TCP與UDP有什么差異？Android 設(shè)備上，一個(gè)手機(jī)通過熱點(diǎn)連接另一個(gè)手機(jī)。這種場(chǎng)景下，完整的 UDP 通信模塊應(yīng)該考慮哪些方面，又應(yīng)該如何優(yōu)化。本文將圍繞這些問題展開描述。

　　TCP與UDP差異對(duì)比分析，UDP 在 Java 中的使用

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　　我們都知道，開發(fā)一個(gè) Android 應(yīng)用程序，目前大多數(shù)還是使用的是 Java 語言。在 Java 語言中怎么去使用 UDP 協(xié)議呢？

　　其實(shí) Socket 可以理解為對(duì) TCP、UDP 協(xié)議在程序使用層面的封裝，提供出一些 api 來供程序員調(diào)用開發(fā)，這就是 Socket 最表層的含義。

　　在 Java 中，與 UDP 相關(guān)的類有 DatagramSocket、DatagramPacket 等，關(guān)于他們的使用，這里不著重介紹。

　　好了，假設(shè)大家對(duì)他們的使用都已大概了解，可以正式開始本文的內(nèi)容了。

　　初始化一個(gè) UDPSocket

　　首先創(chuàng)建一個(gè)叫 UDPSocket 的類。

　　在構(gòu)造方法里，我們進(jìn)行下一些初始化操作，簡(jiǎn)單來說就是創(chuàng)建一個(gè)線程池，記錄一下當(dāng)前時(shí)間毫秒值，至于他們有什么用，再往下看：

　　這里我們首先創(chuàng)建了一個(gè) DatagramSocket 作為“客戶端”，其實(shí) UDP 本身沒有客戶端和服務(wù)端的概念，只有發(fā)送方和接收方的概念，我們把發(fā)送方暫時(shí)當(dāng)成是一個(gè)客戶端吧。

　　創(chuàng)建 DatagramSocket 對(duì)象時(shí)，傳入了一個(gè)端口號(hào)，這個(gè)端口號(hào)可以在一個(gè)范圍內(nèi)自己定義，表示這個(gè) DatagramSocket 在此端口上監(jiān)聽數(shù)據(jù)。

　　然后又創(chuàng)建了一個(gè) DatagramPacket 對(duì)象，作為數(shù)據(jù)的接收包。

　　最后調(diào)用 startSocketThread 啟動(dòng)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的線程。

　　首先 clientThread 線程的目的是調(diào)用 DatagramSocket receive 方法，因?yàn)?receive 方法是阻塞的，不能放在主線程，所以自然開啟一個(gè)子線程了。receiveMessage 就是處理接受到的 UDP 數(shù)據(jù)報(bào)，我們先不看接受數(shù)據(jù)的這個(gè)方法，畢竟還沒人發(fā)消息呢，自然就談不上收了。

　　心跳包保持“長(zhǎng)連接”

　　來到本文的第一個(gè)重點(diǎn)，我們都知道 UDP 本身沒有連接的概念。在 Android 端應(yīng)用 UDP 和 TCP 的場(chǎng)景是一個(gè)手機(jī)連接另一個(gè)手機(jī)的熱點(diǎn)，二者處在同一局域網(wǎng)中。在二者并不知道對(duì)方的存在時(shí)，怎么才能發(fā)現(xiàn)彼此呢？

　　通過心跳包的方式，雙方都每隔一段時(shí)間發(fā)一個(gè) UDP 包，如果對(duì)方接收到了，那就能知道對(duì)方的 ip，建立起通信了。

　　這段心跳的目的就是每隔十秒通過 sendMessage 發(fā)送一個(gè)消息，看看對(duì)方能不能收到。若對(duì)方收到消息，則刷新下 lastReceiveTime 的時(shí)間。

　　這里我每隔十秒向?qū)Ψ桨l(fā)送了一個(gè)字符串。

　　這里就是發(fā)送一個(gè)消息的代碼。最初在填寫 DatagramPacket 的參數(shù)之時(shí)，我有一個(gè)疑問，那個(gè) targetAddress 其實(shí)是自己的 ip 地址。問題來了，我填寫了自己的 ip 地址和對(duì)方的端口，怎么可能找得到對(duì)方呢？你可能有一個(gè)疑惑 “192.168.43.255” 這個(gè)自己的 ip 地址是怎么來的，為什么要這么定義？

　　首先 android 手機(jī)開啟熱點(diǎn)，可以理解成一個(gè)網(wǎng)關(guān)，有一個(gè)默認(rèn)的 ip 地址：“192.168.43.1”

