DatagramPacket

UDP在Socket网络中都是通过DatagramPacket的数据格式进行传输的，也就是数据报的形式。UDP数据报是基于IP数据报建立的，UDP数据报同样分为首部和主体，UDP数据报的首部比IP数据报的首部多了8个字节，其中UDP的首部包括：源端口号和目标端口号、 IP首部之后所有内容的长度、 可选的检验和。 理论上UDP包中的数据长度最大是65507字节，但实际上总是比这少得多。

DatagramPacket相关API

• 接收数据报的构造函数
  public DatagramPacket(byte buf[], int length)
public DatagramPacket(byte buf[], int offset, int length)

这两个构造函数可以创建新的DatagramPacket对象并从网络接收数据。

• 第一个构造函数：当Socket接收一个数据报时，它将数据报的数据部分存储在buf字节数组中，从buf[0]开始一直到包完全存储，或者直到向字节数组中写入了length个字节为止。
• 第二个构造函数：将从buf[offset]开始存储，直到包完全存储，或者直到向字节数组中写入了length个字节为止。

byte[] buf = new byte[1024];
DatagramPacket packet = new DatagramPacket(buf, buf.length);

byte[] buf = new byte[1024];
DatagramPacket packet = new DatagramPacket(buf, 0, buf.length);

• 发送数据报的构造函数
  public DatagramPacket(byte buf[], int length, SocketAddress address)
public DatagramPacket(byte buf[], int offset, int length, SocketAddress address)
public DatagramPacket(byte buf[], int length,InetAddress address, int port)
public DatagramPacket(byte buf[], int offset, int length,InetAddress address, int port)

这四个构造函数可以创建新的DatagramPacket对象并从网络发送数据。

• 这个包用buf字节数据中从offset（如果没有指定该参数则默认为0）开始的length个字节填充，指定了要发送的数据。
• InetAddress或SocketAddress对象指定了包要发送的目标主机地址。
• port参数表示该主机上的端口。

// 准备要发送的数据
String str = "This is a test.";
// 转化为byte字节数组
byte[] buf = str.getBytes("UTF-8");
// 构造发送的目标地址和端口
InetAddress address = InetAddress.getByName("www.ibiblio.org");
int port = 7;
// 构造DatagramPacket
DatagramPacket packet = new DatagramPacket(buf, buf.length, address, port);
// 发送数据
DatagramSocket socket = new DatagramSocket();
socket.send(packet);

• 获取DatagramPacket信息的方法
  DatagramPacket有6个获取数据报不同部分的方法，这些部分包括具体的数据以及首部的字段，这些方法主要用于从网络接收的数据报。
  public synchronized InetAddress getAddress()
public synchronized int getPort()
public synchronized SocketAddress getSocketAddress()
public synchronized byte[] getData()
public synchronized int getLength()
public synchronized int getOffset()

• getAddress()：返回一个InetAddress对象，指示远程主机的地址。这里有两种情况：一是如果数据报是从Internet接收的，返回的地址则是发送该数据报的机器的地址（源地址）；二是如果数据报是本地创建准备发送到远程主机的，返回的地址则是要发往的远程主机的地址（目标地址）。这个方法常用于确定发送UDP数据报的主机地址，使接收方可以回复。www.ibiblio.org/152.19.134.40
• getPort()：返回一个int整数，指示远程端口号。同样的，如果数据报是从Internet接收的，返回的端口号则是发送该数据报的机器的端口号（源端口号）；如果数据报是本地创建准备发送到远程主机的，返回的端口号则是要发往的远程主机的端口号（目标端口号）。
• getSocketAddress()：返回一个SocketAddress对象，指示远程主机的IP地址和端口号。如果数据报是从Internet接收的，返回的地址则是发送该数据报的机器的地址（源地址）；如果数据报是本地创建准备发送到远程主机的，返回的地址则是要发往的远程主机的地址（目标地址）。一般要在回复前调用这个方法，获取发送这个DatagramPacket数据报的主机地址和端口号，以便进行回复。与同时调用getAddress()和getPort()相比，实际结果没有显著区别。www.ibiblio.org/152.19.134.40:7
• getData()：返回一个byte数组，指示数据报中的数据部分。通常必须将接收到的字节数组转化为其他的某种数据形式以便使用。
• getLength()：返回一个int整数，指示数据报中数据部分的字节数。它不一定等于getData()返回的数组长度（即getData().length），甚至可能小于。
• getOffset()：返回一个int整数，指示该字节数组中的一个位置，即开始填充数据报的位置。

// 转化接收到的字节数组的技巧
// 1. 直接调用String的构造函数进行转化
String data = new String(packet.getData(), "UTF-8");
// 2. 如果数据报不包含文本，可以转化为ByteArrayInputStream
InputStream in = new ByteArrayInputStream(packet.getData(), packet.getOffset(), packet.getLength());
DataInputStream din = new DataInputStream(in);
// 这里可以使用DataInputStream的readInt()、readChar()等方法直接读取...

