8.3.10 據(jù)報(bào)Datagram通訊

　　前面在介紹TCP/IP協(xié)議的時(shí)候，我們已經(jīng)提到，在TCP/IP協(xié)議的傳輸層除了TCP協(xié)議之外還有一個(gè)UDP協(xié)議，相比而言UDP的應(yīng)用不如TCP廣泛，幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用層協(xié)議HTTP，F(xiàn)TP，SMTP…使用的都是TCP協(xié)議。但是，隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，UDP協(xié)議正越來(lái)越來(lái)顯示出其威力，尤其是在需要很強(qiáng)的實(shí)時(shí)交互性的場(chǎng)合，如游戲網(wǎng)絡(luò)，視頻會(huì)議等，UDP更是顯示出極強(qiáng)的威力，下面我們就介紹一下Java環(huán)境下如何實(shí)現(xiàn)UDP網(wǎng)絡(luò)傳輸。

　　8.3.11 什么是Datagram

　　所謂數(shù)據(jù)報(bào)（Datagram）就跟日常生活中的郵件系統(tǒng)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(duì)方接受到了信息。在本章前面，我們已經(jīng)對(duì)UDP和TCP進(jìn)行了比較，在這里再稍作小節(jié)：

　　TCP，可靠，傳輸大小無(wú)限制，但是需要連接建立時(shí)間，差錯(cuò)控制開(kāi)銷大。
　　UDP，不可靠，差錯(cuò)控制開(kāi)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(xié)議各有特點(diǎn)，應(yīng)用的場(chǎng)合也不同，是完全互補(bǔ)的兩個(gè)協(xié)議，在TCP/IP協(xié)議中占有同樣重要的地位，要學(xué)好網(wǎng)絡(luò)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(gè)類DatagramSocket和DatagramPacket用來(lái)支持?jǐn)?shù)據(jù)報(bào)通信，DatagramSocket用于在程序之間建立傳送數(shù)據(jù)報(bào)的通信連接， DatagramPacket則用來(lái)表示一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)。先來(lái)看一下DatagramSocket的構(gòu)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(hào)，如果未指明端口號(hào)，則把socket連接到本地主機(jī)上一個(gè)可用的端口。laddr指明一個(gè)可用的本地地址。給出端口號(hào)時(shí)要保證不發(fā)生端口沖突，否則會(huì)生成SocketException類例外。注意：上述的兩個(gè)構(gòu)造方法都聲明拋棄非運(yùn)行時(shí)例外SocketException，程序中必須進(jìn)行處理，或者捕獲、或者聲明拋棄。

　　用數(shù)據(jù)報(bào)方式編寫client/server程序時(shí)，無(wú)論在客戶方還是服務(wù)方，首先都要建立一個(gè)DatagramSocket對(duì)象，用來(lái)接收或發(fā)送數(shù)據(jù)報(bào)，然后使用DatagramPacket類對(duì)象作為傳輸數(shù)據(jù)的載體。下面看一下DatagramPacket的構(gòu)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(shù)據(jù)報(bào)數(shù)據(jù)，length為數(shù)據(jù)報(bào)中數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度，addr和port旨明目的地址，offset指明了數(shù)據(jù)報(bào)的位移量。

　　在接收數(shù)據(jù)前，應(yīng)該采用上面的第一種方法生成一個(gè)DatagramPacket對(duì)象，給出接收數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)及其長(zhǎng)度。然后調(diào)用DatagramSocket 的方法receive()等待數(shù)據(jù)報(bào)的到來(lái)，receive()將一直等待，直到收到一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)為止。
　　DatagramPacket packet=new DatagramPacket(buf, 256);
　　Socket.receive (packet);

　　發(fā)送數(shù)據(jù)前，也要先生成一個(gè)新的DatagramPacket對(duì)象，這時(shí)要使用上面的第二種構(gòu)造方法，在給出存放發(fā)送數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)的同時(shí)，還要給出完整的目的地址，包括IP地址和端口號(hào)。發(fā)送數(shù)據(jù)是通過(guò)DatagramSocket的方法send()實(shí)現(xiàn)的，send()根據(jù)數(shù)據(jù)報(bào)的目的地址來(lái)尋徑，以傳遞數(shù)據(jù)報(bào)。
　　DatagramPacket packet=new DatagramPacket(buf, length, address, port);
　　Socket.send(packet)；

　　在構(gòu)造數(shù)據(jù)報(bào)時(shí)，要給出InetAddress類參數(shù)。類InetAddress在包java.net中定義，用來(lái)表示一個(gè)Internet地址，我們可以通過(guò)它提供的類方法getByName（）從一個(gè)表示主機(jī)名的字符串獲取該主機(jī)的IP地址，然后再獲取相應(yīng)的地址信息。

　　8.3.13 基于UDP的簡(jiǎn)單的Client/Server程序設(shè)計(jì)

　　有了上面的知識(shí)，我們就可以來(lái)構(gòu)件一個(gè)基于UDP的C/S 網(wǎng)絡(luò)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(dòng)的時(shí)候沒(méi)有給出Server的名字，那么出錯(cuò)退出
　　　　　System.out.println("Usage:java QuoteClient ");
　　　　　//打印出錯(cuò)信息
　　　　　return; //返回
　　　　}

