPacket packet = new DatagramPacket(buffer, buffer.length);
                socket.receive(packet);
                String receivedMessage = new String(packet.getData(), 0, packet.getLength());
                System.out.println("Received: " + receivedMessage);
                if ("exit".equalsIgnoreCase(receivedMessage)) {
                    break;
                }
            }

            socket.close();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

总结

DatagramSocket 类是 Java 网络编程中处理 UDP 通信的核心工具。通过掌握其基本用法和高级特性，可以构建高效、可靠的 UDP 应用。

希望这篇文章能帮助你更好地理解和使用 DatagramSocket 类。如果你有任何问题或想法，欢迎在评论区分享！

原文地址：https://blog.csdn.net/yimeixiaolangzai/article/details/140396867

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