编辑“︁Java DatagramSocket”︁

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'''Java DatagramSocket''' 是 Java 网络编程中用于实现无连接、不可靠的数据报通信的核心类之一。它基于 [[UDP (User Datagram Protocol)|UDP]] 协议，适用于需要低延迟但不要求可靠传输的场景，如视频流、在线游戏和 DNS 查询等。本文将详细介绍 `DatagramSocket` 的基本概念、使用方法、代码示例及实际应用。

== 概述 ==
`DatagramSocket` 是 Java 提供的用于发送和接收数据报（Datagram）的类。与面向连接的 `Socket` 不同，`DatagramSocket` 是无连接的，每个数据报（`DatagramPacket`）独立传输，不保证顺序或可靠性。它的主要特点包括：
* **无连接性**：无需建立持久连接。
* **低开销**：比 TCP 更轻量，适合高频小数据包传输。
* **不可靠性**：不保证数据报的到达或顺序。

== 核心类与方法 ==
`DatagramSocket` 的核心方法包括：
* `DatagramSocket()`：创建一个未绑定的套接字。
* `DatagramSocket(int port)`：绑定到指定端口。
* `send(DatagramPacket p)`：发送数据报。
* `receive(DatagramPacket p)`：接收数据报。
* `close()`：关闭套接字。

`DatagramPacket` 是数据报的载体，包含数据和目标地址：
* `DatagramPacket(byte[] buf, int length)`：接收用数据报。
* `DatagramPacket(byte[] buf, int length, InetAddress address, int port)`：发送用数据报。

== 基本用法示例 ==
以下是一个简单的客户端-服务器示例，展示 `DatagramSocket` 的基本用法。

=== 服务器端代码 ===
<syntaxhighlight lang="java">
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.InetAddress;

public class UDPServer {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 创建 DatagramSocket，监听端口 9876
        DatagramSocket socket = new DatagramSocket(9876);
        byte[] receiveData = new byte[1024];

        while (true) {
            // 准备接收数据报
            DatagramPacket receivePacket = new DatagramPacket(receiveData, receiveData.length);
            socket.receive(receivePacket); // 阻塞直到收到数据

            // 解析数据
            String message = new String(receivePacket.getData(), 0, receivePacket.getLength());
            System.out.println("Received: " + message);

            // 获取客户端地址和端口
            InetAddress clientAddress = receivePacket.getAddress();
            int clientPort = receivePacket.getPort();

            // 发送响应
            String response = "ACK: " + message;
            byte[] sendData = response.getBytes();
            DatagramPacket sendPacket = new DatagramPacket(sendData, sendData.length, clientAddress, clientPort);
            socket.send(sendPacket);
        }
    }
}
</syntaxhighlight>

=== 客户端代码 ===
<syntaxhighlight lang="java">
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.InetAddress;

public class UDPClient {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        DatagramSocket socket = new DatagramSocket();
        InetAddress serverAddress = InetAddress.getByName("localhost");
        String message = "Hello, Server!";
        byte[] sendData = message.getBytes();

        // 发送数据报
        DatagramPacket sendPacket = new DatagramPacket(sendData, sendData.length, serverAddress, 9876);
        socket.send(sendPacket);

        // 接收响应
        byte[] receiveData = new byte[1024];
        DatagramPacket receivePacket = new DatagramPacket(receiveData, receiveData.length);
        socket.receive(receivePacket);

        String response = new String(receivePacket.getData(), 0, receivePacket.getLength());
        System.out.println("Server Response: " + response);

        socket.close();
    }
}
</syntaxhighlight>

=== 输出示例 ===
服务器输出：
<pre>
Received: Hello, Server!
</pre>

客户端输出：
<pre>
Server Response: ACK: Hello, Server!
</pre>

== 实际应用场景 ==
`DatagramSocket` 适用于以下场景：
1. **实时应用**：如视频会议（低延迟比可靠性更重要）。
2. **广播/组播**：向多个客户端发送相同数据（如股票行情推送）。
3. **轻量级协议**：DNS 查询、SNMP 等。

=== 广播示例 ===
以下代码展示如何使用 `DatagramSocket` 实现广播：
<syntaxhighlight lang="java">
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.InetAddress;

public class BroadcastSender {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        DatagramSocket socket = new DatagramSocket();
        socket.setBroadcast(true); // 启用广播
        String message = "Broadcast Message";
        byte[] data = message.getBytes();

        // 发送到广播地址（如 255.255.255.255 或子网广播地址）
        DatagramPacket packet = new DatagramPacket(data, data.length, 
            InetAddress.getByName("255.255.255.255"), 9876);
        socket.send(packet);
        socket.close();
    }
}
</syntaxhighlight>

== 高级主题 ==
=== 超时设置 ===
通过 `setSoTimeout(int timeout)` 可以设置接收超时（毫秒）：
<syntaxhighlight lang="java">
socket.setSoTimeout(5000); // 5秒超时
try {
    socket.receive(packet);
} catch (java.net.SocketTimeoutException e) {
    System.out.println("Timeout reached!");
}
</syntaxhighlight>

=== 多线程处理 ===
在高并发场景中，可以为每个客户端请求分配一个线程：
<syntaxhighlight lang="java">
while (true) {
    DatagramPacket packet = new DatagramPacket(buffer, buffer.length);
    socket.receive(packet);
    new Thread(() -> handlePacket(packet)).start();
}
</syntaxhighlight>

== 性能与限制 ==
* **优点**：低延迟、无连接开销。
* **缺点**：无拥塞控制、可能丢包或乱序。

== 总结 ==
`DatagramSocket` 是 Java UDP 编程的核心工具，适合需要快速传输但容忍丢包的场景。通过本文的示例和解释，读者可以掌握其基本用法并了解实际应用中的注意事项。

<mermaid>
sequenceDiagram
    participant Client
    participant Server
    Client->>Server: DatagramPacket (Hello!)
    Server->>Client: DatagramPacket (ACK: Hello!)
</mermaid>

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