今天的主角是 UDP（User Datagram PRotocol，用户数据报协议）。
我们都知道 TCP 是一种可靠的协议 —— 首先客户端和服务端需要建立连接（三次“握手”），数据发送完毕需要断开连接（四次“挥手”）；如果发送数据时数据损坏或者丢失，那么 TCP 会重新发送。保证可靠的代价就是效率的降低（建立连接和断开连接就需要时间，保证数据的可靠性也需要额外的消耗）。与 TCP 相对应，UDP 是面向无连接的协议，并且它不保证数据是否会到达，也不保证到达的数据是否准确和数据顺序是否正确 —— 所以相比于 TCP， UDP 的速度很快。在 需要不建立连接即可发送数据 的系统，或者 保证最快的传输速度比每一位数据都正确更重要 的系统（如视频会议，丢失某个数据包只是一个画面或者声音的小干扰）中，UDP 才是正确的选择。实际上，在同一个网段，或者在信号很好的局域网，UDP 是非常可靠的。

在 Java 中使用 UDP 时关键的两个类分别是：DatagramSocket 和 DatagramPacket。
DatagramPacket 表示数据包，而 DatagrameSocket 用来发送和接收数据包。

• 发送数据包时：

因为 UDP 协议并不需要建立连接，所以我们将数据（byte数组）放入 DatagramPacket 之后，还需要将目的地（IP地址和端口）放入到 DatagramPacket 中 —— DatagramSocket 的 send(DatagramPacket packet) 方法根据 packet 中指定目的地，将其包含的数据往这个目的地发送。至于数据是否能（准确）到达目的地，DatagramSocket 并不关心。

• 接收数据包时：

DatagramSocket 在接收数据包时，我们需要为其指定一个监听的端口。当有包含了接收端机器 IP 地址和 DatagramSocket 所监听端口的数据包到达时，DatagramSocket 的 receive(DatagramPacket packet) 方法便会对数据包进行接收，并将接收到的数据包填入到 packet 中。

现在让我们来实践 DatagramSocket 和 DatagramPacket：
因为 UDP 没有服务端和客户端之分，所以我们把两端分别定义为 发送端 和 接收端。
发送端代码：

import java.io.IOException; import java.net.DatagramPacket; import java.net.DatagramSocket; import java.net.InetAddress; import java.net.UnknownHostException; import java.util.ArrayList; import java.util.Collections; import java.util.List;  public class UDPSender {      private static final int RECVER_LISTENING_PORT = 9999;      public static void main(String[] args) throws Exception {         List<DatagramPacket> messages = new ArrayList<>(12);         for (int i = 0; i < 4; i++) {             String msgBody = (i == 3 ? "" : "Hello UDP-" + i);              DatagramPacket msg0 = parseMsg(                     msgBody, "127.0.0.1", RECVER_LISTENING_PORT); // 发送给本机             DatagramPacket msg1 = parseMsg(                     msgBody, "192.168.3.3", RECVER_LISTENING_PORT); // 发送给同一局域网的一台机器             DatagramPacket msg2 = parseMsg(                     msgBody, "120.77.**.***", RECVER_LISTENING_PORT); // 120.77.**.*** 是我阿里云主机的公网 IP 地址              // JDK1.5 时 Collections 添加的 addAll 方法，可以一次往某个集合中添加多个元素             Collections.addAll(messages, msg0, msg2, msg1);         }          startSending(messages);     }      private static void startSending(List<DatagramPacket> messages)             throws IOException, InterruptedException {          // 无参构造的 DatagramSocket 会随机选择一个端口进行监听         // 因为此时 DatagramSocket 的作用是发送，所以无需显式指定固定端口         try (DatagramSocket socket = new DatagramSocket()) {             System.out.println("随机给发送端分配的端口为：" + socket.getLocalPort() + "n");                          for (DatagramPacket msg : messages) {                 socket.send(msg); // 发送数据包                  int recverPort = msg.getPort();                 InetAddress recverAddr = msg.getAddress();                 System.out.printf("消息已经发送 -> (%s:%d)n",                         recverAddr.getHostAddress(), recverPort);                  Thread.sleep(500); // 设定 每隔 0.5 秒发送一个消息             }         }     }      private static DatagramPacket parseMsg(String msgBody, String addr, int port)             throws UnknownHostException {          byte[] msgData = msgBody.getBytes();         DatagramPacket msg = new DatagramPacket(                 msgData, 0, msgData.length, // 数据从位置 0 开始，长度为 msgData.length                 InetAddress.getByName(addr), port); // 目的地 地址为 addr，监听端口为 port          return msg;     }  }

接收端代码：

import java.net.DatagramPacket; import java.net.DatagramSocket; import java.net.InetAddress;  public class UDPReceiver {      private static final int LISTENING_PORT = 9999;     private static final int BUFFER_SIZE = 512;      public static void main(String[] args) throws Exception {         byte[] buffer = new byte[BUFFER_SIZE];         DatagramPacket msg = new DatagramPacket(buffer, buffer.length);          try (DatagramSocket socket = new DatagramSocket(LISTENING_PORT)) {             System.out.println("接收端已经启动...n");             while (true) {                 socket.receive(msg); // 接收数据包                  String msgBody = new String(                         msg.getData(), msg.getOffset(), msg.getLength());                 if (msgBody.isEmpty()) { // 发现接收的消息是空字符串("")便跳出循环                     break;                 }                  int senderPort = msg.getPort();                 InetAddress senderAddr = msg.getAddress();                  System.out.printf("发送端 地址和端口 -> (%s:%d)n",                         senderAddr.getHostAddress(), senderPort);                  System.out.println("发送端 发送的消息 -> " + msgBody + "n");             }         }          System.out.println("接收端已经关闭。");     } }

现在 在本机、同一局域网的一台机器和阿里云主机上都运行 UDPReceiver：

@H_716_304@

然后启动发送端 UDPSender：

接收端接收结果：

可以看到每个接收端都正确的接收了发送端发送的消息。

（本机 和 局域网机器 显示的发送端的端口(49756)是一致的，但是远程机器即阿里云主机显示的(4802)却与他们不一致——这个问题留给有兴趣的读者自己思考）

虽然 UDP 是不可靠的协议，但是因为它不需要建立连接，效率更快，所以在 需要不建立连接即可发送数据 的系统（比如本文的例子），或者 保证最快的传输速度比每一位数据都正确更重要 的系统中，我们应该使用 UDP。当然，基于 UDP 我们同样可以开发出可靠的协议——数据包的正确与否可以交给应用程序来判断，如果有问题接收端便提示发送端重新发送。