Android发送和接收UDP广播

时间：2022-12-15 16:42:59

要实现在Android平台上发UDP广播，可能需要先了解一下什么是广播地址

广播地址

广播地址（Broadcast Address）是专门用于同时向网络中所有工作站进行发送的一个地址。在使用TCP/IP协议的网络中，主机标识端host ID 为全1的IP地址为广播地址，广播的分组传送给host ID段所涉及的所有计算机。例如，对于10.1.1.0（255.255.255.0）网段，其广播地址为10.1.1.255（255即为2进制的11111111），当发出一个目的地址为10.1.1.255的分组（封包）时，它将被分发给该网段上的所有计算机。

Android发送和接收UDP广播
[图片来自百度百科]

广播地址有两类：

  • 受限广播
    它不被路由发送，但会被送到相同物理网络段上的所有主机，IP地址的网络字段和主机字段全为1就是地址255.255.255.255。
  • 直接广播
    网络广播会被路由发送，并会发送到专门网络上的每台主机，IP地址的网络字段定义这个网络，主机字段通常为全为1，如 192.168.10.255

关于广播地址的其他知识，大家可以自行搜索学习。

当我们知道有广播地址这个东西之后，就能很方便地在Android平台上实现发送广播和接收广播了。

一台Android作为Server端发送广播，那么此时的广播地址怎么确定，因为，作为Server端的手机可能是连接到一个路由器上，也有可能是自己作为AP设备发热点，让Client端去连接。对于以上的两种情况，广播地址是有所不同的：

  • 第一种情况（server端连接到路由器）：见下面代码片段。
  • 第二种情况（server端作为AP设备发送热点）：
    在这种情况下，IP也是可以确定，有人在分析Android源码的时候，发现如果Android设备开启了wifi热点，那么，该设备的本地IP是固定的，是192.168.43.1，那么我们就可以知道此时对应的广播地址就是192.168.43.255。

通过以下代码可以获取到本地IP（java）

    public static String getLocalIPAddress() {
        Enumeration<NetworkInterface> enumeration = null;
try {
            enumeration = NetworkInterface.getNetworkInterfaces();
        } catch (SocketException e) {
            Logger.w(e);
        }
if (enumeration != null) {
// 遍历所用的网络接口
while (enumeration.hasMoreElements()) {
                NetworkInterface nif = enumeration.nextElement();// 得到每一个网络接口绑定的地址
                Enumeration<InetAddress> inetAddresses = nif.getInetAddresses();
// 遍历每一个接口绑定的所有ip
if (inetAddresses != null)
while (inetAddresses.hasMoreElements()) {
                        InetAddress ip = inetAddresses.nextElement();
if (!ip.isLoopbackAddress() && isIPv4Address(ip.getHostAddress())) {
return ip.getHostAddress();
                        }
                    }
            }
        }
return "";
    }
/**
 * Ipv4 address check.
 */
private static final Pattern IPV4_PATTERN = Pattern.compile("^(" +
"([0-9]|[1-9][0-9]|1[0-9]{2}|2[0-4][0-9]|25[0-5])\\.){3}" +
"([0-9]|[1-9][0-9]|1[0-9]{2}|2[0-4][0-9]|25[0-5])$");

/**
 * Check if valid IPV4 address.
 *
 * @param input the address string to check for validity.
 * @return True if the input parameter is a valid IPv4 address.
 */
public static boolean isIPv4Address(String input) {
return IPV4_PATTERN.matcher(input).matches();
    }

通过以下代码可以直接获取广播地址，如果是打开wifi热点直接返回“192.168.43.255”（kotlin）：

    companion object {
        fun getBroadcastAddress(context: Context): InetAddress {
if (isWifiApEnabled(context)) { //判断wifi热点是否打开
return InetAddress.getByName("192.168.43.255")  //直接返回
            }
val wifi: WifiManager = context.getSystemService(Context.WIFI_SERVICE) as WifiManager
val dhcp: DhcpInfo = wifi.dhcpInfo ?: return InetAddress.getByName("255.255.255.255")
val broadcast = (dhcp.ipAddress and dhcp.netmask) or dhcp.netmask.inv()
val quads = ByteArray(4)
for (k in 0..3) {
                quads[k] = ((broadcast shr k * 8) and 0xFF).toByte()
            }
return InetAddress.getByAddress(quads)
        }

/**
 * check whether the wifiAp is Enable
 */
private fun isWifiApEnabled(context: Context): Boolean {
try {
val manager = context.getSystemService(Context.WIFI_SERVICE) as WifiManager
val method = manager.javaClass.getMethod("isWifiApEnabled")
return method.invoke(manager) as Boolean
            } catch (e: NoSuchMethodException) {
                e.printStackTrace()
            } catch (e: IllegalAccessException) {
                e.printStackTrace()
            } catch (e: InvocationTargetException) {
                e.printStackTrace()
            }
return false
        }
    }

