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Java网络编程——UDP_java udp

java udp

目录

UDP网络通信编程

基本介绍

UDP编程的基本流程

应用实例

本章习题

第一题

服务端

客户端

第二题

服务端

客户端


UDP网络通信编程

基本介绍

UDP(User Datagram Protocol)是一种无连接的传输协议,不保证传输数据的可靠性。在网络通信中,UDP常用于那些对实时性要求较高、可靠性要求较低的应用程序,比如音视频传输等。

1.类 DatagramSocket 和 DatagramPacket[数据包/数据报] 实现了基于 UDP协议网络程序

2.UDP数据报通过数据报套接字 DatagramSocket 发送和接收,系统不保证UDP数据报一定能够安全送到目的地,也不能确定什么时候可以抵达

3.DatagramPacket 对象封装了UDP数据报,在数据报中包含了发送端的IP地址和端口号以及接收端的IP地址和端口号

4.UDP协议中每个数据报都给出了完整的地址信息,因此无须建立发送方和接收方的连接

在Java中,进行UDP网络通信可以使用Java自带的java.net包中的DatagramSocket和DatagramPacket类。

  1. DatagramSocket类

DatagramSocket类是实现基于UDP协议的网络通信的基础。该类提供的方法包括:

  • DatagramSocket(int port):创建一个DatagramSocket对象,并绑定到指定端口号。
  • void send(DatagramPacket p):将数据报发送到指定的主机和端口。
  • void receive(DatagramPacket p):等待接收数据报。
  • void setSoTimeout(int timeout):设置socket的超时时间。
  1. DatagramPacket类

DatagramPacket类代表着数据报包,包含了要发送或接收的数据、数据的长度以及发送或接收方的IP地址和端口号等信息。该类提供的方法包括:

  • DatagramPacket(byte[] buf, int length):创建一个DatagramPacket对象,用于接收数据报。
  • DatagramPacket(byte[] buf, int length, InetAddress address, int port):创建一个DatagramPacket对象,用于发送数据报。
  • byte[] getData():获取数据报的数据。
  • InetAddress getAddress():获取发送或接收方的IP地址。
  • int getPort():获取发送或接收方的端口号。

UDP编程的基本流程

1.核心的两个类/对象 DatagramSocket与DatagramPacket·

2.建立发送端,接收端(没有服务端和客户端概念)

3.发送数据前,建立数据包/报 DatagramPacket对象

4.调用DatagramSocket的发送、接收方法

5.关闭DatagramSocket

应用实例

代码演示:

首先我们先 创建 DatagramSocket 对象,准备在8887端口 接收数据

第二步将需要发送的数据,封装到 DatagramPacket对象,主要要把发送的内容转换成字节数组

这里要注意一下 封装的 DatagramPacket对象 bytes 内容字节数组 , bytes.length , 主机(IP) , 端口

然后 构建一个 DatagramPacket 对象,准备接收数据 因为UDP 协议时一个数据包最大 64k

  1. package com.homework;
  2. /*
  3. (1)编写一个接收端A,和一个发送端B, 使用UDP协议完成
  4. (2) 接收端在 8888端口等待接收数据(receive)
  5. (3)发送端向接收端 发送 数据“四大名著是哪些"
  6. (4)接收端接收到 发送端发送的 问题后,返回“四大名著是<<红楼梦>> ...”,否则返回what?
  7. (5)接收端和发送端程序退出
  8. */
  9. import java.io.IOException;
  10. import java.net.DatagramPacket;
  11. import java.net.DatagramSocket;
  12. import java.net.InetAddress;
  13. import java.util.Scanner;
  14. /**
  15. * 发送端B ====> 也可以接收数据
  16. */
  17. public class Homework02SenderB {
  18. public static void main(String[] args) throws IOException {
  19. //1.创建 DatagramSocket 对象,准备在8887端口 接收数据
  20. DatagramSocket socket = new DatagramSocket(8887);
  21. //2. 将需要发送的数据,封装到 DatagramPacket对象
  22. System.out.println("请输入你的问题: ");
  23. Scanner scanner = new Scanner(System.in);
  24. String question = scanner.next();
  25. byte[] bytes = question.getBytes();//把要发送的内容转成字节数组
  26. //说明: 封装的 DatagramPacket对象 bytes 内容字节数组 , bytes.length , 主机(IP) , 端口
  27. DatagramPacket datagramPacket = new DatagramPacket(bytes, bytes.length, InetAddress.getByName("192.168.55.57"), 8888);
  28. socket.send(datagramPacket);//发送
  29. //3.=== 接收从A端回复的信息
  30. //(1) 构建一个 DatagramPacket 对象,准备接收数据
  31. // 在前面讲解UDP 协议时,说过一个数据包最大 64k
  32. byte[] bytes1 = new byte[1024];
  33. datagramPacket = new DatagramPacket(bytes1, bytes1.length);
  34. //(2) 调用 接收方法, 将通过网络传输的 DatagramPacket 对象
  35. // 填充到 datagramPacket对象
  36. // 当有数据包发送到 本机的8887端口时,就会接收到数据
  37. // 如果没有数据包发送到 本机的8887端口, 就会阻塞等待.
  38. socket.receive(datagramPacket);
  39. //(3) 可以把datagramPacket 进行拆包,取出数据,并显示.
  40. int length = datagramPacket.getLength();//实际接收到的数据字节长度
  41. byte[] data = datagramPacket.getData();//接收到数据
  42. String s = new String(data, 0, length);//构建一个字符串
  43. System.out.println("接收到9999端口发来的信息");
  44. System.out.println(s);
  45. //关闭资源
  46. socket.close();
  47. System.out.println("B端退出");
  48. }
  49. }

