使用Java实现数据报通讯过程
2024年03月13日
数据报（Datagram）使网络层数据单元在介质上传输信息的一种逻辑分组格式，它是一种在网络中传播的、独立的、自身包含地址信息的消息，它能否到达目的地，
到达的时间，到达时内容是否会变化不能准确知道的。它的通讯双方是不需要建立连
接的，对于一些不需要很高质量的应用程序来说，数据报通讯是一个非常好的选择。
在Java的java.net包中有两个类DatagramSocket和DatagramPacket，为应用程序中采用数
据报通讯方式进行网络通讯。
下面，我想详细解释在Java中实现客户端与服务器之间数据报通讯的方法，请看
：
一、客户端应用程序的工作流程
1）首先要建立数据报通讯的Socket，我们可以通过创建一个DatagramSocket对象
来实现它，在Java中DatagramSocket类有如下两种构造方法：
a)public DatagramSocket()构造一个数据报socket，并使其与本地主机任一可用的
端口连接。若打不开socket则抛出SocketException异常。
b)public DatagramSocket(int port)构造一个数据报socket，并使其与本地主机指定
的端口连接。若打不开socket或socket无法与指定的端口连接则抛出SocketException异
常。
2）创建一个数据报文包，用来实现无连接的包传送服务。每个数据报文包是用
DatagramPacket类来创建，DatagramPacket对象封装了数据报包数据，包长度，目标地
址，目标端口。作为客户端要发送数据报文包，要调用DatagramPacket类以如下形式的
构造函数创建DatagramPacket对象，将要发送的数据和包文目的地址信息放入对象之中
。
DatagramPacket（byte bufferedarray[],int length,InetAddress address,int port）即构造
一个包长度为length的包传送到指定主机指定端口号上的数据报文包，参数length必须
小于等于bufferedarry.length
DatagramPacket类提供了四个类来获取信息
a)public byte[]getData()返回一个字节数组，包含收到或要发送的数据报中的数据
b)public int getLength()返回发送或接收到的数据的长度
c)public InetAddress getAddress()返回一个发送或接收此数据报包文的机器的IP地
址
d)public int getPort()返回发送或接收数据报的远程主机的端口号。
3）创建完DatagramSocket和DatagramPacket对象，就可以发送数据报文包了。发
送是通过调用DatagramSocket对象的send方法实现，它需要以DatagramPacket对象为参
数，将刚才封装进DatagramPacket对象中的数据组成数据报发出。
4）当然，我们也可以接收数据报文包，为了接收从服务器返回的结果数据报文包
，我们需要创建一个新的DatagramPacket对象，这就需要用到DatagramPacket的另一种
构造方式DatagramPacket（byte bufferedarray[],int length），即只需指明存放接收的数
据报的缓冲区和长度。调用DatagramSocket对象的receive()方法来完成接收数据报的工
作，此时需要将上面创建的DatagramPacket对象作为参数，该方法会一直阻塞知道收到
一个数据报文包，此时DatagramPacket的缓冲区中包含的就是接收到的数据，数据报文
包中也包含发送者的IP地址，发送者机器上的端口号等信息。
5）处理接收缓冲区内的数据，获取服务结果。
6）当通讯完成后，可以使用DatagramSocket对象的close()方法来关闭数据报通讯
Socket。当然，Java自己会自动关闭Socket，释放DatagramSocket和DatagramPacket所占
用的资源。但是作为一种良好的编程习惯，还是要显示的予以关闭。
下面我给出一个简单的利用数据报通讯的客户端程序，它能够完成与服务器简单的通
讯。为了直观，我把它写成了Applet程序，由于本文不是介绍Applet，所以我只写了简
要的注释，对Applet感兴趣的朋友亲参阅有关书籍。
import java.applet.*;
import java.awt.*;
import java.net.*;
import java.io.*;
public final class javaCommunicationClient extends Applet
{
private Label label1,label2;
private Panel panel1,panel2;
private TextField textfield;
private TextArea textarea;
private DatagramSocket sendSocket,receiveSocket;//声明发送数据报Socket和接收
数据报Socket
private DatagramPacket sendPacket,receivePacket;//声明发送数据报文包和接收数
据报文包
public void init()
{
setBackground(Color.gray);
setLayout(new BorderLayout());//设置一个布局管理器
panel1=new Panel();
panel1.setLayout(new BorderLayout());//在容器中放置布局管理器
label1=new Label("通话纪录");
textarea=new TextArea(10,20);//文本显示区域
textarea.setText("欢迎您！");
panel1.add("North",label1);//将标签添加到布局管理器中
panel1.add("Center",textarea);
add("North",panel1);
label2=new Label("发言：");//创建另一个容器
panel2.add("Center",label2);
textfield=new TextField(20);
textfield.setText("");
panel2.add("South",textfield);
add("Center",panel2);
show();
}
public void start()
{
waitForPackets();
}
public void waitForPackets()
/*方法waitForPacket用来监听来自于服务器的数据报，当获得数据报后，在文本显
示区域显示出来
*/
{
try
{
sendSocket=new DatagramSocket();//实例化一个发送数据报Socket对象
receiveSocket=new DatagramSocket(5001);//实例化一个接收数据报Socket对象
，以5001为端口
}catch(SocketException e)//捕获异常
{
textarea.appendText("不能打开数据报Socket，或数据报Socket无法与指定端口
连接!");
}
while(true)
{
try
{
byte buf[]=new byte[100];
receivePacket=new DatagramPacket(buf,buf.length);//实例化一个接收数据
报文包对象
receiveSocket.receive(receivePacket);//以receivePacket为参数，接受文包
textarea.appendText("\n服务器：\t");
byte[]data=receivePacket.getData();
