大家好，又见面了，我是你们的朋友全栈君。
UDP （用户数据报协议）是OSI(Open System Interconnection，开放式系统互联) 参考模型中一种无连接的传输层协议，提供面向事务的简单不可靠信息传送服务。
目录
什么是UDP协议？
UDP协议数据传输原理
DatagramPacket类
DatagramSocket类
UDP协议网络通信客户端服务器程序
服务器端程序
客户端程序
Hello！大家好！我是灰小猿。
之前和大家分享了使用TCP协议进行网络通信的过程，想了解的小伙伴可以看我的这篇文章《Java利用TCP协议实现客户端与服务器通信》，今天来和大家分享一下在Java网络编程开发中，使用UDP协议进行网络通信，
什么是UDP协议？
首先来了解一下什么是UDP协议。
UDP（即用户数据报协议）它是除了TCP协议以外的另一种网络信息传输的形式，我们知道TCP和UDP协议的不同点在于：
TCP协议是可靠而非安全的网络协议，它可以保证数据在从一端传输至另一端的时候可以准确的送达，并且送达的数据的排列顺序和送出时的顺序是相同的。
UDP协议的安全而非可靠的网络协议，基于UDP的信息传输快，但是不提供可靠的保证，
使用UDP协议进行数据传输时，用户无法知道数据能否到达主机，也不能确保到达目的地的顺序是否和发送的顺序相同，它就像是像一个广播站一样，将消息通过喇叭广播出去，然后人们可以听到这条消息，但是谁收了消息，谁没有收到消息，广播员是不知道的。即使如此，它也可以在较短时间内通知到听到消息的大部分人，所以说UDP协议是一种不可靠的协议，但是对于需要快速传输信息，并且能够容忍小的错误的通信，可以考虑使用UDP协议。
UDP协议数据传输原理
基于UDP通信的基本模式类似于“收发快递”的过程。
- 将数据打包（称为数据包），然后将数据包发往目的地。
- 接收别人发来的数据包，然后查看数据包。
发送数据包的过程如下：
- 使用DatagramSocket()创建一个数据包套接字，
- 使用DatagramPacket(byte[] buf,int offset,int length,InetAddress address,int port)创建要发送的数据包。
- 使用DatagramSocket类的send()方法发送数据包。
接收数据包的步骤如下：
- 使用DatagramSocket(int port)创建数据包套接字，并绑定到指定的端口
- 使用DatagramPocket(byte[] buf,int length)创建字节数组来接收数据包。
- 使用DatagramPacket类的receive()方法来接收UDP包，
在这里需要注意的一点是：DatagramPacket类的receive()方法开始接收数据时，如果还没有可以接收的数据，在正常情况下DatagramPacket类的receive()方法将会阻塞，一直等到网络上有数据传来，receive()方法接收该数据并返回，
如果网络上没有一个数据传来，receive()方法也没有阻塞，肯定是程序有问题，一般是使用了一个已经被占用的端口。
接下来分别说明一下在进行UDP协议传输时，常用的两个类：
DatagramPacket类
DatagramPacket类位于Java.net包下，用来表示数据包。
DatagramPacket类的构造函数有：
- DatagramPocket(byte[] buf,int length)
- DatagramPacket(byte[] buf,int offset,int length,InetAddress address,int port)
第一种构造函数用于接收数据包，它指定了数据包的内存空间和大小，可以形象的表示为接收快递的收件人，只需要获取到包裹就可以了。
第二种构造函数用于发送数据包，它不仅指定了数据包的内存空间和大小，还指定了数据包的目标地址和端口，在发送数据时必须指定接收方的Socket地址和端口号，使用第二种构造函数可以创建发送数据的DatagramPacket对象，因此第二种构造函数也可以理解为快递员，他不仅需要获取到要发送的快递包裹，还需要知道发送的地址（ip地址）和门牌号（端口号）。
DatagramSocket类
DatagramSocket类位于java.net包中，它用于表示接收和发送数据包的套接字，该类有以下的构造函数：
- DatagramSocket()
- DatagramSocket(int port)
- DatagramSocket(int port,InetAddress addr)
第一种构造函数创建DatagramSocket对象，构造数据报套接字，并将其绑定到本地主机任何可用的端口上，
第二种构造函数创建DatagramSocket对象，创建数据报套接字，并将其绑定到本地主机的指定端口上，
第三种构造函数创建DatagramSocket对象，创建数据报套接字，并将其绑定到指定的本地地址上，这一种构造函数适用于有多块网卡和多个ip地址的情况。
在进行程序的接收时，必须指定一个端口号，不允许系统随机生成，此时可以使用第二种构造函数，就像你去发快递收货地址必须指定是一样的，在发送程序时通常使用第一种构造函数，不需要指定端口号，这就像发快递不管去哪一个快递公司都可以。
UDP协议网络通信客户端服务器程序
了解了UDP协议的基本通讯原理之后，就是UDP程序的编写过程了，我们以一个不断发送天气情况的程序为例，在服务器端不断发送天气情况，客户端通过接收窗口进行接收，并且实时显示接收到的信息。
服务器端程序
代码语言：javascript复制package 天气播报;
import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.InetAddress;
import java.net.MulticastSocket;
import java.net.UnknownHostException;
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;
public class Server extends Thread{
int port = 9898; //定义端口
InetAddress group; //定义广播组地址
MulticastSocket socket; //多播数据包套接字
public Server() {
// TODO Auto-generated constructor stub
//广播组地址范围：224.0.0.0~239.255.255.255
try {
group = InetAddress.getByName("224.255.10.0"); //指定广播组的地址
socket = new MulticastSocket(port); //实例化多播数据包的套接字
socket.joinGroup(group); //加入广播组
} catch (UnknownHostException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
} catch (IOException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
@Override
public void run() {
while (true) {
// TODO Auto-generated method stub
DatagramPacket packet; //创建一个数据包对象
Date date = new Date(); //实例化时间类对象
SimpleDateFormat sFormat = new SimpleDateFormat("HH:mm:ss"); //规范化时间格式
String massage = "[" sFormat.format(date) "]天气预报，当前天气：晴"; //将数据信息进行输出
byte data[]= massage.getBytes();
packet = new DatagramPacket(data, data.length, group, port); //创建数据包
System.out.println(massage);
try {
socket.send(packet); //将信息写入数据包
Thread.sleep(1000);
} catch (IOException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
}
public static void main(String[] args) {
// TODO Auto-generated method stub
Server server = new Server();
server.start(); //调用底层方法开启线程
}
}客户端程序
代码语言：javascript复制package 客户端;
