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這篇文章運用簡單易懂的例子給大家介紹java實現基于UDP協議網絡Socket編程的方法，內容非常詳細，感興趣的小伙伴們可以參考借鑒，希望對大家能有所幫助。
一、前言：認識UDP
UDP，全稱User Datagram Protocol(用戶數據報協議)，是Internet 協議集支持一個無連接的傳輸協議。UDP 為應用程序提供了一種無需建立連接就可以發送封裝的 IP 數據包的方法。
UDP主要用于不要求分組順序到達的傳輸中，分組傳輸順序的檢查與排序由應用層完成，提供面向報文的簡單不可靠信息傳送服務。UDP 協議基本上是IP協議與上層協議的接口，適用端口分別運行在同一臺設備上的多個應用程序。
二、UDP的特點(與TCP相比)
正是UDP提供不可靠服務，具有了TCP所沒有的優勢。無連接使得它具有資源消耗小，處理速度快的優點，所以音頻、視頻和普通數據在傳送時經常使用UDP，偶爾丟失一兩個數據包，也不會對接收結果產生太大影響。
UDP有別于TCP，有自己獨立的套接字(IP+Port)，它們的端口號不沖突。和TCP編程相比，UDP在使用前不需要進行連接，沒有流的概念。
如果說TCP協議通信與電話通信類似，那么UDP通信就與郵件通信類似：不需要實時連接，只需要目的地址；
UDP通信前不需要建立連接，只要知道地址（ip地址和端口號）就可以給對方發送信息；
基于用戶數據報文（包）讀寫；
UDP通信一般用于線路質量好的環境，如局域網內，如果是互聯網，往往應用于對數據完整性不是過于苛刻的場合，例如語音傳送等。
以上是對UDP的基本認識，與以前學習的理論相比，接下來的實踐更加有趣，實踐出真知。
三、UDP網絡Socket編程(Java實現)
首先，熟悉java中UDP編程的幾個關鍵類：DatagramSocket（套接字類），DatagramPacket（數據報類），MulticastSocket。本篇主要使用前兩個。
1、創建客戶端
第一步，實例化一個數據報套接字，用于與服務器端進行通信。與TCP不同，UDP中只有DatagramSocket一種套接字，不區分服務端和客戶端，創建的時候并不需要指定目的地址，這也是TCP協議和UDP協議最大的不同點之一。
public UDPClient(String remoteIP,String remotePort) throws IOException{
this.remoteIP=InetAddress.getByName(remoteIP);
this.remotePort=Integer.parseInt(remotePort);
//創建UDP套接字，系統隨機選定一個未使用的UDP端口綁定
socket=new DatagramSocket();
}第二步， 創建UDP數據報，實現發送和接收數據的方法。UDP發送數據是基于報文DatagramPacket，網絡中傳遞的UDP數據都要封裝在這種自包含的報文中。
實現DatagramPacket發送數據的方法：
//定義一個數據的發送方法
public void send(String msg){
try {
//將待發送的字符串轉為字節數組
byte[] outData=msg.getBytes("utf-8");
//構建用于發送的數據報文，構造方法中傳入遠程通信方（服務器）的ip地址和端口
DatagramPacket outPacket=new DatagramPacket(outData,outData.length,remoteIP,remotePort);
//給UDP發送數據報
socket.send(outPacket);
}catch (IOException e){
e.printStackTrace();
}
}DatagramPacket接收數據的方法：
//定義一個數據的發送方法
public void send(String msg){
try {
//將待發送的字符串轉為字節數組
byte[] outData=msg.getBytes("utf-8");
//構建用于發送的數據報文，構造方法中傳入遠程通信方（服務器）的ip地址和端口
DatagramPacket outPacket=new DatagramPacket(outData,outData.length,remoteIP,remotePort);
//給UDP發送數據報
socket.send(outPacket);
}catch (IOException e){
e.printStackTrace();
}
}可以看到，發送和接收數據中使用DatagramSocket的實例的send和receive方法，這就是數據報套接字的兩個重要方法。
通信結束，銷毀Socket的方法如下：
public void close(){
if (socket!=null)
socket.close();
}到這里，客戶端已全部完成，等待接下來與服務端的通信...
