UDP 局域网搜索案例demo

                                                                                                      要实现的功能：

对应的项目demo:https://download.csdn.net/download/weixin_42528855/12505965

1. UDP 接收消息并回送功能

2. UDP 局域网广播发送功能

3.UDP  局域网回送消息功能（广播搜索功能）

a 电脑 向 b 电脑 发送消息：

1. 首先：b电脑 监听 本机的2000 端口，

2. A电脑 向 局域网内的 计算机的2000 端口 发送 消息（ 举例： A发送的端口 是1000）

3. 这样 b电脑 可能会收到 A电脑发送的信息（b收到消息后，就能 确定 A电脑发送的端口号），如果 A电脑 监听 本机的1000端口，就能收到 b的消息（如果b发送）

4. 这样就实现了 信息交互。

双方没有建立连接，只是指定监听端口 和发送端口。
DatagramSocket 相当于一个桥梁，不进行接收 和发送（由 DatagramPacket 完成），
作为提供者 需要指定接收的端口，但是作为搜索方，则由系统分配。
DatagramPacket接收信息时，能获得发送方的 IP  ， 端口 和信息。

 

局域网搜索：

假设;A,B,C,D  处于 同一局域网内，

具有相同的自定义协议（这个在本代码中仅仅用于数据简单的扫描作用；而在物联网中，家庭里边可能会有多个不同的设备，此时可以使用广播的方式去发现设备，当设备返回信息后，可以根据返回信息进行区分那些是自己需要的。）：

A是搜索者，搜索2000端口号，监听3000端口号

B,C,D  是提供者（监听2000端口号），这样 可以收到A 的消息，并且可以通过3000端口号 回送消息。

有人会迷惑：UDP 提供者 和 UDP 搜索者 谁先启动？

答：UDP 提供者，（理论来说如果没有启动提供者，去搜索也是没有意义的。 所以是先启动提供者，然后启动搜索。）

在搜索者中：

1.有 接收的设备信息的类（设置为私有类型）

2.将监听单独设置为一个线程（想要其随时可以结束）

3.在监听类中使用了 CountDownLatch,来确保先启动监听线程，然后 再发送消息(很重要)

在UDP 提供者中：

这里 简单使用了 多线程（会有多个 提供者），可以接收 和发送数据

1.   UDP 提供者代码：

#########################################################################

import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.util.UUID;

/**
 * UDP 提供者，用于提供服务
 */
public class UDPProvider {

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 生成一份唯一标示
        String sn = UUID.randomUUID().toString();
        Provider provider = new Provider(sn);
        provider.start();

        // 读取任意键盘信息后可以退出
        //noinspection ResultOfMethodCallIgnored
        System.in.read();
        provider.exit();
    }

    private static class Provider extends Thread {
        private final String sn;
        private boolean done = false;
        private DatagramSocket ds = null;

        public Provider(String sn) {
            super();
            this.sn = sn;
        }

        @Override
        public void run() {
            super.run();

            System.out.println("UDPProvider Started.");

            try {
                // 监听20000 端口
                ds = new DatagramSocket(20000);

                while (!done) {

                    // 构建接收实体
                    final byte[] buf = new byte[512];
                    DatagramPacket receivePack = new DatagramPacket(buf, buf.length);

                    // 接收
                    ds.receive(receivePack);

                    // 打印接收到的信息与发送者的信息
                    // 发送者的IP地址
                    String ip = receivePack.getAddress().getHostAddress();
                    int port = receivePack.getPort();
                    int dataLen = receivePack.getLength();
                    String data = new String(receivePack.getData(), 0, dataLen);
                    System.out.println("UDPProvider receive form ip:" + ip
                            + "\tport:" + port + "\tdata:" + data);

                    // 解析端口号
                    int responsePort = MessageCreator.parsePort(data);
                    if (responsePort != -1) {
                        // 构建一份回送数据
                        String responseData = MessageCreator.buildWithSn(sn);
                        byte[] responseDataBytes = responseData.getBytes();
                        // 直接根据发送者构建一份回送信息
                        DatagramPacket responsePacket = new DatagramPacket(responseDataBytes,
                                responseDataBytes.length,
                                receivePack.getAddress(),
                                responsePort);

                        ds.send(responsePacket);
                    }

                }

            } catch (Exception ignored) {
            } finally {
                close();
            }
            // 完成
            System.out.println("UDPProvider Finished.");
        }

        private void close() {
            if (ds != null) {
                ds.close();
                ds = null;
            }
        }

        /**
         * 提供结束
         */
        void exit() {
            done = true;
            close();
        }
    }
}

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2. UDP 搜索者代码：

#########################################################################

import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetAddress;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.CountDownLatch;