import java.awt.BorderLayout;
import java.awt.Color;
import java.awt.Font;
import java.awt.GridLayout;
import java.awt.event.ActionEvent;
import java.awt.event.ActionListener;
import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.Inet4Address;
import java.net.InetAddress;
import java.net.MulticastSocket;
import java.net.UnknownHostException;
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;
import javax.swing.JButton;
import javax.swing.JFrame;
import javax.swing.JPanel;
import javax.swing.JScrollPane;
import javax.swing.JTextArea;
import javax.swing.WindowConstants;
public class Client extends JFrame implements Runnable,ActionListener{
JButton startReceive = new JButton("开始接收"); //定义开始接收按钮
JButton stopReceive = new JButton("停止接收"); //定义停止接收按钮
JTextArea startTextArea = new JTextArea(10,10); //定义开始接收后显示的文本框
JTextArea stopTestArea = new JTextArea(10,10); //定义显示接收到的信息
Font font = new Font("楷体", 20, 20); //定义显示字体风格
Thread thread; //创建线程对象
boolean getMessage = true; //是否接收广播
int port = 9898; //创建端口
InetAddress group; //创建广播组地址
MulticastSocket socket; //创建多播数据包套接字
//构造方法
public Client() {
super("数据报接收");
setDefaultCloseOperation(WindowConstants.EXIT_ON_CLOSE); //设置窗体关闭方式
//设置两个按钮的字体风格
startReceive.setFont(font);
stopReceive.setFont(font);
JPanel upJPanel = new JPanel(); //新建一个面板放置按钮
upJPanel.add(startReceive);
upJPanel.add(stopReceive);
add(upJPanel, BorderLayout.NORTH); //将放置按钮的面板添加到窗体中,并且放置在窗体的上部
thread = new Thread(this); //构造函数中建立线程
startReceive.addActionListener(this); //为开始接收按钮添加监听
stopReceive.addActionListener(this); //为停止接收按钮添加监听
JPanel textJPanel = new JPanel(); //新建一个面板放置显示接收信息
textJPanel.setLayout(new GridLayout(1,2)); //设置面板布局为一行两列
startTextArea.setForeground(Color.red); //设置显示的文字颜色
stopTestArea.setForeground(Color.blue);
textJPanel.add(startTextArea); //将显示文本框添加至面板
textJPanel.add(stopTestArea); //将接收信息的文本框添加到面板
final JScrollPane scrollPane = new JScrollPane(); //设置滚动条 final表示设置为不可变的，内部调用
textJPanel.add(scrollPane);
scrollPane.setViewportView(stopTestArea); //为文本框添加滚动条
add(textJPanel, BorderLayout.CENTER); //将放置文本框的面板添加到窗体 并置于中间部分
setBounds(100, 100, 500, 450); //设置窗口布局
setVisible(true); //设置窗口可见
try {
group = Inet4Address.getByName("224.255.10.0"); //指定广播组地址
socket = new MulticastSocket(port); //实例化多播数据包套接字
socket.joinGroup(group); //将地址加入广播组
} catch (UnknownHostException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
} catch (IOException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
@Override
public void actionPerformed(ActionEvent e) {
// TODO Auto-generated method stub
//如果当前点击的按钮是开始接收按钮
if (e.getSource() == startReceive) {
startReceive.setBackground(Color.yellow); //设置开始接收按钮的颜色为黄色
stopReceive.setBackground(Color.red); //设置停止接受按钮的颜色为红色
//如果当前线程不是一个开启状态
if (!thread.isAlive()) {
thread = new Thread(this); //新建一个线程对象
getMessage = true;
}
thread.start();
}
//如果点击的是停止接受的按钮
if (e.getSource() == stopReceive) {
startReceive.setBackground(Color.red); //设置开始接收按钮的颜色为红色
stopReceive.setBackground(Color.yellow); //设置停止接受按钮的颜色为黄色
getMessage = false;
}
}
@Override
public void run() {
// TODO Auto-generated method stub
while (getMessage) {
DatagramPacket packet; //创建接收数据包
byte data[] = new byte[1024];
packet = new DatagramPacket(data, data.length, group, port); //获取接收到的信息
try {
socket.receive(packet); //读取数据包
String message = new String(packet.getData(),0,packet.getLength()); //将数据包中的内容转化为字符串
startTextArea.setText("正在接收内容：" message);
stopTestArea.append(message "n"); //将接收到的信息添加到接收框
} catch (IOException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
}
public static void main(String[] args) {
Client client = new Client();
}
}在打开服务器发送消息后，打开客户端的窗体进行接收并实时显示，效果如下：
在这里需要注意一点：发送广播和接收广播的地址必须位于同一个组内，地址范围为：224.0.0.0～224.255.255.255，该地址并不代表某个特定主机的位置，加入到同一个组的主机可以在某个端口上广播信息，也可以在某个端口上接收信息。
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