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UDP在Java中的使用方法是什么

本篇内容介绍了“UDP在Java中的使用方法是什么”的有关知识,在实际案例的操作过程中,不少人都会遇到这样的困境,接下来就让小编带领大家学习一下如何处理这些情况吧!希望大家仔细阅读,能够学有所成!

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UDP 在 Java 中的使用

我们都知道,开发一个 Android 应用程序,目前大多数还是使用的是 Java 语言。在 Java 语言中怎么去使用 UDP 协议呢?

其实 Socket 可以理解为对 TCP、UDP 协议在程序使用层面的封装,提供出一些 api  来供程序员调用开发,这就是 Socket 最表层的含义。

在 Java 中,与 UDP 相关的类有 DatagramSocket、DatagramPacket  等,关于他们的使用,这里不着重介绍。

好了,假设大家对他们的使用都已大概了解,可以正式开始本文的内容了。

初始化一个 UDPSocket

首先创建一个叫 UDPSocket 的类。

public UDPSocket(Context context) {         this.mContext = context;         int cpuNumbers = Runtime.getRuntime().availableProcessors();         // 根据CPU数目初始化线程池         mThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(cpuNumbers * POOL_SIZE);         // 记录创建对象时的时间         lastReceiveTime = System.currentTimeMillis();     }

在构造方法里,我们进行下一些初始化操作,简单来说就是创建一个线程池,记录一下当前时间毫秒值,至于他们有什么用,再往下看:

 public void startUDPSocket() {         if (client != null) return;         try {             // 表明这个 Socket 在设置的端口上监听数据。             client = new DatagramSocket(CLIENT_PORT);             if (receivePacket == null) {                 // 创建接受数据的 packet                 receivePacket = new DatagramPacket(receiveByte, BUFFER_LENGTH);             }             startSocketThread();         } catch (SocketException e) {             e.printStackTrace();         }     }

这里我们首先创建了一个 DatagramSocket 作为“客户端”,其实 UDP  本身没有客户端和服务端的概念,只有发送方和接收方的概念,我们把发送方暂时当成是一个客户端吧。

创建 DatagramSocket 对象时,传入了一个端口号,这个端口号可以在一个范围内自己定义,表示这个 DatagramSocket  在此端口上监听数据。

然后又创建了一个 DatagramPacket 对象,作为数据的接收包。

***调用 startSocketThread 启动发送和接收数据的线程。

/**      * 开启发送数据的线程      */     private void startSocketThread() {         clientThread = new Thread(new Runnable() {             @Override             public void run() {                 Log.d(TAG, "clientThread is running...");                 receiveMessage();             }         });         isThreadRunning = true;         clientThread.start();         startHeartbeatTimer();     }

首先 clientThread 线程的目的是调用 DatagramSocket receive 方法,因为 receive  方法是阻塞的,不能放在主线程,所以自然开启一个子线程了。receiveMessage 就是处理接受到的 UDP  数据报,我们先不看接受数据的这个方法,毕竟还没人发消息呢,自然就谈不上收了。

心跳包保持“长连接”

来到本文的***个重点,我们都知道 UDP 本身没有连接的概念。在 Android 端应用 UDP 和 TCP  的场景是一个手机连接另一个手机的热点,二者处在同一局域网中。在二者并不知道对方的存在时,怎么才能发现彼此呢?

通过心跳包的方式,双方都每隔一段时间发一个 UDP 包,如果对方接收到了,那就能知道对方的 ip,建立起通信了。

private static final long TIME_OUT = 120 * 1000;     private static final long HEARTBEAT_MESSAGE_DURATION = 10 * 1000;     /**      * 启动心跳,timer 间隔十秒      */     private void startHeartbeatTimer() {         timer = new HeartbeatTimer();         timer.setOnScheduleListener(new HeartbeatTimer.OnScheduleListener() {             @Override             public void onSchedule() {                 Log.d(TAG, "timer is onSchedule...");                 long duration = System.currentTimeMillis() - lastReceiveTime;                 Log.d(TAG, "duration:" + duration);                 if (duration > TIME_OUT) {//若超过两分钟都没收到我的心跳包,则认为对方不在线。                     Log.d(TAG, "超时,对方已经下线");                     // 刷新时间,重新进入下一个心跳周期                     lastReceiveTime = System.currentTimeMillis();                 } else if (duration > HEARTBEAT_MESSAGE_DURATION) {//若超过十秒他没收到我的心跳包,则重新发一个。                     String string = "hello,this is a heartbeat message";                     sendMessage(string);                 }             }         });         timer.startTimer(0, 1000 * 10);     }

