Android网络通信之Socket

Posted 2020-06-19 gcczhongduan

     在移动APP开发中。网络通信数据传输是必定存在的。移动APP离开了网络通信数据传输的功能方式，就好比一潭死水，永远都

是原来的样子。

提到网络通信传输数据。首先出如今程序猿脑海中的是HTTP协议传输，然而要深沉次的挖掘HTTP协议的传输原理，

那么久会有一个Socket的长连接数据传输的方式。HTTP协议数据传输，分为Get、POST两种请求方式，而Socket长连接也有两种方

式，一种是TCP协议的传输方式，还有一种是UDP协议的传输方式。在此。我觉得Socket的理解例如以下：

一、Socket定义：

     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事实上就是一个门面模式，

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所有，让Socket去组织数据，以符合指定

的协议。

二、基于TCP/IP协议的Socekt

1、使用Socket实现client的步骤；

     1、通过IP地址和port实例化Socket,请求连接server
     2、获取Socket上的流以进行读写
     3、把流包装进BufferReader/PrintWriter的实例
     4、对Socket进行读写
     5、关闭打开的流
      创建server的步骤：
     1、指定port实例化一个ServerSocket
     2、调用ServerSocket的accept()以在等待连接期间造成堵塞
     3、获取位于该层Socket的流以进行读写操作
     4、将数据封装成流
     5、对Socket进行读写
     6、关闭打开的流

try{

    InetAddress ia = InetAddress.getByName("192.168.1.110");//IP地址

    Socket sk = new Socket(inetAddress,8888,true);//port

    InputStream is =sk.getInputStream();//得到数据

    OutputStream os = sk.getOutputStream();

    .....//数据处理

    }catch(Exception e){

 }

    创建一个server端的代码：

    ServerSocket server = null;

     try{

      server = new ServerSocket(8888);

      Socket socket = new server.accpet();//accpet()为一个堵塞函数

server端在33221port号监听客户请求。在这里server端仅仅能接收一个请求，接收后server端就退出了。实际的应用中总

是让他不停地循环接收，一旦有客户请求。server端总是会创建一个server线程来服务新来的客户，而自己则继续监听。
     }catch(Exception e){     
     }

Socket 提供了getInputStream()和getOutPutStream()来得到相应的输入(输出)流以进行读(写)操作，这两个方法分别返回InputStream和OutputStream类对象。

2、TCP（Transmission Control Protocol。传输控制协议）

TCP是面向连接的协议。也就是说。在收发数据前，必须和对方建立可靠的连接。一个TCP连接必需要经过三次“对话”才干建立起来。当中的过程很复杂。仅仅简单的描写叙述下这三次对话的简单过程：主机A向主机B发出连接请求数据包：“我想给你发数据。能够吗？”。这是第一次对话；主机B向主机A发送允许连接和要求同步（同步就是两台主机一个在发送，一个在接收，协调工作）的数据包：“能够。你什么时候发？”。这是第二次对话；主机A再发出一个数据包确认主机B的要求同步：“我如今就发。你接着吧！”。这是第三次对话。

三次“对话”的目的是使数据包的发送和接收同步，经过三次“对话”之后，主机A才向主机B正式发送数据。

3、TCP三次握手过程
1 主机A通过向主机B 发送一个含有同步序列号的标志位的数据段给主机B ,向主机B 请求建立连接,通过这个数据段,
主机A告诉主机B 两件事:我想要和你通信;你能够用哪个序列号作为起始数据段来回应我.
2 主机B 收到主机A的请求后,用一个带有确认应答(ACK)和同步序列号(SYN)标志位的数据段响应主机A,也告诉主机A两件事:
我已经收到你的请求了,你能够数据传输了;你要用哪佧序列号作为起始数据段来回应我
3 主机A收到这个数据段后,再发送一个确认应答,确认已收到主机B 的数据段:"我已收到回复,我如今要開始传输实际数据了

这样3次握手就完毕了,主机A和主机B 就能够数据传输了.
3次握手的特点：
没有应用层的数据
SYN这个标志位仅仅有在TCP建产连接时才会被置1
握手完毕后SYN标志位被置0

4、TCP建立连接要进行3次握手,而断开连接要进行4次

  1 当主机A完毕传输数据后,将控制位FIN置1,提出停止TCP连接的请求

2  主机B收到FIN后对其作出响应,确认这一方向上的TCP连接将关闭,将ACK置1
3 由B 端再提出反方向的关闭请求,将FIN置1
4 主机A对主机B的请求进行确认,将ACK置1,两方向的关闭结束.
由TCP的三次握手和四次断开能够看出,TCP使用面向连接的通信方式,大大提高了数据通信的可靠性,使发送数据端
和接收端在数据正式传输前就有了交互,为数据正式传输打下了可靠的基础