　　　　DatagramSocket socket=new DatagramSocklet();
　　　　//創(chuàng)建數(shù)據(jù)報(bào)套接字

　　　　Byte[] buf=new byte[256]; //創(chuàng)建緩沖區(qū)
　　　　InetAddress address=InetAddress.getByName(args [0]);
　　//由命令行給出的第一個(gè)參數(shù)默認(rèn)為Server的名字，通過(guò)它得到Server的IP信息
　　　　DatagramPacket packet=new DatagramPacket (buf, buf.length, address, 4445);
　　　　//創(chuàng)建DatagramPacket對(duì)象
　　　　socket.send(packet); //發(fā)送
　　　　packet=new DatagramPacket(buf,buf.length);
　　　　//創(chuàng)建新的DatagramPacket對(duì)象，用來(lái)接收數(shù)據(jù)報(bào)
　　　　socket.receive(packet); //接收
　　　　String received=new String(packet.getData());
　　　　//根據(jù)接收到的字節(jié)數(shù)組生成相應(yīng)的字符串
　　　　System.out.println("Quote of the Moment:"+received );
　　　　//打印生成的字符串

　　　　socket.close(); //關(guān)閉套接口
　　　}
　　}

　　2. 服務(wù)器方程序:QuoteServer.java

　　public class QuoteServer{
　　　public static void main(String args[]) throws java.io.IOException
　　　{
　　　　new QuoteServerThread().start();
　　　　//啟動(dòng)一個(gè)QuoteServerThread線程
　　　}
　　}

　　3. 程序QuoteServerThread.java

　　import java.io.*;
　　import java.net.*;
　　import java.util.*;
　　//服務(wù)器線程
　　public class QuoteServerThread extends Thread
　　{
　　protected DatagramSocket socket=null;
　　//記錄和本對(duì)象相關(guān)聯(lián)的DatagramSocket對(duì)象
　　protected BufferedReader in=null;
　　//用來(lái)讀文件的一個(gè)Reader
　　protected boolean moreQuotes=true;
　　//標(biāo)志變量，是否繼續(xù)操作

　　public QuoteServerThread() throws IOException {
　　//無(wú)參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)
　　　　this("QuoteServerThread");
　　　　//以QuoteServerThread為默認(rèn)值調(diào)用帶參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)
　　}
　　public QuoteServerThread(String name) throws IOException {
　　　　super(name); //調(diào)用父類的構(gòu)造函數(shù)
　　　　socket=new DatagramSocket(4445);
　　　　//在端口4445創(chuàng)建數(shù)據(jù)報(bào)套接字
　　　　try{
　　　　　　in= new BufferedReader(new FileReader(" one-liners.txt"));
　　　　　　//打開(kāi)一個(gè)文件，構(gòu)造相應(yīng)的BufferReader對(duì)象
　　　　}catch(FileNotFoundException e) { //異常處理
　　　　　　System.err.println("Could not open quote file. Serving time instead.");
　　　　　　　//打印出錯(cuò)信息
　　　　}
　　}
　　public void run() //線程主體
　　{
　　　　while(moreQuotes) {
　　　　　try{
　　　　　　　byte[] buf=new byte[256]; //創(chuàng)建緩沖區(qū)
　　　　　　　DatagramPacket packet=new DatagramPacket(buf,buf.length);
　　　　　　　//由緩沖區(qū)構(gòu)造DatagramPacket對(duì)象
　　　　　　　socket.receive(packet); //接收數(shù)據(jù)報(bào)
　　　　　　　String dString=null;
　　　　　　　if(in= =null) dString=new Date().toString();
　　　　　　　//如果初始化的時(shí)候打開(kāi)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(diào)用成員函數(shù)從文件中讀出字符串
　　　　　　　buf=dString.getByte();
　　　　　　　//把String轉(zhuǎn)換成字節(jié)數(shù)組，以便傳送

　　　　　　　InetAddress address=packet.getAddress();
　　　　　　　//從Client端傳來(lái)的Packet中得到Client地址
　　　　　　　int port=packet.getPort(); //和端口號(hào)
　　　　　　　packet=new DatagramPacket(buf,buf.length,address,port);
　　　　　　　//根據(jù)客戶端信息構(gòu)建DatagramPacket
　　　　　　　socket.send(packet); //發(fā)送數(shù)據(jù)報(bào)
　　　　　　}catch(IOException e) { //異常處理
　　　　　　　e.printStackTrace(); //打印錯(cuò)誤棧
　　　　　　　moreQuotes=false; //標(biāo)志變量置false，以結(jié)束循環(huán)
　　　　　　}
　　　　}
　　　　socket.close(); //關(guān)閉數(shù)據(jù)報(bào)套接字
　　}

　　protected String getNextQuotes(){
　　//成員函數(shù)，從文件中讀數(shù)據(jù)
　　　　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(guān)閉輸入流
　　　　　　　moreQuotes=false;
　　　　　　　//標(biāo)志變量置false，以結(jié)束循環(huán)
　　　　　　　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
　　}
　　}