这段心跳的目的就是每隔十秒通过 sendMessage 发送一个消息,看看对方能不能收到。若对方收到消息,则刷新下 lastReceiveTime  的时间。

这里我每隔十秒向对方发送了一个字符串。

private static final String BROADCAST_IP = "192.168.43.255";     /**      * 发送心跳包      *      * @param message      */     public void sendMessage(final String message) {         mThreadPool.execute(new Runnable() {             @Override             public void run() {                 try {                     InetAddress targetAddress = InetAddress.getByName(BROADCAST_IP);                     DatagramPacket packet = new DatagramPacket(message.getBytes(), message.length(), targetAddress, CLIENT_PORT);                     client.send(packet);                     Log.d(TAG, "数据发送成功");                 } catch (UnknownHostException e) {                     e.printStackTrace();                 } catch (IOException e) {                     e.printStackTrace();                 }             }         });     }

这里就是发送一个消息的代码。最初在填写 DatagramPacket 的参数之时,我有一个疑问,那个 targetAddress 其实是自己的 ip  地址。问题来了,我填写了自己的 ip 地址和对方的端口,怎么可能找得到对方呢?你可能有一个疑惑 "192.168.43.255" 这个自己的 ip  地址是怎么来的,为什么要这么定义?

首先 android 手机开启热点,可以理解成一个网关,有一个默认的 ip 地址:"192.168.43.1"

这个 ip 地址不是我瞎编的一个,在 Android 源码之中,就是这么定义的:

WifiStateMachine

ifcg = mNwService.getInterfaceConfig(intf);                         if (ifcg != null) {                             /* IP/netmask: 192.168.43.1/255.255.255.0 */                             ifcg.setLinkAddress(new LinkAddress(                                     NetworkUtils.numericToInetAddress("192.168.43.1"), 24));                             ifcg.setInterfaceUp();                             mNwService.setInterfaceConfig(intf, ifcg);                         }

所以我是知道所谓打开热点一方的 ip 地址,而 UDP 发送消息时还有一个特性,就是发出去的消息,处在整个网关的设备是都可以接收到的,所以我自己的 ip  地址就定为了 "192.168.43.255",所以这个 ip 地址和 "192.168.43.1" 在同一网关中,你发送的消息,它是可以收到的。

至于怎么判断两个 ip 地址是否处在同一网段中:

判断两个IP大小及是否在同一个网段中

来做一个阶段总结:

首先我们创建了一个发送端 DatagramSocket,启动了一个心跳程序,每间隔一段时间发送一个心跳包。

因为我知道热点方的 ip 地址是默认的 "192.168.43.1",并且 UDP 的特性就是发送的消息同一网段的设备都可以收到。所以发送方的 ip  地址定为了与热点一方处在同一网段的 "192.168.43.255"。

事件与数据

事件与数据这两个模块与业务就紧密相关了。

先来说数据,双方发送的数据格式你们可以随意定义,当然我觉得还是定义成常规的 Json  格式就好。其中可以包含一些关键的事件字段:比如广播心跳包、收到心跳包给对方上线的应答包、超时的下线包、以及各种业务相关的数据等等。

当然发送数据时是转换成二进制数组发送的。发送中文字符、图片等都没有问题,但是可能有一些细节需要注意,随时 google 一下就好了。

再来说下事件:

与业务无关的事件有哪些?