如果，广播地址能确定了，下面就可以进行实现发送广播（Server）和接收广播（Client）了

我们先定义一个通用的UDP广播类：包括（获取广播地址，打开和关闭广播、发送广播包和接收广播包）

UDPBroadcaster.kt:（kotlin）

class UDPBroadcaster(var mContext: Context) {
private val TAG:String = UDPBroadcaster::class.java.simpleName
private var mDestPort = 0
private var mSocket: DatagramSocket? = null
private val ROOT_PATH:String = Environment.getExternalStorageDirectory().path
/**
 * 打开
 */
    fun open(localPort: Int, destPort: Int): Boolean {
        mDestPort = destPort
try {
            mSocket = DatagramSocket(localPort)
            mSocket?.broadcast = true
            mSocket?.reuseAddress = true
return true
        } catch (e: SocketException) {
            e.printStackTrace()
        }
return false
    }

/**
 * 关闭
 */
    fun close(): Boolean {
if (mSocket != null && mSocket?.isClosed?.not() as Boolean) {
            mSocket?.close()
        }
return true
    }

/**
 * 发送广播包
 */
    fun sendPacket(buffer: ByteArray): Boolean {
try {
val addr = getBroadcastAddress(mContext)
            Log.d("$TAG addr",addr.toString())
val packet = DatagramPacket(buffer, buffer.size)
            packet.address = addr
            packet.port = mDestPort
            mSocket?.send(packet)
return true
        } catch (e1: UnknownHostException) {
            e1.printStackTrace()
        } catch (e: IOException) {
            e.printStackTrace()
        }
return false
    }

/**
 * 接收广播
 */
    fun recvPacket(buffer: ByteArray): Boolean {
val packet = DatagramPacket(buffer, buffer.size)
try {
            mSocket?.receive(packet)
return true
        } catch (e: IOException) {
            e.printStackTrace()
        }
return false
    }

    companion object {
/**
 * 获取广播地址
 */
        fun getBroadcastAddress(context: Context): InetAddress {
if (isWifiApEnabled(context)) { //判断wifi热点是否打开
return InetAddress.getByName("192.168.43.255")  //直接返回
            }
val wifi: WifiManager = context.getSystemService(Context.WIFI_SERVICE) as WifiManager
val dhcp: DhcpInfo = wifi.dhcpInfo ?: return InetAddress.getByName("255.255.255.255")
val broadcast = (dhcp.ipAddress and dhcp.netmask) or dhcp.netmask.inv()
val quads = ByteArray(4)
for (k in 0..3) {
                quads[k] = ((broadcast shr k * 8) and 0xFF).toByte()
            }
return InetAddress.getByAddress(quads)
        }

/**
 * check whether the wifiAp is Enable
 */
private fun isWifiApEnabled(context: Context): Boolean {
try {
val manager = context.getSystemService(Context.WIFI_SERVICE) as WifiManager
val method = manager.javaClass.getMethod("isWifiApEnabled")
return method.invoke(manager) as Boolean
            } catch (e: NoSuchMethodException) {
                e.printStackTrace()
            } catch (e: IllegalAccessException) {
                e.printStackTrace()
            } catch (e: InvocationTargetException) {
                e.printStackTrace()
            }
return false
        }
    }
}

Server：

发送广播包（kotlin）：

 val SEND_PORT: Int = 8008
val DEST_PORT: Int = 8009
private fun sendPacket() {
        isClosed = false
        mBroadCast.open(SEND_PORT, DEST_PORT)
val buffer: ByteArray = sendBuffer.toByteArray()
        Thread(Runnable {
while (!isClosed) {
try {
                    Thread.sleep(500) //500ms 发送一次广播
                } catch (e: Exception) {
                    e.printStackTrace()
                }
                mBroadCast.sendPacket(buffer)
                addLog("$TAG data: ${String(buffer)}")
            }
            mBroadCast.close()
        }).start()
    }

Client：

接收广播（kotlin）：

 val LOCAL_PORT:Int = 8009
 val DEST_PORT:Int = 8008
 private fun recPacket() {
        isClosed = false
        mBroadCast.open(LOCAL_PORT,DEST_PORT)
        var buffer:ByteArray = kotlin.ByteArray(1024)
        val packet = DatagramPacket(buffer, buffer.size)
        Thread(Runnable {
            while (!isClosed){
                try{
                    Thread.sleep(500) //500ms接收一次广播
                }catch (e:Exception){e.printStackTrace()}
                mBroadCast.recvPacket(packet)
                this.port = packet.port.toString()
                this.ip  = packet.address.toString()
                val data:String = String(packet.data)
                addLog("$TAG data: $data")
                addLog("$TAG addr: ${packet.address}")
                addLog("$TAG port: ${packet.port}")
            }
            mBroadCast.close()
        }).start()
    }

以上就是Android平台发送广播和接收广播的关键代码。
后面我再补上demo代码。
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