  1. package com.homework;
  2. /*
  3. (1)编写一个接收端A,和一个发送端B, 使用UDP协议完成
  4. (2) 接收端在 8888端口等待接收数据(receive)
  5. (3)发送端向接收端 发送 数据“四大名著是哪些"
  6. (4)接收端接收到 发送端发送的 问题后,返回“四大名著是<<红楼梦>> ...”,否则返回what?
  7. (5)接收端和发送端程序退出
  8. */
  9. import java.io.IOException;
  10. import java.net.DatagramPacket;
  11. import java.net.DatagramSocket;
  12. import java.net.InetAddress;
  13. import java.net.SocketException;
  14. /**
  15. * UDP接收端
  16. */
  17. public class Homework02ReceiverA {
  18. public static void main(String[] args) throws IOException {
  19. //1. 创建一个 DatagramSocket 对象,准备在8888接收数据
  20. DatagramSocket socket = new DatagramSocket(8888);
  21. //2. 构建一个 DatagramPacket 对象,准备接收数据
  22. // 在前面讲解UDP 协议时,说过一个数据包最大 64k
  23. byte[] bytes = new byte[1024];
  24. DatagramPacket datagramPacket = new DatagramPacket(bytes, bytes.length);
  25. //3. 调用 接收方法, 将通过网络传输的 DatagramPacket 对象
  26. // 填充到 datagramPacket对象
  27. //当有数据包发送到 本机的8888端口时,就会接收到数据
  28. // 如果没有数据包发送到 本机的8888端口, 就会阻塞等待.
  29. System.out.println("接收端A 等待接收数据..");
  30. socket.receive(datagramPacket);
  31. //4. 可以把datagramPacket 进行拆包,取出数据,并显示
  32. int length = datagramPacket.getLength();//实际接收到的数据字节长度
  33. byte[] data = datagramPacket.getData();//接收到数据
  34. String s = new String(data, 0, length);//构建一个字符串
  35. String s2 = "";//定义辅助变量
  36. if (s.equals("四大名著是那些")) {
  37. s2 = "四大名著 <<红楼梦>> <<三国演示>> <<西游记>> <<水浒传>>";
  38. } else {
  39. s2 = "what?";
  40. }
  41. //===回复信息给B端
  42. //将需要发送的数据,存放到bytes数组中
  43. bytes = s2.getBytes();
  44. //说明: 封装的 DatagramPacket对象 bytes 内容字节数组 , bytes.length , 主机(IP) , 端口
  45. datagramPacket = new DatagramPacket(bytes, bytes.length, InetAddress.getByName("192.168.55.57"), 8887);
  46. socket.send(datagramPacket);//发送
  47. //5. 关闭资源
  48. socket.close();
  49. System.out.println("A端退出...");
  50. }
  51. }

本章习题

第一题

代码演示:

要求:

(1)使用字符流的方式,编写一个客户端程序和服务器端程序,
(2)客户端发送“name”,服务器端接收到后,返回“我是 nova",nova 是你自己的名字
(3)客户端发送“hobby”,服务器端接收到后,返回“编java程序”
(4)不是这两个问题,回复“你说啥呢!