2、客戶端圖形界面
現在，設計客戶端通信的簡單界面，一方面可以更方便的和服務器連續對話通信，另一方面，有了圖形界面，體驗感更加！圖形化界面主要使用JavaFX實現，代碼容易看懂。
import javafx.application.Application;
import javafx.event.EventHandler;
import javafx.geometry.Insets;
import javafx.geometry.Pos;
import javafx.scene.Scene;
import javafx.scene.control.*;
import javafx.scene.input.KeyCode;
import javafx.scene.input.KeyEvent;
import javafx.scene.layout.BorderPane;
import javafx.scene.layout.HBox;
import javafx.scene.layout.Priority;
import javafx.scene.layout.VBox;
import javafx.stage.Stage;
import java.io.IOException;
public class UDPClientFX extends Application {
private Button btnExit=new Button("退出");
private Button btnSend = new Button("發送");
private TextField tfSend=new TextField();//輸入信息區域
private TextArea taDisplay=new TextArea();//顯示區域
private TextField ipAddress=new TextField();//填寫ip地址
private TextField tfport=new TextField();//填寫端口
private Button btConn=new Button("連接");
private UDPClient UDPClient;
private String ip;
private String port;
@Override
public void start(Stage primaryStage) {
BorderPane mainPane=new BorderPane();
//連接服務器區域
HBox hBox1=new HBox();
hBox1.setSpacing(10);
hBox1.setPadding(new Insets(10,20,10,20));
hBox1.setAlignment(Pos.CENTER);
hBox1.getChildren().addAll(new Label("ip地址："),ipAddress,new Label("端口："),tfport,btConn);
mainPane.setTop(hBox1);
VBox vBox=new VBox();
vBox.setSpacing(10);
vBox.setPadding(new Insets(10,20,10,20));
vBox.getChildren().addAll(new Label("信息顯示區"),taDisplay,new Label("信息輸入區"),tfSend);
VBox.setVgrow(taDisplay, Priority.ALWAYS);
mainPane.setCenter(vBox);
HBox hBox=new HBox();
hBox.setSpacing(10);
hBox.setPadding(new Insets(10,20,10,20));
hBox.setAlignment(Pos.CENTER_RIGHT);
hBox.getChildren().addAll(btnSend,btnExit);
mainPane.setBottom(hBox);
Scene scene =new Scene(mainPane,700,500);
primaryStage.setScene(scene);
primaryStage.show();
//連接服務器之前，發送bye后禁用發送按鈕，禁用Enter發送信息輸入區域，禁用下載按鈕
btnSend.setDisable(true);
tfSend.setDisable(true);
//連接按鈕
btConn.setOnAction(event -> {
ip=ipAddress.getText().trim();
port=tfport.getText().trim();
try {
UDPClient = new UDPClient(ip,port);
//連接服務器之后未結束服務前禁用再次連接
btConn.setDisable(true);
//重新連接服務器時啟用輸入發送功能
tfSend.setDisable(false);
btnSend.setDisable(false);
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
});
//發送按鈕事件
btnSend.setOnAction(event -> {
String msg=tfSend.getText();
UDPClient.send(msg);//向服務器發送一串字符
taDisplay.appendText("客戶端發送："+msg+"\n");
String Rmsg=null;
Rmsg=UDPClient.receive();
// System.out.println(Rmsg);
taDisplay.appendText(Rmsg+"\n");
if (msg.equals("bye")){
btnSend.setDisable(true);//發送bye后禁用發送按鈕
tfSend.setDisable(true);//禁用Enter發送信息輸入區域
//結束服務后再次啟用連接按鈕
btConn.setDisable(false);
}
tfSend.clear();
});
//對輸入區域綁定鍵盤事件
tfSend.setOnKeyPressed(new EventHandler<KeyEvent>() {
@Override
public void handle(KeyEvent event) {
if(event.getCode()==KeyCode.ENTER){
String msg=tfSend.getText();
UDPClient.send(msg);//向服務器發送一串字符
taDisplay.appendText("客戶端發送："+msg+"\n");
String Rmsg=null;
Rmsg=UDPClient.receive();
taDisplay.appendText(Rmsg+"\n");
if (msg.equals("bye")){
tfSend.setDisable(true);//禁用Enter發送信息輸入區域
btnSend.setDisable(true);//發送bye后禁用發送按鈕
//結束服務后再次啟用連接按鈕
btConn.setDisable(false);
}
tfSend.clear();
}
}
});
btnExit.setOnAction(event -> {
try {
exit();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
});
//窗體關閉響應的事件,點擊右上角的×關閉,客戶端也關閉
primaryStage.setOnCloseRequest(event -> {
try {
exit();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
});
//信息顯示區鼠標拖動高亮文字直接復制到信息輸入框，方便選擇文件名
//taDispaly為信息選擇區的TextArea，tfSend為信息輸入區的TextField
//為taDisplay的選擇范圍屬性添加監聽器，當該屬性值變化(選擇文字時)，會觸發監聽器中的代碼
taDisplay.selectionProperty().addListener(((observable, oldValue, newValue) -> {
//只有當鼠標拖動選中了文字才復制內容
if(!taDisplay.getSelectedText().equals(""))
tfSend.setText(taDisplay.getSelectedText());
}));
}
private void exit() throws InterruptedException {
if (UDPClient!=null){
//向服務器發送關閉連接的約定信息
UDPClient.send("bye");
UDPClient.close();
}
System.exit(0);
}
public static void main (String[] args) {
launch(args);
}
}重點在各個控件的事件處理邏輯上，需避免要一些誤操作導致異常拋出，如：連接服務器前禁用發送按鈕，在連接服務器成功后禁用連接按鈕，禁用輸入區等。另外，實現了回車發送的快捷功能，詳見代碼的鍵盤事件綁定部分。
還有，約定發送"bye"或者退出按鈕結束通信關閉Socket。
成功連接后：
3、創建服務器端
服務器端為客戶端提供服務，實現通信。這里包括了幾個方法Service(),udpSend()和udpReceive().