String receivedString=new String(data);
textarea.appendText(receivedString);//将接收到的数据报文报中的数据显示
出来
}catch(IOException e)
{
textarea.appendText("网络通讯出现错误，问题在"+e.toString());
}
}
}
public boolean action(Event e,Object o)
{
try
{textarea.appendText("\n客户端：");
String string=o.toString();
textarea.appendText(string);
byte[]databyte=new byte[100];
string.getBytes(0,string.length(),databyte,0);
sendPacket=new
DatagramPacket(databyte,string.length(),InetAddress.getByName("202.38.64.4"),5000);//发
送数据报，其中你可以用你自己的主机IP替换器中的IP地址
sendSocket.send(sendPacket);
}catch(IOException ioe)
{
textarea.appendText("网络通讯出现错误，问题在"+ioe.toString());
}
return true;
}
}
二、服务器端应用程序的工作流程
不同于基于数据流通讯方式，在数据报通讯中，通讯双方之间并不要建立连接，
所以，服务器应用程序通讯过程与客户端应用程序的通讯过程使非常相似的，也要建
立数据报通讯DatagramSocket，构建数据报文包DatagramPacket，接收数据报和发送数
据报，处理接收缓冲区内的数据，通讯完毕后，关闭数据报通讯Socket。不同的是，
服务器应用程序要面向网络中的所有计算机，所以服务器应用程序收到一个包文后要
分析它，得到数据报的源地址信息，这样才能创建正确的返回结果报文给客户机。
下面我给出了一个数据报通讯的服务器段程序，由于服务器端的相应应用程序和
客户端程序比较相似，所以我不想详细的注释，仅列出程序供大家参考：
1、javaCommunicationServer.java
import java.net.*;
import java.io.*;
import java.awt.*;
import java.applet.Applet;
public final class javaCommunicationServer extends Frame
{
private Label label1,label2;
private Panel panel1,panel2;
private TextField textfield;
private String name,name1;
private TextArea textarea;
private DatagramSocket sendSocket,receiveSocket;
private DatagramPacket sendPacket,receivePacket;
public javaChatServer()
{
super("通讯控制台:");//使用超类构造方法，构造一个Frame
panel1=new Panel();
panel1.setLayout(new BorderLayout());
label1=new Label("通话纪录");
textarea=new TextArea(10,20);
textarea.setText("欢迎您！");
panel1.add("North",label1);
panel1.add("Center",textarea);
add("North",panel1);
panel2=new Panel();
panel2.setLayout(new BorderLayout());
label2=new Label("发言：");
panel2.add("Center",label2);
textfield=new TextField(20);
panel2.add("South",textfield);
add("Center",panel2);
show();
try
{
sendSocket=new DatagramSocket();
receiveSocket=new DatagramSocket(5000);
}
catch(SocketException e)
{
e.printStackTrace();
System.exit(1);
}
}
public void waitForPacket()
{
while(true)
{
try
{
byte buf[]=new byte[100];
receivePacket=new DatagramPacket(buf,buf.length);
receiveSocket.receive(receivePacket);
name=receivePacket.getAddress().toString()；
if(name1!=name)
{
textarea.appendText("\n来自主机："+name+"\n端口：
"+receivePacket.getPort());
}
textarea.appendText("\n客户：\t");
byte[]data=receivePacket.getData();
String receivedString=new String(data,0);
textarea.appendText(receivedString);
name1=name;
}
catch(IOException e)
{
textarea.appendText("网络通讯出现错误，问题在"+e.toString());
}
}
}
public boolean handleEvent(Event e)
{
if(e.id==Event.WINDOWS_DESTROY)
{
hide();
dispose();
System.exit(0);
}
return super.handleEvent(e);
}
public boolean action(Event e,Object o)
{
try
{textarea.appendText("\n服务器：");
String string=o.toString();
textarea.appendText(string);
byte[]databyte=new byte[100];
string.getBytes(0,string.length(),databyte,0);
sendPacket=new
DatagramPacket(databyte,string.length(),InetAddress.getByName(name),5001);
sendSocket.send(sendPacket);
}catch(IOException ioe)
{
textarea.appendText("网络通讯出现错误，问题在"+ioe.toString());
}
return true;
}
}
2、CommunicationServerRun.java,建立javaCommunicationServer的实例，然后运行
。
import javaCommunicationServer
class CommunicationServerRun extends javaCommunicationServer
{
public static void main(String args[])
{
javaCommunicationServer cs=new javaCommunicationServer();
cs.waitForPacket();
}
}