　　這個(gè) ip 地址不是我瞎編的一個(gè)，在 Android 源碼之中，就是這么定義的：

　　WifiStateMachine

　　所以我是知道所謂打開熱點(diǎn)一方的 ip 地址，而 UDP 發(fā)送消息時(shí)還有一個(gè)特性，就是發(fā)出去的消息，處在整個(gè)網(wǎng)關(guān)的設(shè)備是都可以接收到的，所以我自己的 ip 地址就定為了 “192.168.43.255”，所以這個(gè) ip 地址和 “192.168.43.1” 在同一網(wǎng)關(guān)中，你發(fā)送的消息，它是可以收到的。

　　至于怎么判斷兩個(gè) ip 地址是否處在同一網(wǎng)段中：

　　判斷兩個(gè)IP大小及是否在同一個(gè)網(wǎng)段中

　　來做一個(gè)階段總結(jié)：

　　首先我們創(chuàng)建了一個(gè)發(fā)送端 DatagramSocket，啟動(dòng)了一個(gè)心跳程序，每間隔一段時(shí)間發(fā)送一個(gè)心跳包。

　　因?yàn)槲抑罒狳c(diǎn)方的 ip 地址是默認(rèn)的 “192.168.43.1”，并且 UDP 的特性就是發(fā)送的消息同一網(wǎng)段的設(shè)備都可以收到。所以發(fā)送方的 ip 地址定為了與熱點(diǎn)一方處在同一網(wǎng)段的 “192.168.43.255”。

　　事件與數(shù)據(jù)

　　事件與數(shù)據(jù)這兩個(gè)模塊與業(yè)務(wù)就緊密相關(guān)了。

　　先來說數(shù)據(jù)，雙方發(fā)送的數(shù)據(jù)格式你們可以隨意定義，當(dāng)然我覺得還是定義成常規(guī)的 Json 格式就好。其中可以包含一些關(guān)鍵的事件字段：比如廣播心跳包、收到心跳包給對(duì)方上線的應(yīng)答包、超時(shí)的下線包、以及各種業(yè)務(wù)相關(guān)的數(shù)據(jù)等等。

　　當(dāng)然發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)是轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)組發(fā)送的。發(fā)送中文字符、圖片等都沒有問題，但是可能有一些細(xì)節(jié)需要注意，隨時(shí) google 一下就好了。

　　再來說下事件：

　　與業(yè)務(wù)無關(guān)的事件有哪些？

　　比如：

　　DatagramSocket.send 方法之后就是發(fā)送數(shù)據(jù)成功的事件;

　　DatagramSocket.receive 方法之后是數(shù)據(jù)接收成功的事件;

　　在心跳包發(fā)送一段時(shí)間，仍沒有接到回信時(shí)，是連接超時(shí)的事件;

　　與業(yè)務(wù)相關(guān)的事件就和我們上文提到的數(shù)據(jù)類型有關(guān)了，設(shè)備上線，心跳包回應(yīng)等等。

　　事件又如何發(fā)送出去，通知到各個(gè)頁面呢？用 Listener、或者其他事件總線的三方庫都沒問題，看你自己選擇了。

　　處理接收的消息

　　理接收消息時(shí)，有幾個(gè)值得注意的點(diǎn)：

　　receive 方法是阻塞的，沒收到數(shù)據(jù)包時(shí)會(huì)一直阻塞，所以要放到子線程中;

　　每次接收到消息之后，重新調(diào)用 receivePacket.setLength;

　　收到消息刷新lastReceiveTime的值，暫停心跳包的發(fā)送;

　　處理收到的數(shù)據(jù)具體在業(yè)務(wù)上就是剛才我們談的發(fā)送數(shù)據(jù)的問題，視業(yè)務(wù)而定。

　　“用戶”的概念

　　上文已經(jīng)談過了 UDP 的特性，假如一個(gè)手機(jī)已經(jīng)開啟了熱點(diǎn)，若多個(gè)手機(jī)與他相連接，則多個(gè)手機(jī)發(fā)送的消息它都可以收到。如果發(fā)送方的端口與接收方的端口相同的話，甚至自己發(fā)的消息，自己都可以收到。這就很尷尬了，也就是說我們既要剔除自己發(fā)給自己的消息，也得區(qū)分不同手機(jī)發(fā)來的消息，這個(gè)時(shí)候就理應(yīng)有一個(gè)“用戶”的概念。

　　創(chuàng)建 User 對(duì)象，有哪些屬性可以看自己的業(yè)務(wù)，本文的例子就有 ip、imei、以及 softversion。

　　這里就不將所有的代碼展開來看了。如果有了手機(jī)的 imei 號(hào)，那很容易就可以來做身份的區(qū)分，你既可以區(qū)分不同的發(fā)送方，也可以剔除掉自己發(fā)給自己的消息。當(dāng)然如果需要更多的信息，可以按照自己的業(yè)務(wù)區(qū)分，將這些信息作為發(fā)送的 messge，通過 Socket 發(fā)送。