首先，我將UDP數據報發送和接收寫成一個方法，作為整體方便多次調用。
public DatagramPacket udpReceive() throws IOException {
DatagramPacket receive;
byte[] dataR = new byte[1024];
receive = new DatagramPacket(dataR, dataR.length);
socket.receive(receive);
return receive;
}
public void udpSend(String msg,InetAddress ipRemote,int portRemote) throws IOException {
DatagramPacket sendPacket;
byte[] dataSend = msg.getBytes();
sendPacket = new DatagramPacket(dataSend,dataSend.length,ipRemote,portRemote);
socket.send(sendPacket);
}與TCP的Socket通信不同，需要將數據轉化成字節數據形式，封裝成數據報進行傳輸，接收時解析數據為字節，再進行讀取。
服務器端核心部分為Service()方法，實例化一個DatagramSocket類套接字，實現循環與客戶端的通信。
與客戶端約定的結束標志"bye"進行處理，結束對話。
public DatagramPacket udpReceive() throws IOException {
DatagramPacket receive;
byte[] dataR = new byte[1024];
receive = new DatagramPacket(dataR, dataR.length);
socket.receive(receive);
return receive;
}
public void udpSend(String msg,InetAddress ipRemote,int portRemote) throws IOException {
DatagramPacket sendPacket;
byte[] dataSend = msg.getBytes();
sendPacket = new DatagramPacket(dataSend,dataSend.length,ipRemote,portRemote);
socket.send(sendPacket);
}四、服務器端和客戶端完整代碼
服務器端：
public DatagramPacket udpReceive() throws IOException {
DatagramPacket receive;
byte[] dataR = new byte[1024];
receive = new DatagramPacket(dataR, dataR.length);
socket.receive(receive);
return receive;
}
public void udpSend(String msg,InetAddress ipRemote,int portRemote) throws IOException {
DatagramPacket sendPacket;
byte[] dataSend = msg.getBytes();
sendPacket = new DatagramPacket(dataSend,dataSend.length,ipRemote,portRemote);
socket.send(sendPacket);
}客戶端：
//UDPClient.java
import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetAddress;
public class UDPClient {
private int remotePort;
private InetAddress remoteIP;
private DatagramSocket socket;
//用于接收數據的報文字節數組緩存最最大容量，字節為單位
private static final int MAX_PACKET_SIZE=512;
public UDPClient(String remoteIP,String remotePort) throws IOException{
this.remoteIP=InetAddress.getByName(remoteIP);
this.remotePort=Integer.parseInt(remotePort);
//創建UDP套接字，系統隨機選定一個未使用的UDP端口綁定
socket=new DatagramSocket();
}
//定義一個數據的發送方法
public void send(String msg){
try {
//將待發送的字符串轉為字節數組
byte[] outData=msg.getBytes("utf-8");
//構建用于發送的數據報文，構造方法中傳入遠程通信方（服務器）的ip地址和端口
DatagramPacket outPacket=new DatagramPacket(outData,outData.length,remoteIP,remotePort);
//給UDP發送數據報
socket.send(outPacket);
}catch (IOException e){
e.printStackTrace();
}
}
public String receive(){
String msg;
//準備空的數據報文
DatagramPacket inPacket=new DatagramPacket(new byte[MAX_PACKET_SIZE],MAX_PACKET_SIZE);
try {
//讀取報文，阻塞語句，有數據就裝包在inPacket報文中，以裝完或裝滿為止
socket.receive(inPacket);
//將接收到的字節數組轉為對應的字符串
msg=new String(inPacket.getData(),0,inPacket.getLength(),"utf-8");
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
msg=null;
}
return msg;
}
public void close(){
if (socket!=null)
socket.close();
}
}五、效果展示
關于java實現基于UDP協議網絡Socket編程的方法就分享到這里了，希望以上內容可以對大家有一定的幫助，可以學到更多知識。如果覺得文章不錯，可以把它分享出去讓更多的人看到。
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