netty 系列之: 使用 UDP 协议

简介在之前的系列文章中，我们到了使用 netty 做聊天服务器，聊天服务器使用的 SocketChannel，也就是说底层的协议使用的是 Scoket。今天我们将会给大家介绍如何在 netty 中使用 UDP 协议。

UDP 协议 UDP（ User Datagram Protocol )，也叫用户数据报协议。

UDP 的主要功能和亮点并不在于它引入了什么特性，而在于它忽略的那些特性：不保证消息交付，不保证交付顺序，不跟踪连接状态，不需要拥塞控制。

我们来看一下 UDP 的数据包：

UDP 是一种无连接的协议，发送者只管发送数据包即可，并不负责处理和保证数据是否成功发送，数据是否被处理完成等。它的唯一作用就是发送。

在 JDK 中表示 UDP 的有一个专门的类叫做：java.net.DatagramPacket,在 NIO 中还有一个 java.nio.channels.DatagramChannel,专门负责处理 UDP 的 channel。

这里我们要将的是 netty，netty 中对于 UDP 协议也有上面的两个类，名字虽然是一样的，但是对应的包不同。他们分别是：

io.netty.channel.socket.DatagramPacket 和 io.netty.channel.socket.DatagramChannel，当然 netty 中的这两个类是对 JDK 自带类的增强。

先看一下 netty 中 DatagramPacket 的定义：

public class DatagramPacketextends DefaultAddressedEnvelope<ByteBuf, InetSocketAddress> implements ByteBufHolderDatagramPacket 类实现了 ByteBufHolder 接口，表示它里面存放的是 ByteBuf。然后他又继承自 DefaultAddressedEnvelope，这个类是对地址的封装，其中 ByteBuf 表示传递消息的类型，InetSocketAddress 表示目标的地址，它是一个 IP 地址+端口号的封装。

从上面的 UDP 协议我们知道，UDP 只需要知道目标地址和对应的消息即可，所以 DatagramPacket 中包含的数据已经够用了。

DatagramChannel 是用来传递 DatagramPacket 的，因为 DatagramChannel 是一个接口，所以一般使用 NioDatagramChannel 作为真正使用的类。

String 和 ByteBuf 的转换之前我们讲到过，netty 中的 channel 只接受 ByteBuf 数据类型，如果直接写入 String 会报错，之前的系列文章中，我们讲过两种处理方法，第一种是使用 ObjectEncoder 和 ObjectDecoder 在写入 ByteBuf 之前，对对象进行序列化，这一种不仅适合 String，也适合 Object 对象。

第二种是使用 StringEncoder 和 StringDecoder 专门处理 String 的 encode 和 decode，这种处理只能处理 String 的转换，对 Object 无效。

如果你不想使用这些 encoder 和 decoder 还可以直接使用 ByteBuf 和 String 进行转换。

比如要将 String 写入 ByteBuf 可以调用 Unpooled.copiedBuffer 的命令如下：

Unpooled.copiedBuffer("开始广播", CharsetUtil.UTF_8)将 ByteBuf 转换成为 String 则可以调用：

byteBuf.toString(CharsetUtil.UTF_8)构建 DatagramPacketDatagramPacket 总共可以接受三个参数，分别是要发送的数据 data,要接收数据包的地址和要发送数据包的地址。

这里我们并不关心发送数据包的地址，那么只需要两个参数即可，对于客户端来说，我们发送一个”开始广播“的消息给服务器端，告诉服务器端可以向客户发送回复消息了，如下所示：

new DatagramPacket(Unpooled.copiedBuffer("开始广播", CharsetUtil.UTF_8),SocketUtils.socketAddress("255.255.255.255", PORT))上我们使用 SocketUtils.socketAddress 创建了一个特殊的地址，255.255.255.255 是一个特殊的广播地址，意味着所有的主机，因为我们的客户端并不知道服务器的地址，所以使用 255.255.255.255 来广播。

构建好的 DatagramPacket，里面有一个 sender()方法，可以用来获取客户端的地址，所以在服务器端可以这样构建要发送的 packge：

new DatagramPacket(Unpooled.copiedBuffer("广播: " + nextQuote(), CharsetUtil.UTF_8), packet.sender())启动客户端和服务器 UDP 的客户端和服务器启动和 socket 稍微有所不同，如果是 socket，那么使用的 channel 是 NioSocketChannel，如果是 UDP，则使用的是 NioDatagramChannel。如下是服务器端启动的代码：

EventLoopGroup group = new NioEventLoopGroup();try {Bootstrap b = new Bootstrap();b.group(group).channel(NioDatagramChannel.class).option(ChannelOption.SO_BROADCAST, true).handler(new UDPServerHandler());

        b.bind(PORT).sync().channel().closeFuture().await();    } finally {        group.shutdownGracefully();    }

注意，这里我们需要设置 ChannelOption.SO_BROADCAST 为 true，因为 UDP 是以广播的形式发送消息的。

客户端的实现和 socket 稍微有所不同，下面是客户端的启动实现：

EventLoopGroup group = new NioEventLoopGroup();try {Bootstrap b = new Bootstrap();b.group(group).channel(NioDatagramChannel.class).option(ChannelOption.SO_BROADCAST, true).handler(new UDPClientHandler());

        Channel ch = b.bind(0).sync().channel();

对于 UDP 来说，并不存在地址绑定一说，所以上 Bootstrap 调用 bind(0)。

总结本文讲解了 netty 中 UDP 协议的实现，UDP 相较于 Socket 连接而言更加简单。

本文的例子可以参考：learn-netty4

本文已收录于 http://www.flydean.com/11-netty-udp/

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