/**
 * UDP 搜索者，用于搜索服务支持方
 */
public class UDPSearcher {
    private static final int LISTEN_PORT = 30000;


    public static void main(String[] args) throws IOException, InterruptedException {
        System.out.println("UDPSearcher Started.");

        Listener listener = listen();
        sendBroadcast();

        // 读取任意键盘信息后可以退出
        //noinspection ResultOfMethodCallIgnored
        System.in.read();

        List<Device> devices = listener.getDevicesAndClose();

        for (Device device : devices) {
            System.out.println("Device:" + device.toString());
        }

        // 完成
        System.out.println("UDPSearcher Finished.");
    }

    private static Listener listen() throws InterruptedException {
        System.out.println("UDPSearcher start listen.");
        CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(1);
        Listener listener = new Listener(LISTEN_PORT, countDownLatch);
        listener.start();

        countDownLatch.await();
        return listener;
    }

    private static void sendBroadcast() throws IOException {
        System.out.println("UDPSearcher sendBroadcast started.");

        // 作为搜索方，让系统自动分配端口
        DatagramSocket ds = new DatagramSocket();


        // 构建一份请求数据
        String requestData = MessageCreator.buildWithPort(LISTEN_PORT);
        byte[] requestDataBytes = requestData.getBytes();
        // 直接构建packet
        DatagramPacket requestPacket = new DatagramPacket(requestDataBytes,
                requestDataBytes.length);
        // 20000端口, 广播地址
        requestPacket.setAddress(InetAddress.getByName("255.255.255.255"));
        requestPacket.setPort(20000);

        // 发送
        ds.send(requestPacket);
        ds.close();

        // 完成
        System.out.println("UDPSearcher sendBroadcast finished.");
    }

    // 接收的设备信息类
    private static class Device {
        final int port;
        final String ip;
        final String sn;

        private Device(int port, String ip, String sn) {
            this.port = port;
            this.ip = ip;
            this.sn = sn;
        }

        @Override
        public String toString() {
            return "Device{" +
                    "port=" + port +
                    ", ip='" + ip + '\'' +
                    ", sn='" + sn + '\'' +
                    '}';
        }
    }

    private static class Listener extends Thread {
        private final int listenPort;
        private final CountDownLatch countDownLatch;
        private final List<Device> devices = new ArrayList<>();
        private boolean done = false;
        private DatagramSocket ds = null;


        public Listener(int listenPort, CountDownLatch countDownLatch) {
            super();
            this.listenPort = listenPort;
            this.countDownLatch = countDownLatch;
        }

        @Override
        public void run() {
            super.run();

            // 通知已启动
            countDownLatch.countDown();
            try {
                // 监听回送端口
                ds = new DatagramSocket(listenPort);


                while (!done) {
                    // 构建接收实体
                    final byte[] buf = new byte[512];
                    DatagramPacket receivePack = new DatagramPacket(buf, buf.length);

                    // 接收
                    ds.receive(receivePack);

                    // 打印接收到的信息与发送者的信息
                    // 发送者的IP地址
                    String ip = receivePack.getAddress().getHostAddress();
                    int port = receivePack.getPort();
                    int dataLen = receivePack.getLength();
                    String data = new String(receivePack.getData(), 0, dataLen);
                    System.out.println("UDPSearcher receive form ip:" + ip
                            + "\tport:" + port + "\tdata:" + data);

                    String sn = MessageCreator.parseSn(data);
                    if (sn != null) {
                        Device device = new Device(port, ip, sn);
                        devices.add(device);
                    }
                }
            } catch (Exception ignored) {

            } finally {
                close();
            }
            System.out.println("UDPSearcher listener finished.");

        }

        private void close() {
            if (ds != null) {
                ds.close();
                ds = null;
            }
        }

        List<Device> getDevicesAndClose() {
            done = true;
            close();
            return devices;
        }
    }
}

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3. 口令（自定义协议）代码：

public class MessageCreator {
    private static final String SN_HEADER = "收到暗号，我是（SN）:";
    private static final String PORT_HEADER = "这是暗号，请回电端口（Port）:";

    public static String buildWithPort(int port) {
        return PORT_HEADER + port;
    }

    public static int parsePort(String data) {
        if (data.startsWith(PORT_HEADER)) {
            return Integer.parseInt(data.substring(PORT_HEADER.length()));
        }

        return -1;
    }

    public static String buildWithSn(String sn) {
        return SN_HEADER + sn;
    }

    public static String parseSn(String data) {
        if (data.startsWith(SN_HEADER)) {
            return data.substring(SN_HEADER.length());
        }
        return null;
    }

}

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