【Socket】TCP协议、UDP协议的Java入门示例

TCP（Transmission Control Protocol）传输控制协议

面向连接，可靠的基于字节流的传输通信协议，每次通信双方都需要提前建立连接，因此需要三次握手（以下情景均以客户端为数据发出方，服务端为数据接收方）

第一次【客户端进入SYN_SEND状态】

客户端向服务端发送syn包，然后等待服务端回话。

李四：“喂，是张三吗？”

第二次【服务端进入SYN_RECV状态】

服务端收到syn包后，服务端向客户端发送syn+ack包，然后等待客户端回话。

张三：“我是张三，您是李四？”

第三次【双方都进入ESTABLISHED状态】

客户端收到syn+ack包，确认服务端收到了syn包，然后将ack包发送给服务端进行确认。

李四：“我是李四，我有些事情要说，……”

第三次结束后，客户端即开始向服务端传输数据，直到传输完毕后，进行四次挥手结束这个过程。

第一次【客户端向服务端发起请求：我要挂断连接了】

客户端向服务端发送FIN=1的请求，要求断开。

李四：“那就说到这里，我忙去了”

第二次【服务端收到客户端的请求，回复：客户端可以挂断连接】

服务端向客户端发送ACK=1进行确认。

张三：“去吧，这件事我知道了”

第三次【服务端首先断开与客户端的连接，回复：服务端已经准备好】

服务端向客户端发送FIN=1的请求，准备好断开连接了。

张三：“拜拜”

第四次【客户端收到服务端的请求，回复：收到】

客户端向服务端发送ACK=1的请求，然后断开链接，服务端收到后也断开了连接

李四：“拜拜”（挂断）

TCP的Java示例

运行行时，先开启服务端，再开启客户端。

可以发送被序列化的对象，常用Map集合进行封装，或者用Json或Base64转码的字符串

服务端前两步骤通常放在一个主线程的循环中，没有请求时，程序停在accept()方法，一旦接收到请求，后续创建线程，在线程中完成第三步开始的步骤

@Test
public void serverTCP() {
//服务端
try {
//1、创建通信对象，指定端口
ServerSocket ss = new ServerSocket(8000);
//2、监听客户端请求
Socket s = ss.accept();//当前线程进入阻塞状态，等待中
//3、开启输入流，接收消息
InputStream is = s.getInputStream();//发送方的信息都在s对象中
//4、读取接收到的信息
ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(is);
List<String> list = (List<String>) ois.readObject();
for (String str : list) {
System.out.print(str);//输出
}
//5、关闭资源，严格按照先开后关原则关闭，顺序不能改变
ois.close();
is.close();
s.close();
ss.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
} catch (ClassNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
}
}

@Test
public void clientTCP() {
//客户端
try {
//1、创建通信对象，指定接收方的地址，IP和端口
Socket s = new Socket("127.0.0.1", 8000);
//2、开启输出流，发送请求
OutputStream os = s.getOutputStream();
//3、准备消息
List<String> list = new ArrayList<>();
list.add("TCP");
list.add("测试");
//4、发送消息
ObjectOutputStream oo = new ObjectOutputStream(os);
oo.writeObject(list);
oo.flush();//刷新缓存，信息开始发送
//5、关闭资源，严格按照先开后关原则关闭，顺序不能改变
oo.close();
os.close();
s.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}

UDP（User Datagram Protocol）用户数据报协议

面向事务，适用于可靠性不高，延迟小的传输协议中，如常见的网络直播，在线视频，在线音频，语音等，由于该协议是一种无连接的传输层协议，传输效率高，可靠性不好，网络环境不是很好时容易出现中断，如视频暂停缓冲，语音模糊

发送方只关心谁来请求数据，然后将数据丢出去，至于数据是否完整无损的抵达接收方，不去判断

至于发送方如何得到是谁需要请求数据，这些请求可以通过接收方的APP，通过TCP连接到服务端就可以很轻松的就可以得到了，然后发送方每隔一段时间更新发送的数据到接收方缓存，就可以完成在线直播了

相当于大学上课的情景，老师为发送方，只管讲课，醒着的同学听到考试的重点，做了笔记，还有些睡着的同学什么也没听到，老师当然不会走到那些学生面前叫醒然后重新强调一遍，老师会继续讲下去，一个又一个的知识点就讲过去了

UDP的Java示例

运行时，先开启接收方，再开启发送方。

【无论服务端还是客户端，都可以是接收方和发送方，比如开直播：Up主（发送方）与B站（接收方），B站（发送方）与粉丝（接收方）】

由于接收方不知道发送方的数据报的信息，接收方创建数据报时，应该大于发送方的数据容量，或者双方约定好固定的容量。

@Test
public void sendUDP() {
//发送方
try {
//1、创建发送的信息
List<String> list = new ArrayList<>();
list.add("UDP");
list.add("测试");
//2、创建输出流
ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(baos);
oos.writeObject(list);
//3、信息存入流中
oos.flush();
byte[] b = baos.toByteArray();
if (b == null) return;//不能发送null
//4、创建数据报，数据，长度，接收方的目标地址，端口
DatagramPacket dp = new DatagramPacket(
// b.length=73
b, b.length, InetAddress.getByName("127.0.0.1"), 8000);
//5、创建通信对象
DatagramSocket ds = new DatagramSocket();
//6、发送数据
ds.send(dp);
//7、关闭资源，严格按照先开后关原则关闭，顺序不能改变
ds.close();
oos.close();
baos.close();
} catch (SocketException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}

@Test
public void receiveUDP() {
//接收方
try {
//1、创建通信对象，设置监听端口
DatagramSocket ds = new DatagramSocket(8000);
//2、创建数据报
byte[] bytes = new byte[1024];
//最大和虚拟机配置有关，默认21_1917_2080，接收时，设置的长度不足会抛出EOF异常
DatagramPacket dp = new DatagramPacket(bytes, bytes.length);
//3、将接收到的数据写入数据报
ds.receive(dp);
//4、创建流转换为对象
ByteArrayInputStream bais = new ByteArrayInputStream(dp.getData());
ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(bais);
//5、获取数据
List<String> list = (List<String>) ois.readObject();
for (String str : list) {
System.out.print(str);//输出
}
//6、关闭资源，严格按照先开后关原则关闭，顺序不能改变
ois.close();
bais.close();
ds.close();
} catch (SocketException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
} catch (ClassNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
}
}