服务端代码

  1. package com.homework;
  2. import java.io.*;
  3. import java.net.ServerSocket;
  4. import java.net.Socket;
  5. /*
  6. (1)使用字符流的方式,编写一个客户端程序和服务器端程序,
  7. (2)客户端发送“name”,服务器端接收到后,返回“我是 nova",nova 是你自己的名字
  8. (3)客户端发送“hobby”,服务器端接收到后,返回“编java程序”
  9. (4)不是这两个问题,回复“你说啥呢!
  10. */
  11. /**
  12. * 服务端, 使用字符流方式读写
  13. */
  14. public class Homework01Server {
  15. public static void main(String[] args) throws IOException {
  16. //思路
  17. //1. 在本机 的9999端口监听, 等待连接
  18. // 细节: 要求在本机没有其它服务在监听9999
  19. // 细节:这个 ServerSocket 可以通过 accept() 返回多个Socket[多个客户端连接服务器的并发]
  20. ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(9999);
  21. System.out.println("服务端,在9999端口监听,等待连接..");
  22. //2. 当没有客户端连接9999端口时,程序会 阻塞, 等待连接
  23. // 如果有客户端连接,则会返回Socket对象,程序继续
  24. Socket socket = serverSocket.accept();
  25. System.out.println("连接成功");
  26. //3. 获取socket相关联的输入流
  27. InputStream inputStream = socket.getInputStream();
  28. //4. IO读取, 使用字符流, 老师使用 InputStreamReader 将 inputStream 转成字符流
  29. BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(inputStream));
  30. String s = bufferedReader.readLine();//把读取到的内容存放到变量s中
  31. String answer = "";//定义辅助变量
  32. //对s进行判断,返回不同的值
  33. if (s.equals("name")) {
  34. answer = "我是nova";
  35. } else if (s.equals("hobby")) {
  36. answer = "编写Java程序";
  37. } else {
  38. answer = "你说啥呢";
  39. }
  40. //5. 获取socket相关联的输出流
  41. OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();
  42. BufferedWriter bufferedWriter = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(outputStream));
  43. bufferedWriter.write(answer);//根据s的值返回不同的信息
  44. bufferedWriter.flush();// 如果使用的字符流,需要手动刷新,否则数据不会写入数据通道
  45. socket.shutdownOutput();//设置结束标记
  46. //6.关闭流
  47. bufferedWriter.close();
  48. bufferedReader.close();
  49. socket.close();
  50. serverSocket.close();//关闭
  51. }
  52. }

客户端代码

  1. package com.homework;
  2. import java.io.*;
  3. import java.net.InetAddress;
  4. import java.net.Socket;
  5. import java.util.Scanner;
  6. /*
  7. (1)使用字符流的方式,编写一个客户端程序和服务器端程序,
  8. (2)客户端发送“name”,服务器端接收到后,返回“我是 nova",nova 是你自己的名字
  9. (3)客户端发送“hobby”,服务器端接收到后,返回“编java程序”
  10. (4)不是这两个问题,回复“你说啥呢!
  11. */
  12. /**
  13. * 客户端,发送 信息 给服务端, 使用字符流
  14. */
  15. public class Homework01Client {
  16. public static void main(String[] args) throws IOException {
  17. //思路
  18. //1. 连接服务端 (ip , 端口)
  19. //解读: 连接本机的 9999端口, 如果连接成功,返回Socket对象
  20. Socket socket = new Socket(InetAddress.getLocalHost(), 9999);
  21. //2. 连接上后,生成Socket, 通过socket.getOutputStream()
  22. // 得到 和 socket对象关联的输出流对象
  23. OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();
  24. //3. 通过输出流,写入数据到 数据通道, 使用字符流
  25. BufferedWriter bufferedWriter = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(outputStream));
  26. Scanner scanner = new Scanner(System.in);
  27. System.out.println("请输入内容");
  28. String s1 = scanner.next();
  29. bufferedWriter.write(s1);//创建一个scanner把我们输入的内容写入到数据通道中
  30. bufferedWriter.newLine();//插入一个换行符,表示写入的内容结束, 注意,要求对方使用readLine()!!!!
  31. bufferedWriter.flush();// 如果使用的字符流,需要手动刷新,否则数据不会写入数据通道
  32. //4. 获取和socket关联的输入流. 读取数据(字符),并显示
  33. InputStream inputStream = socket.getInputStream();
  34. BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(inputStream));
  35. System.out.println("接收到服务端发来的信息");
  36. String s = bufferedReader.readLine();//读取数据通道中的内容并输出
  37. System.out.println(s);
  38. //5.关闭流
  39. bufferedReader.close();
  40. bufferedWriter.close();
  41. socket.close();
  42. }
  43. }

第二题

代码演示:

要求:

(1)编写客户端程序和服务器端程序
(2) 客户端可以输入 一个 音乐 文件名,比如 高山流水,服务端 收到音乐名后,可以给客户端 返回这个 音乐文件,如果服务器没有这个文件,返回 一个默认的音乐即可。
(3) 客户端收到文件后,保存到本地 e:
(4)提示: 该程序可以使用 StreamUtils.java

