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JAVA图文说明教程 第8讲 Java网络编程(3)

[摘要]8.3.10 据报Datagram通讯   前面在介绍TCP/IP协议的时候,我们已经提到,在TCP/IP协议的传输层除了TCP协议之外还有一个UDP协议,相比而言UDP的应用不如TCP广泛,几个标准的应用层协议HTTP,FTP,SMTP…使用的都是TCP协议。但是,随着计算机网络的发展,UDP协...
8.3.10 据报Datagram通讯

  前面在介绍TCP/IP协议的时候,我们已经提到,在TCP/IP协议的传输层除了TCP协议之外还有一个UDP协议,相比而言UDP的应用不如TCP广泛,几个标准的应用层协议HTTP,FTP,SMTP…使用的都是TCP协议。但是,随着计算机网络的发展,UDP协议正越来越来显示出其威力,尤其是在需要很强的实时交互性的场合,如游戏网络,视频会议等,UDP更是显示出极强的威力,下面我们就介绍一下Java环境下如何实现UDP网络传输。

  8.3.11 什么是Datagram

  所谓数据报(Datagram)就跟日常生活中的邮件系统一样,是不能保证可靠的寄到的,而面向链接的TCP就好比电话,双方能肯定对方接受到了信息。在本章前面,我们已经对UDP和TCP进行了比较,在这里再稍作小节:

  TCP,可靠,传输大小无限制,但是需要连接建立时间,差错控制开销大。
  UDP,不可靠,差错控制开销较小,传输大小限制在64K以下,不需要建立连接。

  总之,这两种协议各有特点,应用的场合也不同,是完全互补的两个协议,在TCP/IP协议中占有同样重要的地位,要学好网络编程,两者缺一不可。

  8.3.12 Datagram通讯的表示方法:DatagramSocket;DatagramPacket

  包java.net中提供了两个类DatagramSocket和DatagramPacket用来支持数据报通信,DatagramSocket用于在程序之间建立传送数据报的通信连接, DatagramPacket则用来表示一个数据报。先来看一下DatagramSocket的构造方法:
   DatagramSocket();
   DatagramSocket(int prot);
   DatagramSocket(int port, InetAddress laddr)
  
  其中,port指明socket所使用的端口号,如果未指明端口号,则把socket连接到本地主机上一个可用的端口。laddr指明一个可用的本地地址。给出端口号时要保证不发生端口冲突,否则会生成SocketException类例外。注意:上述的两个构造方法都声明抛弃非运行时例外SocketException,程序中必须进行处理,或者捕获、或者声明抛弃。

  用数据报方式编写client/server程序时,无论在客户方还是服务方,首先都要建立一个DatagramSocket对象,用来接收或发送数据报,然后使用DatagramPacket类对象作为传输数据的载体。下面看一下DatagramPacket的构造方法 :
   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中存放数据报数据,length为数据报中数据的长度,addr和port旨明目的地址,offset指明了数据报的位移量。

  在接收数据前,应该采用上面的第一种方法生成一个DatagramPacket对象,给出接收数据的缓冲区及其长度。然后调用DatagramSocket 的方法receive()等待数据报的到来,receive()将一直等待,直到收到一个数据报为止。
  DatagramPacket packet=new DatagramPacket(buf, 256);
  Socket.receive (packet);

  发送数据前,也要先生成一个新的DatagramPacket对象,这时要使用上面的第二种构造方法,在给出存放发送数据的缓冲区的同时,还要给出完整的目的地址,包括IP地址和端口号。发送数据是通过DatagramSocket的方法send()实现的,send()根据数据报的目的地址来寻径,以传递数据报。
  DatagramPacket packet=new DatagramPacket(buf, length, address, port);
  Socket.send(packet);

  在构造数据报时,要给出InetAddress类参数。类InetAddress在包java.net中定义,用来表示一个Internet地址,我们可以通过它提供的类方法getByName()从一个表示主机名的字符串获取该主机的IP地址,然后再获取相应的地址信息。

