Socket

1 什么是Socket

• 网络上的两个程序通过一个双向的通讯连接实现数据的交换，这个双向链路的一端称为一个Socket。Socket通常用来实现客户方和服务方的连接。Socket是TCP/IP协议的一个十分流行的编程界面，一个Socket由一个IP地址和一个端口号唯一确定。

• 但是，Socket所支持的协议种类也不光TCP/IP、UDP，因此两者之间是没有必然联系的。在Java环境下，Socket编程主要是指基于TCP/IP协议的网络编程。

• socket连接就是所谓的长连接，客户端和服务器需要互相连接，理论上客户端和服务器端一旦建立起连接将不会主动断掉的，但是有时候网络波动还是有可能的

• Socket偏向于底层。一般很少直接使用Socket来编程，框架底层使用Socket比较多，

2 socket属于网络的那个层面

• Socket是应用层与TCP/IP协议族通信的中间软件抽象层，它是一组接口。在设计模式中，Socket其实就是一个外观模式，它把复杂的TCP/IP协议族隐藏在Socket接口后面，对用户来说，一组简单的接口就是全部，让Socket去组织数据，以符合指定的协议。

3 Socket通讯的过程

• 基于TCP：服务器端先初始化Socket，然后与端口绑定(bind)，对端口进行监听(listen)，调用accept阻塞，等待客户端连接。在这时如果有个客户端初始化一个Socket，然后连接服务器(connect)，如果连接成功，这时客户端与服务器端的连接就建立了。客户端发送数据请求，服务器端接收请求并处理请求，然后把回应数据发送给客户端，客户端读取数据，最后关闭连接，一次交互结束。
• 基于UDP：UDP 协议是用户数据报协议的简称，也用于网络数据的传输。虽然 UDP 协议是一种不太可靠的协议，但有时在需要较快地接收数据并且可以忍受较小错误的情况下，UDP 就会表现出更大的优势。我客户端只需要发送，服务端能不能接收的到我不管

4 TCP协议Socket代码示例：

先运行服务端，在运行客户端

1. 服务端：

package com.test.io;

import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;

//TCP协议Socket使用BIO进行通行：服务端
public class BIOServer {
    // 在main线程中执行下面这些代码
    public static void main(String[] args) {
        //1单线程服务
        ServerSocket server = null;
        Socket socket = null;
        InputStream in = null;
        OutputStream out = null;
        try {
            server = new ServerSocket(8000);
            System.out.println("服务端启动成功，监听端口为8000，等待客户端连接...");
            while (true){
                socket = server.accept(); //等待客户端连接
                System.out.println("客户连接成功，客户信息为：" + socket.getRemoteSocketAddress());
                in = socket.getInputStream();
                byte[] buffer = new byte[1024];
                int len = 0;
                //读取客户端的数据
                while ((len = in.read(buffer)) > 0) {
                    System.out.println(new String(buffer, 0, len));
                }
                //向客户端写数据
                out = socket.getOutputStream();
                out.write("hello!".getBytes());
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

1. 客户端：

package com.test.io;

import java.io.IOException;
import java.io.OutputStream;
import java.net.Socket;
import java.util.Scanner;

//TCP协议Socket：客户端
public class Client01 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //创建套接字对象socket并封装ip与port
        Socket socket = new Socket("127.0.0.1", 8000);
        //根据创建的socket对象获得一个输出流
        OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();
        //控制台输入以IO的形式发送到服务器
        System.out.println("TCP连接成功 \n请输入：");
        while(true){
            byte[] car = new Scanner(System.in).nextLine().getBytes();
            outputStream.write(car);
            System.out.println("TCP协议的Socket发送成功");
            //刷新缓冲区
            outputStream.flush();
        }
    }
}

先运行服务端，在运行客户端。测试结果发送成功：

·

5 UDP协议Socket代码示例：

先运行服务端，在运行客户端

1. 服务端：

//UDP协议Socket：服务端
public class Server1 {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            //DatagramSocket代表声明一个UDP协议的Socket
            DatagramSocket socket = new DatagramSocket(8888);
            //byte数组用于数据存储。
            byte[] car = new byte[1024];
            //DatagramPacket 类用来表示数据报包DatagramPacket
            DatagramPacket packet = new DatagramPacket(car, car.length);
            // //创建DatagramPacket的receive()方法来进行数据的接收,等待接收一个socket请求后才执行后续操作；
            System.out.println("等待UDP协议传输数据");
            socket.receive(packet);
            //packet.getLength返回将要发送或者接收的数据的长度。
            int length = packet.getLength();
            System.out.println("啥东西来了：" + new String(car, 0, length));
            socket.close();
            System.out.println("UDP协议Socket接受成功");
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

1. 客户端：

//UDP协议Socket：客户端
public class Client1 {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            //DatagramSocket代表声明一个UDP协议的Socket
            DatagramSocket socket = new DatagramSocket(2468);
            //字符串存储人Byte数组
            byte[] car = "UDP协议的Socket请求，有可能失败哟".getBytes();
            //InetSocketAddress类主要作用是封装端口
            InetSocketAddress address = new InetSocketAddress("127.0.0.1", 8888);
            //DatagramPacket 类用来表示数据报包DatagramPacket
            DatagramPacket packet = new DatagramPacket(car, car.length, address);
            //send() 方法发送数据包。
            socket.send(packet);
            System.out.println("UDP协议的Socket发送成功");
            socket.close();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

先运行服务端，在运行客户端。测试结果成功发送成功：

6 Socket的常用类

类名	用于	作用
Socket	TCP协议	Socket类同时工作于客户端和服务端，所有方法都是通用的，这个类三个主要作用，校验包信息，发起连接（Client），操作流数据（Client/Server）
ServerSocket	TCP协议	ServerSocket表示为服务端，主要作用就是绑定并监听一个服务器端口，为每个建立连接的客户端“克隆/映射”一个Socket对象，具体数据操作都是通过这个Socket对象完成的，ServerSocket只关注如何和客户端建立连接
DatagramSocket	UDP协议	DatagramSocket 类用于表示发送和接收数据报包的套接字。
DatagramPacket	UDP协议	DatagramPacket 类用来表示数据报包，数据报包用来实现无连接包投递服务。
InetAddress	IP+端口号	Java提供了InetAddress类来代表互联网协议（IP）地址，InetAddress类没有提供构造器，而是提供了如下两个静态方法来获取InetAddress实例：
InetSocketAddress	IP+端口号	在使用Socket来连接服务器时最简单的方式就是直接使用IP和端口，但Socket类中并未提供这种方式，而是靠SocketAddress的子类InetSocketAddress来实现 IP 地址 + 端口号的创建，不依赖任何协议。