5、名词解释
ACK  TCP报头的控制位之中的一个,对数据进行确认.确认由目的端发出,用它来告诉发送端这个序列号之前的数据段
都收到了.比方,确认号为X,则表示前X-1个数据段都收到了,仅仅有当ACK=1时,确认号才有效,当ACK=0时,确认号无效,这时会要求重传数据,保证数据的完整性.
SYN  同步序列号,TCP建立连接时将这个位置1
FIN  发送端完毕发送任务位,当TCP完毕传输数据须要断开时,提出断开连接的一方将这位置1

6、TCP的包头结构：
源port 16位
目标port 16位
序列号 32位
回应序号 32位
TCP头长度 4位
reserved 6位
控制代码 6位
窗体大小 16位
偏移量 16位
校验和 16位
选项  32位(可选)
  这样我们得出了TCP包头的最小长度，为20字节。

三、基于UDP协议的Socket

InetAddress remoteIP = InetAddress.getByName("localhost");

DatagramSocket socket = new DatagramSocket();

BufferedReader wt = new BufferedReader (new InputStreamReader(System.in));

DatagramPacketoutputPacket=new DatagramPacket(outputData,outputData.length,remoteIP,8000);
socket.send(outputPacket);

client

DatagramSocket udpSocket = new DatagramSocket(8000);

DatagramPacket packet = new DatagramPacket(new byte[512],512);  // UDP数据读取

udpSocket.receive(packet);
String msg = new String(packet.getData()), 0,packet.getLength());

UDP（User Data Protocol。用户数据报协议）

（1） UDP是一个非连接的协议。数据传输之前源端和终端不建立连接。当它想传送时就简单地去抓取来自应用程序的数据，并尽可能快地把它扔到网络上。在发送端，UDP传送数据的速度不过受应用程序生成数据的速度、计算机的能力和传输带宽的限制；在接收端。UDP把每一个消息段放在队列中，应用程序每次从队列中读一个消息段。

（2） 因为数据传输不建立连接，因此也就不须要维护连接状态，包含收发状态等，因此一台服务机可同一时候向多个客户机传输同样的消息。

（3） UDP信息包的标题非常短。仅仅有8个字节，相对于TCP的20个字节信息包的额外开销非常小。

（4） 吞吐量不受拥挤控制算法的调节，仅仅受应用软件生成数据的速率、传输带宽、源端和终端主机性能的限制。

（5）UDP使用尽最大努力交付，即不保证可靠交付，因此主机不须要维持复杂的链接状态表（这里面有很多參数）。

（6）UDP是面向报文的。发送方的UDP相应用程序交下来的报文，在加入首部后就向下交付给IP层。

既不拆分。也不合并，而是保留这些报文的边界，因此。应用程序须要选择合适的报文大小。

我们常常使用“ping”命令来測试两台主机之间TCP/IP通信是否正常，事实上“ping”命令的原理就是向对方主机发送UDP数据包，然后对方主机确认收到数据包，假设数据包是否到达的消息及时反馈回来。那么网络就是通的。

UDP的包头结构：

源port 16位

目的port 16位

长度 16位

校验和 16位

四、TCP协议与UDP协议的比較

1、TCP是美国国防部设计的两种传输协议之中的一个。还有一种是UDP。UDP是一种不可靠的网络服务，负载比較小，而TCP则是一种可靠的通信服务，负载相对而言比較大。TCP採用套接字（socket）或者port（port）来建立通信。

TCP给port到port通信提供了错误和流量控制机制，同一时候TCP还负责建立连接、处理终止和中断的端对端通信控制。

  通常情况下我们觉得TCP相比UDP具有更大的通信负载，UDP不具备TCP的控制特性，TCP用了大约20个字节来发送一个65Kbps的数据块，这个报头占整个数据块的比重也只是3%。总得来看，这个负载是合理的，何况还令通信具有了可靠性。

TCP可靠， UDP不可靠
TCP性能低。UDP性能高

2、基于连接与无连接；
3、对系统资源的要求（TCP较多，UDP少）。
4、UDP程序结构较简单；
5、流模式与数据报模式 ；

6、TCP保证数据正确性，UDP可能丢包，TCP保证数据顺序。UDP不保证。