比如:

  • DatagramSocket.send 方法之后就是发送数据成功的事件;

  • DatagramSocket.receive 方法之后是数据接收成功的事件;

  • 在心跳包发送一段时间,仍没有接到回信时,是连接超时的事件;

  • 与业务相关的事件就和我们上文提到的数据类型有关了,设备上线,心跳包回应等等。

事件又如何发送出去,通知到各个页面呢?用 Listener、或者其他事件总线的三方库都没问题,看你自己选择了。

处理接收的消息

/**     * 处理接受到的消息     */    private void receiveMessage() {        while (isThreadRunning) {            try {                if (client != null) {                    client.receive(receivePacket);                }                lastReceiveTime = System.currentTimeMillis();                Log.d(TAG, "receive packet success...");            } catch (IOException e) {                Log.e(TAG, "UDP数据包接收失败!线程停止");                stopUDPSocket();                e.printStackTrace();                return;            }            if (receivePacket == null || receivePacket.getLength() == 0) {                Log.e(TAG, "无法接收UDP数据或者接收到的UDP数据为空");                continue;            }            String strReceive = new String(receivePacket.getData(), 0, receivePacket.getLength());            Log.d(TAG, strReceive + " from " + receivePacket.getAddress().getHostAddress() + ":" + receivePacket.getPort());            //解析接收到的 json 信息            // 每次接收完UDP数据后,重置长度。否则可能会导致下次收到数据包被截断。            if (receivePacket != null) {                receivePacket.setLength(BUFFER_LENGTH);            }        }    }

处理接收消息时,有几个值得注意的点:

  • receive 方法是阻塞的,没收到数据包时会一直阻塞,所以要放到子线程中;

  • 每次接收到消息之后,重新调用 receivePacket.setLength;

  • 收到消息刷新lastReceiveTime的值,暂停心跳包的发送;

  • 处理收到的数据具体在业务上就是刚才我们谈的发送数据的问题,视业务而定。

“用户”的概念

假如一个手机已经开启了热点,若多个手机与他相连接,则多个手机发送的消息它都可以收到。如果发送方的端口与接收方的端口相同的话,甚至自己发的消息,自己都可以收到。这就很尴尬了,也就是说我们既要剔除自己发给自己的消息,也得区分不同手机发来的消息,这个时候就理应有一个“用户”的概念。

创建 User 对象,有哪些属性可以看自己的业务,本文的例子就有 ip、imei、以及 softversion。

/**     * 创建本地用户信息     */    private void createUser() {        if (localUser == null) {            localUser = new Users();        }        if (remoteUser == null) {            remoteUser = new Users();        }        localUser.setImei(DeviceUtil.getDeviceId(mContext));        localUser.setSoftVersion(DeviceUtil.getPackageVersionCode(mContext));        if (WifiUtil.getInstance(mContext).isWifiApEnabled()) {// 判断当前是否是开启热点方            localUser.setIp("192.168.43.1");        } else {// 当前是开启 wifi 方            localUser.setIp(WifiUtil.getInstance(mContext).getLocalIPAddress());            remoteUser.setIp(WifiUtil.getInstance(mContext).getServerIPAddress());        }    }    /**     * 

IMEI.

 Returns the unique device ID, for example, the IMEI for GSM and the MEID     * or ESN for CDMA phones. Return null if device ID is not available.     * 

     * Requires Permission: READ_PHONE_STATE     *     * @param context     * @return     */    public synchronized static String getDeviceId(Context context) {        if (context == null) {            return "";        }        String imei = "";        try {            TelephonyManager tm = (TelephonyManager) context.getSystemService(Context.TELEPHONY_SERVICE);            if (tm == null || TextUtils.isEmpty(tm.getDeviceId())) {                // 双卡双待需要通过phone1和phone2获取imei,默认取phone1的imei。                tm = (TelephonyManager) context.getSystemService("phone1");            }            if (tm != null) {                imei = tm.getDeviceId();            }        } catch (SecurityException e) {            e.printStackTrace();        }        return imei;    }

这里就不将所有的代码展开来看了。如果有了手机的 imei  号,那很容易就可以来做身份的区分,你既可以区分不同的发送方,也可以剔除掉自己发给自己的消息。当然如果需要更多的信息,可以按照自己的业务区分,将这些信息作为发送的  messge,通过 Socket 发送。

“UDP在Java中的使用方法是什么”的内容就介绍到这里了,感谢大家的阅读。如果想了解更多行业相关的知识可以关注创新互联网站,小编将为大家输出更多高质量的实用文章!


当前标题:UDP在Java中的使用方法是什么
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