服务端代码

  1. package com.homework;
  2. import java.io.*;
  3. import java.net.ServerSocket;
  4. import java.net.Socket;
  5. /*
  6. (1)编写客户端程序和服务器端程序
  7. (2) 客户端可以输入 一个 音乐 文件名,比如 高山流水,服务端 收到音乐名后,可以给客户端 返回这个 音乐文件,如果服务器没有这个文件,返回 一个默认的音乐即可。
  8. (3) 客户端收到文件后,保存到本地 e:
  9. (4)提示: 该程序可以使用 StreamUtils.java
  10. */
  11. public class Homework03Server {
  12. public static void main(String[] args) throws Exception {
  13. //1 在 9999端口监听
  14. ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(9999);
  15. //2.等待客户端连接
  16. System.out.println("服务端在9999端口等待连接");
  17. Socket socket = serverSocket.accept();
  18. System.out.println("连接成功");
  19. //读取到客户端发来要下载的文件名
  20. InputStream inputStream = socket.getInputStream();
  21. BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(inputStream));
  22. String s = bufferedReader.readLine();
  23. //也可以使用while循化的方式读取文件名
  24. /*
  25. InputStream inputStream = socket.getInputStream();
  26. byte[] b = new byte[1024];
  27. int len = 0;
  28. String downLoadFileName = "";
  29. while ((len = inputStream.read(b)) != -1) {
  30. downLoadFileName += new String(b, 0 , len);
  31. }
  32. System.out.println("客户端希望下载文件名=" + downLoadFileName);
  33. */
  34. //在服务器上有两个文件, 无名.mp3 高山流水.mp3
  35. //如果客户下载的是 高山流水 我们就返回该文件,否则一律返回 无名.mp3
  36. //根据用户发来的信息进行判断
  37. String resFile = "";
  38. if (s.equals("src\\高山流水.mp3")) {
  39. resFile = "src\\高山流水.mp3";
  40. } else {
  41. resFile = "src\\无名.mp3";
  42. }
  43. //根据客户端发来的信息读取文件 因为读取的是音乐要使用字节流不可以使用字符流,否则可能造成数据的丢失
  44. BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream(resFile));
  45. //使用工具类把读到的文件转成一个字节数组
  46. byte[] bytes = StreamUtils.streamToByteArray(bis);
  47. //把字节数组发送到数据通道
  48. BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(socket.getOutputStream());
  49. bos.write(bytes);
  50. bos.flush();
  51. socket.shutdownOutput();//设置结束标记就
  52. //关闭流
  53. bis.close();
  54. bos.close();
  55. inputStream.close();
  56. socket.close();
  57. serverSocket.close();
  58. System.out.println("服务端退出...");
  59. }
  60. }

客户端代码

  1. package com.homework;
  2. import java.io.*;
  3. import java.net.InetAddress;
  4. import java.net.Socket;
  5. import java.util.Scanner;
  6. /*
  7. (1)编写客户端程序和服务器端程序
  8. (2) 客户端可以输入 一个 音乐 文件名,比如 高山流水,服务端 收到音乐名后,可以给客户端 返回这个 音乐文件,如果服务器没有这个文件,返回 一个默认的音乐即可。
  9. (3) 客户端收到文件后,保存到本地 e:
  10. (4)提示: 该程序可以使用 StreamUtils.java
  11. */
  12. public class Homework03Client {
  13. public static void main(String[] args) throws Exception {
  14. //客户端连接服务端,准备发送
  15. Socket socket = new Socket(InetAddress.getLocalHost(), 9999);
  16. // 获取和Socket关联的输出流
  17. OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();
  18. BufferedWriter bufferedWriter = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(outputStream));
  19. // 接收用户输入,指定下载文件名
  20. Scanner scanner = new Scanner(System.in);
  21. System.out.println("请输入要下载的音乐名");
  22. String next = scanner.next();
  23. bufferedWriter.write(next);//把要下载的文件名发送到服务端
  24. bufferedWriter.flush();
  25. //设置写入结束的标志
  26. socket.shutdownOutput();
  27. String filePath = "e:\\" + next + ".mp3";
  28. InputStream inputStream = socket.getInputStream();
  29. //从数据通道中读取读取服务端返回的文件(字节数据)
  30. BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(inputStream);
  31. //使用工具类转成一个字节数组
  32. byte[] bytes = StreamUtils.streamToByteArray(bis);
  33. // 得到一个字节输出流,准备将 bytes 写入到磁盘文件
  34. BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream(filePath));
  35. bos.write(bytes);
  36. bos.flush();
  37. //关闭流
  38. bis.close();
  39. bos.close();
  40. bufferedWriter.close();
  41. socket.close();
  42. System.out.println("客户端下载完毕,正确退出..");
  43. }
  44. }

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