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Java 多點傳送 (Multicast) 程式設計完整指南

編輯：Java 程式設計入門

基礎概念

IP 多點傳送 (IP Multicast) 允許單一封包同時傳遞給多個接收者。D 類地址 224.0.0.0 ~ 239.255.255.255 保留為多點傳送群組地址。Java 提供 `java.net.MulticastSocket` 實現 UDP 基礎的多點傳送。

核心 API 速查

方法	用途
`new MulticastSocket(port)`	建立綁定本地埠的多點傳送 Socket
`joinGroup(InetAddress group)`	加入多點傳送群組
`leaveGroup(InetAddress group)`	離開群組
`setInterface(InetAddress iface)`	指定發送/接收網卡 (多網卡環境)
`setTimeToLive(int ttl)`	設定封包跳躍範圍 (0=本機, 1=同網段, 32=站內, 64=區域, 128=洲際, 255=全球)
`send(DatagramPacket p)`	發送資料報
`receive(DatagramPacket p)`	阻塞接收資料報

發送端完整實現 (MulticastSender.java)

import java.io.*;
import java.net.*;

public class MulticastSender {
    private static final int BUFSIZE = 1024;
    private static final byte TTL = 1; // 僅本地網段

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        if (args.length != 2) {
            System.err.println("用法: java MulticastSender <多點傳送IP> <埠號>");
            System.err.println("範例: java MulticastSender 230.0.0.1 8888");
            return;
        }

        InetAddress group = InetAddress.getByName(args[0]);
        int port = Integer.parseInt(args[1]);

        try (MulticastSocket socket = new MulticastSocket()) {
            socket.setTimeToLive(TTL);
            System.out.println("已連線至 " + group + ":" + port + "，請輸入訊息 (Ctrl+D 結束)：");

            BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in, "UTF-8"));
            String line;
            while ((line = in.readLine()) != null) {
                byte[] buf = line.getBytes("UTF-8");
                DatagramPacket packet = new DatagramPacket(buf, buf.length, group, port);
                socket.send(packet);
                System.out.println("已發送: " + line);
            }
        }
    }
}

接收端完整實現 (MulticastReceiver.java)

import java.io.*;
import java.net.*;

public class MulticastReceiver {
    private static final int BUFSIZE = 1024;

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        if (args.length != 2) {
            System.err.println("用法: java MulticastReceiver <多點傳送IP> <埠號>");
            return;
        }

        InetAddress group = InetAddress.getByName(args[0]);
        int port = Integer.parseInt(args[1]);

        try (MulticastSocket socket = new MulticastSocket(port)) {
            socket.joinGroup(group);
            System.out.println("已加入群組 " + group + ":" + port + "，等待訊息...");

            byte[] buf = new byte[BUFSIZE];
            DatagramPacket packet = new DatagramPacket(buf, buf.length);
            while (true) {
                socket.receive(packet);
                String msg = new String(packet.getData(), 0, packet.getLength(), "UTF-8");
                System.out.println("收自 " + packet.getAddress() + ": " + msg);
                packet.setLength(BUFSIZE); // 重設長度供下次接收
            }
        }
    }
}

編譯與執行驗證

# 終端機 1 (接收端)
java MulticastReceiver 230.0.0.1 8888

# 終端機 2 (發送端)
java MulticastSender 230.0.0.1 8888
輸入: Hello Multicast!
輸入: 第二條訊息

# 終端機 3 (另一接收端，同網段)
java MulticastReceiver 230.0.0.1 8888
# 同樣收到訊息

進階主題與避坑指南

主題	說明
防火牆/路由器	需開啟 IGMP Snooping、允許 UDP 埠通訊；跨子網需路由器支援 PIM-DM/SM
多網卡選擇	`socket.setInterface(InetAddress.getByName("192.168.1.100"))` 指定出介面
可靠性	UDP 無序、丟包、重複；應用層需自行實現序號、ACK、重傳 (或改用 JGroups/Spread)
IPv6 多點傳送	地址前綴 `ff00::/8`，API 相同，僅換 `Inet6Address`
生產級庫	推薦 JGroups (支援 TCP/UDP、狀態傳輸、分片、加密)，野火即時通訊、Hazelcast 底層皆基於此