UDP学习笔记（一）为什么UDP需要先将数据转换为字节数组

UDP 发送数据时需要先将数据转换为字节数组再发送，主要是因为计算机网络传输的最基本单位是“字节”（Byte）。让我们从以下几个方面来深入理解这个设计选择：

1. 计算机网络只能传输“字节”

在网络通信中，无论是 TCP 还是 UDP，最终传输的都是二进制数据。计算机不能直接传输字符串、整数或对象，而是需要转换为字节数组。

📌 示例：发送字符串 "Hello"

val data = "Hello".toByteArray() // 转换为字节数组

• 计算机存储 "Hello" 不是存字符串，而是存储对应的 ASCII/UTF-8 字节：

  H -> 72 (0x48)
  e -> 101 (0x65)
  l -> 108 (0x6C)
  l -> 108 (0x6C)
  o -> 111 (0x6F)
  

• toByteArray() 生成的字节数组：

  [72, 101, 108, 108, 111]
  

• 这些字节才是真正可以通过 UDP 发送的数据。

2. UDP 只是负责“搬运”字节数据

UDP 协议本质上是一个简单的“快递员”，它的任务是：

1. 接收 一串二进制数据（字节数组）。
2. 打包 数据，加上 IP 头、UDP 头（源端口、目标端口、数据长度等）。
3. 发送 到网络。

UDP 不关心数据的类型，它只知道：

• 这是一串二进制数据（字节数组）。
• 需要发送到某个 IP 和端口。

这就像：

• 快递员不管你寄的是书、本子还是手机，他们只在乎包装好的箱子（字节数组）。
• UDP 也不管数据是不是字符串、图片或视频，它只是传输“字节”。

3. 统一格式，适用于所有数据类型

因为所有数据最终都能转换成字节数组，所以 UDP 传输时不需要关心数据格式。例如：

• 字符串：转换为字节数组 toByteArray()
• 整数：转换为字节数组 ByteBuffer.allocate(4).putInt(value).array()
• 图片：JPEG/PNG 本质上也是字节数组
• 音视频流：H.264/MP3 等数据流都是字节数组

不管是什么数据，只要能变成字节数组，UDP 就能传输。

📌 示例：发送整数 1234

val buffer = ByteBuffer.allocate(4).putInt(1234).array()

• 结果是：

  [0, 0, 4, 210] // 这是 1234 的二进制表示
  

• 这个字节数组就可以通过 UDP 发送了。

4. 其他协议（如 TCP）也是传输字节

不仅是 UDP，所有网络协议最终传输的都是字节：

• HTTP 发送网页数据：HTML 文件也是字节数据。
• FTP 传输文件：文件本质上也是字节流。
• WebSocket 传输消息：消息数据同样要转换为字节数组。

无论是字符串、图片、视频、音频，在网络上传输时都必须转换为字节流，这样才能统一处理。

5. 提高数据传输的灵活性

如果 UDP 允许直接发送 字符串、整数、对象，那么：

• 每种数据类型的发送方式都不同，协议设计会变得复杂。
• 不同设备可能理解不了数据，比如一个 Java 设备发送 int，一个 Python 设备接收，它就可能无法解析。

而字节数组是最通用的格式，不同设备（Windows、Linux、Android、iOS）都能理解字节数据，这样 UDP 就可以跨平台工作。

总结

1. 计算机只能传输字节数据，所以 UDP 只能发送 字节数组。
2. UDP 只是一个“快递员”，它不关心数据类型，只搬运二进制数据。
3. 所有数据都能转换为字节数组，所以 UDP 只需要支持 发送字节，而不用关心具体的数据类型。
4. 网络上所有协议（HTTP、FTP、TCP、UDP）最终传输的都是字节数据，这样能兼容不同操作系统和设备。
5. 这种设计让 UDP 更加通用和高效，无论是发送文本、图片还是音视频，都可以用 相同的方式 传输。