Java NIO DatagramChannel-编程知识-白鹭情

1.概述

在本教程中，我们将探索DatagramChannel类，该类允许我们发送和接收UDP数据包。

2. `DatagramChannel`

在Internet支持的各种协议中，TCP和UDP是最常见的。

TCP是面向连接的协议，而UDP是高性能且可靠性较低的面向数据报的协议。 UDP由于其不可靠的特性而经常用于发送广播或多播数据传输。

Java的NIO模块的DatagramChannel类为面向数据报的套接字提供了一个可选通道。换句话说，它允许创建一个数据报通道来发送和接收数据报（UDP数据包）。

让我们使用DatagramChannel类创建一个客户端，该客户端通过本地IP地址发送数据报，并创建一个接收数据报的服务器。

3.打开并绑定

首先，让我们openChannel DatagramChannelBuilder类，该方法提供一个打开但未连接的数据报通道：

public class DatagramChannelBuilder {

 public static DatagramChannel openChannel() throws IOException {

 DatagramChannel datagramChannel = DatagramChannel.open();

 return datagramChannel;

 }

 }

然后，我们需要将一个打开的通道绑定到本地地址，以侦听入站UDP数据包。

因此，我们将添加bindChannel方法， DatagramChannel绑定到提供的本地地址：

public static DatagramChannel bindChannel(SocketAddress local) throws IOException {

 return openChannel().bind(local);

 }

现在，我们可以使用DatagramChannelBuilder类来创建客户端/服务器，该客户端/服务器在已配置的套接字地址上发送/接收UDP数据包。

4.客户端

首先，让我们创建DatagramClient与类startClient使用已经讨论过的方法bindChannel的方法DatagramChannelBuilder类：

public class DatagramClient {

 public static DatagramChannel startClient() throws IOException {

 DatagramChannel client = DatagramChannelBuilder.bindChannel(null);

 return client;

 }

 }

由于客户端不需要侦听入站UDP数据包，因此在绑定通道时我们为地址null

然后，我们添加sendMessage方法以在服务器地址上发送数据报：

public static void sendMessage(DatagramChannel client, String msg, SocketAddress serverAddress) throws IOException {

 ByteBuffer buffer = ByteBuffer.wrap(msg.getBytes());

 client.send(buffer, serverAddress);

 }

就是这样！现在，我们准备使用客户端发送消息：

DatagramChannel client = startClient();

 String msg = "Hello, this is a Baeldung's DatagramChannel based UDP client!";

 InetSocketAddress serverAddress = new InetSocketAddress("localhost", 7001);



 sendMessage(client, msg, serverAddress);

注意：将消息发送到localhost:7001地址后，必须使用相同的地址启动服务器。

5.服务器

同样，让我们startServer DatagramServer类， localhost:7001地址上启动服务器：

public class DatagramServer {

 public static DatagramChannel startServer() throws IOException {

 InetSocketAddress address = new InetSocketAddress("localhost", 7001);

 DatagramChannel server = DatagramChannelBuilder.bindChannel(address);

 System.out.println("Server started at #" + address);

 return server;

 }

 }

然后，让我们添加receiveMessage方法，该方法从客户端接收数据报，提取消息并打印：

public static void receiveMessage(DatagramChannel server) throws IOException {

 ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);

 SocketAddress remoteAdd = server.receive(buffer);

 String message = extractMessage(buffer);

 System.out.println("Client at #" + remoteAdd + " sent: " + message);

 }

另外，要从接收的缓冲区中提取客户端的消息，我们将需要添加extractMessage方法：

private static String extractMessage(ByteBuffer buffer) {

 buffer.flip();

 byte[] bytes = new byte[buffer.remaining()];

 buffer.get(bytes);

 String msg = new String(bytes);



 return msg;

 }

在这里，我们ByteBuffer flip方法，以将其从I / O读取转换为写入I / O。另外， flip方法将限制设置为当前位置，并将位置设置为零，以便我们从头开始阅读。

现在，我们可以启动服务器并接收来自客户端的消息：

DatagramChannel server = startServer();

 receiveMessage(server);

因此，服务器收到我们的消息时，打印输出将是：

Server started at #localhost/127.0.0.1:7001

 Client at #/127.0.0.1:52580 sent: Hello, this is a Baeldung's DatagramChannel based UDP client!

6. `DatagramChannelUnitTest`

现在我们已经准备好客户端和服务器，我们可以编写一个单元测试来验证端到端数据报（UDP数据包）的传递：

@Test

 public void whenClientSendsAndServerReceivesUDPPacket_thenCorrect() throws IOException {

 DatagramChannel server = DatagramServer.startServer();

 DatagramChannel client = DatagramClient.startClient();

 String msg1 = "Hello, this is a Baeldung's DatagramChannel based UDP client!";

 String msg2 = "Hi again!, Are you there!";

 InetSocketAddress serverAddress = new InetSocketAddress("localhost", 7001);



 DatagramClient.sendMessage(client, msg1, serverAddress);

 DatagramClient.sendMessage(client, msg2, serverAddress);



 assertEquals("Hello, this is a Baeldung's DatagramChannel based UDP client!", DatagramServer.receiveMessage(server));

 assertEquals("Hi again!, Are you there!", DatagramServer.receiveMessage(server));

 }

首先，我们启动了绑定数据报通道的服务器，以侦听localhost:7001上的入站消息。然后，我们启动了客户端并发送了两条消息。

最后，我们在服务器上收到入站消息，并将它们与我们通过客户端发送的消息进行比较。

7.附加方法

到目前为止，我们已经使用**DatagramChannel类提供的open ， bind ， send和receive之类的方法**。现在，让我们快速浏览一下其他方便的方法。

7.1 `configureBlocking`

默认情况下，数据报通道处于阻塞状态。 false值时，我们可以使用configureBlocking方法使通道变为非阻塞状态：

client.configureBlocking(false);

7.2 `isConnected`

isConnected方法返回数据报通道的状态-即它是已连接还是已断开连接。

7.3 `socket`

socket方法返回与数据报通道关联DatagramSocket

7.4。`close`

另外，我们可以通过调用DatagramChannel类close方法来关闭通道。

8.结论

在本快速教程中，我们探讨了Java NIO的DatagramChannel类，该类允许创建一个数据报通道来发送/接收UDP数据包。

首先，我们研究了一些方法，例如open和bind ，它们同时允许数据报通道侦听入站UDP数据包。

然后，我们创建了一个客户端和一个服务器， DatagramChannel类探索端到端UDP数据包的传递。