• 设置DatagramPacket信息的方法
  DatagramPacket提供了6个方法可以在创建数据报之后改变数据、远程地址、远程端口号。如果创建和销毁DatagramPacket对象的时间会严重影响性能，那么这些方法就很重要了。有些情况下，重用对象比构造新对象要快得多。
  public synchronized void setData(byte[] buf)
public synchronized void setData(byte[] buf, int offset, int length)
public synchronized void setAddress(InetAddress iaddr)
public synchronized void setPort(int iport)
public synchronized void setSocketAddress(SocketAddress address)
public synchronized void setLength(int length)

• setData()：该方法会改变数据报的数据部分。如果要向远程主机发送大文件可能会用到这个方法。
• setData()：该重载方法提供另一个途径来发送大量的数据。与发送大量新数组不同，可以将所有数据放在一个数据中，每次发送一部分。
• setAddress()：该方法会修改数据报发往的地址。允许将同一个数据报发送给多个不同的接收方。
• setPort()：该方法会修改数据报发往的端口。
• setSocketAddress()：该方法会修改数据报要发往的地址和端口。在响应回复时可以使用这个方法。
• setLength()：该方法会修改内部缓冲区中包含实际数据报数据的字节数，而不包括未填充数据的空间。这个方法在接收数据报时很有用，当接收到数据报时，其长度设置为入站数据的长度。

DatagramSocket

要发送和接受数据报DatagramPacket，必须通过DatagramSocket进行传输，所有DatagramSocket都绑定到一个本地端口，在这个端口上监听入站数据，这个端口也会放置到出站数据报的首部中，以便服务器用来响应数据报的发送地址。一般情况下，客户端使用匿名端口，服务器需要指定监听端口。

DatagramSocket相关API

• 构造函数
  public DatagramSocket() throws SocketException
public DatagramSocket(int port) throws SocketException
public DatagramSocket(int port, InetAddress laddr) throws SocketException
public DatagramSocket(SocketAddress bindaddr) throws SocketException
protected DatagramSocket(DatagramSocketImpl impl)

所有构造函数都只处理本地地址和端口，远程地址和端口存储在DatagramPacket中，一个DatagramSocket可以从多个远程主机和端口收发数据报。

1. 该构造函数创建一个绑定到匿名端口的Socket，系统会自动为客户端分配一个端口。
2. 该构造函数创建一个指定端口的Socket，可以使用这个方法编写在已知端口监听的服务器。
3. 该构造函数创建在指定端口和网络接口的Socket，多用于多宿主主机（一个主机有多个IP地址）。第二个参数是匹配该主机某个网络接口的InetAddress对象。
4. 该构造函数与第3个相似，只是网络接口地址和端口由SocketAddress包装。
5. 该构造函数允许子类提供自己的UDP实现，而不接受默认实现。与其他四个方法不同，这个Socket一开始没有与端口绑定，使用前必须通过bind()方法绑定到一个SocketAddress。

• 发送和接受数据报
  public void send(DatagramPacket p) throws IOException
public synchronized void receive(DatagramPacket p) throws IOException
public void close()
public int getLocalPort()
public InetAddress getLocalAddress()

• getLocalPort()：返回一个int整数，表示Socket正在监听的本地端口。如果创建了一个匿名端口的DatagramSocket，可以使用该方法获取到监听的端口号。
• getLocalAddress()：返回一个InetAddress对象，表示Socket绑定到的本地地址。实际中很少这样做，因为你已经知道了监听的地址。

• 管理连接
  public void connect(InetAddress address, int port)
public void connect(SocketAddress addr) throws SocketException
public void disconnect()
public int getPort()
public InetAddress getInetAddress()
public SocketAddress getRemoteSocketAddress()

利用上面5个方法，可以选择允许收发数据报的主机，而拒绝其它所有主机的包。

• connect()：并不真正建立TCP意义上的连接，不过它确实指定了DatagramSocket只对指定远程主机和指定远程端口发送和接受数据报。试图向其它主机和端口发送数据报将抛出异常，而从其它主机和端口接受的数据报将直接丢弃，没有异常也没有通知。
• disconnect()：中断连接，从而可以再次收发其它主机和端口的数据报。
• getPort()：当且仅当DatagramSocket已连接时，该方法返回所连接的远程端口，否则返回-1。
• getInetAddress()：当且仅当DatagramSocket已连接时，该方法返回所连接的远程主机地址，否则返回null。
• getRemoteSocketAddress()：如果DatagramSocket已连接，该方法返回所连接的远程主机的地址，否则返回null。

设置DatagramSocket属性

• SO_TIMEOUT
• SO_RCVBUF
• SO_SNDBUF
• SO_REUSEADDR
• SO_BROADCAST
• IP_TOS

1. SO_TIMEOUT
   public synchronized void setSoTimeout(int timeout) throws SocketException

该属性是receive()方法在抛出InterruptedException异常前等待接收数据报的时间。如果该属性值为0，则receive()方法永远不会超时。如果要实现一个安全协议，需要在一定时间内响应就可能需要设置该属性。setSoTimeout()方法可以设置超时时间，如果超时了，阻塞的receive()方法就会抛出SocketTimeoutException异常。必须在receive()方法前调用。

2. SO_RCVBUF
   public synchronized void setReceiveBufferSize(int size) throws SocketException

对于相当快的连接（如以太网的连接），较大的缓冲区有助于提升性能，因为在溢出前可以存储更多的入站数据报。与TCP相比，对于UDP而言，足够大的接收缓冲区甚至更为重要，因为在缓冲区满时到达的UDP数据报会丢失，而缓冲区满时到达的TCP数据报最后还会重传。

3. SO_SNDBUF
   public synchronized void setSendBufferSize(int size) throws SocketException

设置网络输出的发送缓冲区大小。

4. SO_REUSEADDR
   public synchronized void setReuseAddress(boolean on) throws SocketException

对于UDP来说，该属性可以控制是否允许多个数据报Socket同时绑定到相同的端口和地址。如果多个Socket绑定到相同端口，接收的包将复制给绑定的所有Socket。必须在新Socket绑定到端口前调用setReuseAddress()。

5. SO_BROADCAST
   public synchronized void setBroadcast(boolean on) throws SocketException

该属性控制是否允许一个Socket向广播地址收发数据报。默认为true。