[网络协议]网络编程-Socket

一、OSI七层协议

先上图，HTTP和HTTPS在应用层

二、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
• 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。客户端只需要发送，服务端能不能接收的到我不管

2.1、TCP协议Socket代码实现：

1. 服务端

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
 *
 * @Auther: curry
 * @Date: 2022/01/27/16:30
 * @Description:
 */
public class Server {

    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 (Exception e){
            e.printStackTrace();
        }
    }

}

2. 客户端

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

/**
 * TCP协议Socket：客户端
 *
 * @Auther: curry
 * @Date: 2022/01/27/16:40
 * @Description:
 */
public class Client {

    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();
        }
    }
}

3. 先运行服务端，在运行客户端 。测试结果发送成功

• 客户端发送消息
  
• 服务端监听收到消息
  

2.2、UDP协议Socket代码实现：

1. 服务端

import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;

/**
 *UDP协议Socket：服务端
 *
 * @Auther: curry
 * @Date: 2022/01/27/16:51
 * @Description:
 */
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(8080);

            //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的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("有数据来了===：" + new String(car, 0, length));
            socket.close();
            System.out.println("UDP协议Socket接受成功");

        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }


    }

}

2. 客户端

import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetSocketAddress;

/**
 * UDP协议Socket：客户端
 *
 * @Auther: curry
 * @Date: 2022/01/27/16:52
 * @Description:
 */
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(8080);

            //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", 8080);

            //DatagramPacket 类用来表示数据报包DatagramPacket
            DatagramPacket packet = new DatagramPacket(car, car.length);

            //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();
        }
    }

}

3. 先运行服务端，在运行客户端 。测试结果发送成功

3、Socket的常用类