  8.3.13 基于UDP的简单的Client/Server程序设计

  有了上面的知识,我们就可以来构件一个基于UDP的C/S 网络传输模型

  1. 客户方程序 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) {
    //如果启动的时候没有给出Server的名字,那么出错退出
     System.out.println("Usage:java QuoteClient ");
     //打印出错信息
     return; //返回
    }

    DatagramSocket socket=new DatagramSocklet();
    //创建数据报套接字

    Byte[] buf=new byte[256]; //创建缓冲区
    InetAddress address=InetAddress.getByName(args [0]);
  //由命令行给出的第一个参数默认为Server的名字,通过它得到Server的IP信息
    DatagramPacket packet=new DatagramPacket (buf, buf.length, address, 4445);
    //创建DatagramPacket对象
    socket.send(packet); //发送
    packet=new DatagramPacket(buf,buf.length);
    //创建新的DatagramPacket对象,用来接收数据报
    socket.receive(packet); //接收
    String received=new String(packet.getData());
    //根据接收到的字节数组生成相应的字符串
    System.out.println("Quote of the Moment:"+received );
    //打印生成的字符串

    socket.close(); //关闭套接口
   }
  }

  2. 服务器方程序:QuoteServer.java

  public class QuoteServer{
   public static void main(String args[]) throws java.io.IOException
   {
    new QuoteServerThread().start();
    //启动一个QuoteServerThread线程
   }
  }

  3. 程序QuoteServerThread.java

  import java.io.*;
  import java.net.*;
  import java.util.*;
  //服务器线程
  public class QuoteServerThread extends Thread
  {
  protected DatagramSocket socket=null;
  //记录和本对象相关联的DatagramSocket对象
  protected BufferedReader in=null;
  //用来读文件的一个Reader
  protected boolean moreQuotes=true;
  //标志变量,是否继续操作

  public QuoteServerThread() throws IOException {
  //无参数的构造函数
    this("QuoteServerThread");
    //以QuoteServerThread为默认值调用带参数的构造函数
  }
  public QuoteServerThread(String name) throws IOException {
    super(name); //调用父类的构造函数
    socket=new DatagramSocket(4445);
    //在端口4445创建数据报套接字
    try{
      in= new BufferedReader(new FileReader(" one-liners.txt"));
      //打开一个文件,构造相应的BufferReader对象
    }catch(FileNotFoundException e) { //异常处理
      System.err.println("Could not open quote file. Serving time instead.");
       //打印出错信息
    }
  }
  public void run() //线程主体
  {
    while(moreQuotes) {
     try{
       byte[] buf=new byte[256]; //创建缓冲区
       DatagramPacket packet=new DatagramPacket(buf,buf.length);
       //由缓冲区构造DatagramPacket对象
       socket.receive(packet); //接收数据报
       String dString=null;
       if(in= =null) dString=new Date().toString();
       //如果初始化的时候打开文件失败了,
       //则使用日期作为要传送的字符串
       else dString=getNextQuote();
       //否则调用成员函数从文件中读出字符串
       buf=dString.getByte();
       //把String转换成字节数组,以便传送

       InetAddress address=packet.getAddress();
       //从Client端传来的Packet中得到Client地址
       int port=packet.getPort(); //和端口号
       packet=new DatagramPacket(buf,buf.length,address,port);
       //根据客户端信息构建DatagramPacket
       socket.send(packet); //发送数据报
      }catch(IOException e) { //异常处理
       e.printStackTrace(); //打印错误栈
       moreQuotes=false; //标志变量置false,以结束循环
      }
    }
    socket.close(); //关闭数据报套接字
  }

  protected String getNextQuotes(){
  //成员函数,从文件中读数据
    String returnValue=null;
    try {
       if((returnValue=in.readLine())= =null) {
       //从文件中读一行,如果读到了文件尾
       in.close( ); //关闭输入流
       moreQuotes=false;
       //标志变量置false,以结束循环
       returnValue="No more quotes. Goodbye.";
       //置返回值
       } //否则返回字符串即为从文件读出的字符串
    }catch(IOEception e) { //异常处理
       returnValue="IOException occurred in server";
       //置异常返回值
    }
    return returnValue; //返回字符串
  }
  }