socket编程

协议简介

1. 协议相当于相互通信的程序间达成的一种约定，它规定了分组报文的结构、交换方式、包含的意义以及怎样对报文所包含的信息进行解析。

2. TCP/IP 协议族有 IP 协议、TCP 协议和 UDP 协议。

3. TCP 协议和 UDP 协议使用的地址叫做端口号，用来区分同一主机上的不同应用程序。TCP 协议和 UDP 协议也叫端到端传输协议，因为他们将数据从一个应用程序传输到另一个应用程序，而 IP 协议只是将数据从一个主机传输到另一个主机。

4. 在 TCP/IP 协议中，有两部分信息用来确定一个指定的程序：互联网地址和端口号：其中互联网地址由 IP 协议使用，而附加的端口地址信息则由传输协议（TCP 或 UDP 协议）对其进行解析。

5. 现在 TCP/IP 协议族中的主要 socket 类型为流套接字（使用 TCP 协议）和数据报套接字（使用 UDP 协议），其中通过数据报套接字，应用程序一次只能发送最长 65507 个字节长度的信息。

6. 一个 TCP/IP 套接字由一个互联网地址，一个端对端协议（TCP 协议或 UDP 协议）以及一个端口号唯一确定。

7. 每个端口都标识了一台主机上的一个应用程序，实际上，一个端口确定了一个主机上的一个套接字。主机中的多个程序可以同时访问同一个套接字，在实际应用中，访问相同套接字的不同程序通常都属于一个应用（如 web 服务程序的多个副本），但从理论上讲，它们可以属于不同的应用。

TCP 协议提供面向连接的服务（就是所谓的长连接），通过它建立的是可靠地连接。Java 为 TCP 协议提供了两个类：Socke 类和 ServerSocket 类。一个 Socket 实例代表了 TCP 连接的一个客户端，而一个 ServerSocket 实例代表了 TCP 连接的一个服务器端，一般在 TCP Socket 编程中，客户端有多个，而服务器端只有一个，客户端 TCP 向服务器端 TCP 发送连接请求，服务器端的 ServerSocket 实例则监听来自客户端的 TCP 连接请求，并为每个请求创建新的 Socket 实例，由于服务端在调用 accept（）等待客户端的连接请求时会阻塞，直到收到客户端发送的连接请求才会继续往下执行代码，因此要为每个 Socket 连接开启一个线程。服务器端要同时处理 ServerSocket 实例和 Socket 实例，而客户端只需要使用 Socket 实例。另外，每个 Socket 实例会关联一个 InputStream 和 OutputStream 对象，我们通过将字节写入套接字的 OutputStream 来发送数据，并通过从 InputStream 来接收数据。

TCP是面向连接的通信协议，通过三次握手建立连接，通讯完成时要拆除连接，由于TCP是面向连接的所以只能用于端到端的通讯。
TCP提供的是一种可靠的数据流服务，采用“带重传的肯定确认”技术来实现传输的可靠性。TCP还采用一种称为“滑动窗口”的方式进行流量控制，所谓窗口实际表示接收能力，用以限制发送方的发送速度。如果IP数据包中有已经封好的TCP数据包，那么IP将把它们向‘上’传送到TCP层。TCP将包排序并进行错误检查，同时实现虚电路间的连接。TCP数据包中包括序号和确认，所以未按照顺序收到的包可以被排序，而损坏的包可以被重传。TCP将它的信息送到更高层的应用程序，例如Telnet的服务程序和客户程序。应用程序轮流将信息送回TCP层，TCP层便将它们向下传送到IP层，设备驱动程序和物理介质，最后到接收方。
UDP 协议提供的服务不同于 TCP 协议的端到端服务，它是面向非连接的，属不可靠协议，UDP 套接字在使用前不需要进行连接。
Java 通过 DatagramPacket 类和 DatagramSocket 类来使用 UDP 套接字，客户端和服务器端都通过DatagramSocket 的 send()方法和 receive()方法来发送和接收数据，用 DatagramPacket 来包装需要发送或者接收到的数据。发送信息时，Java 创建一个包含待发送信息的 DatagramPacket 实例，并将其作为参数传递给DatagramSocket实例的send()方法；接收信息时，Java 程序首先创建一个 DatagramPacket 实例，该实例预先分配了一些空间，并将接收到的信息存放在该空间中，然后把该实例作为参数传递给 DatagramSocket 实例的 receive()方法。在创建 DatagramPacket 实例时，要注意：如果该实例用来包装待接收的数据，则不指定数据来源的远程主机和端口，只需指定一个缓存数据的 byte 数组即可（在调用 receive()方法接收到数据后，源地址和端口等信息会自动包含在 DatagramPacket 实例中），而如果该实例用来包装待发送的数据，则要指定要发送到的目的主机和端口。
由于 UDP 是无连接的，因此UDP服务端不需要等待客户端的请求以建立连接。另外，UDP服务器为所有通信使用同一套接字，这点与TCP服务器不同，TCP服务器则为每个成功返回的accept()方法创建一个新的套接字。
这里有一点需要注意：UDP 程序在 receive()方法处阻塞，直到收到一个数据报文或等待超时。由于 UDP 协议是不可靠协议，如果数据报在传输过程中发生丢失，那么程序将会一直阻塞在 receive()方法处，这样客户端将永远都接收不到服务器端发送回来的数据，但是又没有任何提示。为了避免这个问题，我们在客户端使用 DatagramSocket 类的 setSoTimeout()方法来制定 receive()方法的最长阻塞时间，并指定重发数据报的次数，如果每次阻塞都超时，并且重发次数达到了设置的上限，则关闭客户端。
面向连接的服务，通信双方在进行通信之前，要事先在双方之间建立起一个完整的可以彼此沟通的通道，在通信过程中，整个连接的情况一直可以被实时地监控和管理；
而非连接的服务，不需要预先建立起一个联络两个通信节点的连接，需要通信的时候，发送节点就可以往“网络”上送出信息，让信息自主地在网络上去传，一般在传输的过程中不再加以监控。