摘要：面向字節(jié)流流，指的是流入到進(jìn)程或從進(jìn)程流出的字符序列。即收到連接信息后向返回確認(rèn)信息第三次握手客戶端收到服務(wù)器的報文段，并向服務(wù)器發(fā)送報文段。

Socket的使用在 Android網(wǎng)絡(luò)編程中非常重要

今天我將帶大家全面了解 Socket 及 其使用方法

計算機網(wǎng)絡(luò)分為五層：物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、運輸層、應(yīng)用層

其中：

網(wǎng)絡(luò)層：負(fù)責(zé)根據(jù)IP找到目的地址的主機

運輸層：通過端口把數(shù)據(jù)傳到目的主機的目的進(jìn)程，來實現(xiàn)進(jìn)程與進(jìn)程之間的通信

端口號規(guī)定為16位，即允許一個IP主機有2的16次方65535個不同的端口。其中：

0~1023：分配給系統(tǒng)的端口號

> 我們不可以亂用

1024~49151：登記端口號，主要是讓第三方應(yīng)用使用

> 但是必須在IANA（互聯(lián)網(wǎng)數(shù)字分配機構(gòu)）按照規(guī)定手續(xù)登記，

49152~65535：短暫端口號，是留給客戶進(jìn)程選擇暫時使用，一個進(jìn)程使用完就可以供其他進(jìn)程使用。

在Socket使用時，可以用1024~65535的端口號

定義：即客戶端/服務(wù)器結(jié)構(gòu)，是軟件系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

作用：充分利用兩端硬件環(huán)境的優(yōu)勢，將任務(wù)合理分配到Client端和Server端來實現(xiàn)，降低了系統(tǒng)的通訊開銷。

> Socket正是使用這種結(jié)構(gòu)建立連接的，一個套接字接客戶端，一個套接字接服務(wù)器。

如圖：

可以看出，Socket的使用可以基于TCP或者UDP協(xié)議。

定義：Transmission Control Protocol，即傳輸控制協(xié)議，是一種傳輸層通信協(xié)議

基于TCP的應(yīng)用層協(xié)議有FTP、Telnet、SMTP、HTTP、POP3與DNS。

特點：面向連接、面向字節(jié)流、全雙工通信、可靠

面向連接：指的是要使用TCP傳輸數(shù)據(jù)，必須先建立TCP連接，傳輸完成后釋放連接，就像打電話一樣必須先撥號建立一條連接，打完后掛機釋放連接。

全雙工通信：即一旦建立了TCP連接，通信雙方可以在任何時候都能發(fā)送數(shù)據(jù)。

可靠的：指的是通過TCP連接傳送的數(shù)據(jù)，無差錯，不丟失，不重復(fù)，并且按序到達(dá)。

面向字節(jié)流：流，指的是流入到進(jìn)程或從進(jìn)程流出的字符序列。簡單來說，雖然有時候要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流太大，TCP報文長度有限制，不能一次傳輸完，要把它分為好幾個數(shù)據(jù)塊，但是由于可靠性保證，接收方可以按順序接收數(shù)據(jù)塊然后重新組成分塊之前的數(shù)據(jù)流，所以TCP看起來就像直接互相傳輸字節(jié)流一樣，面向字節(jié)流。

TCP建立連接
必須進(jìn)行三次握手：若A要與B進(jìn)行連接，則必須

第一次握手：建立連接。客戶端發(fā)送連接請求報文段，將SYN位置為1，Sequence Number為x；然后，客戶端進(jìn)入SYN_SEND狀態(tài)，等待服務(wù)器的確認(rèn)。即A發(fā)送信息給B

第二次握手：服務(wù)器收到客戶端的SYN報文段，需要對這個SYN報文段進(jìn)行確認(rèn)。即B收到連接信息后向A返回確認(rèn)信息

第三次握手：客戶端收到服務(wù)器的（SYN+ACK）報文段，并向服務(wù)器發(fā)送ACK報文段。即A收到確認(rèn)信息后再次向B返回確認(rèn)連接信息

> 此時，A告訴自己上層連接建立；B收到連接信息后告訴上層連接建立。

這樣就完成TCP三次握手 = 一條TCP連接建立完成 = 可以開始發(fā)送數(shù)據(jù)

三次握手期間任何一次未收到對面回復(fù)都要重發(fā)。
最后一個確認(rèn)報文段發(fā)送完畢以后，客戶端和服務(wù)器端都進(jìn)入ESTABLISHED狀態(tài)。

答：防止服務(wù)器端因為接收了早已失效的連接請求報文從而一直等待客戶端請求，從而浪費資源

“已失效的連接請求報文段”的產(chǎn)生在這樣一種情況下：Client發(fā)出的第一個連接請求報文段并沒有丟失，而是在某個網(wǎng)絡(luò)結(jié)點長時間的滯留了，以致延誤到連接釋放以后的某個時間才到達(dá)server。
這是一個早已失效的報文段。但Server收到此失效的連接請求報文段后，就誤認(rèn)為是Client再次發(fā)出的一個新的連接請求。
于是就向Client發(fā)出確認(rèn)報文段，同意建立連接。
假設(shè)不采用“三次握手”：只要Server發(fā)出確認(rèn)，新的連接就建立了。
由于現(xiàn)在Client并沒有發(fā)出建立連接的請求，因此不會向Server發(fā)送數(shù)據(jù)。
但Server卻以為新的運輸連接已經(jīng)建立，并一直等待Client發(fā)來數(shù)據(jù)。>- 這樣，Server的資源就白白浪費掉了。

采用“三次握手”的辦法可以防止上述現(xiàn)象發(fā)生：

Client不會向Server的確認(rèn)發(fā)出確認(rèn)

Server由于收不到確認(rèn)，就知道Client并沒有要求建立連接

所以Server不會等待Client發(fā)送數(shù)據(jù)，資源就沒有被浪費

TCP釋放連接
TCP釋放連接需要四次揮手過程，現(xiàn)在假設(shè)A主動釋放連接：（數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束后，通信的雙方都可釋放連接）

第一次揮手：A發(fā)送釋放信息到B；（發(fā)出去之后，A->B發(fā)送數(shù)據(jù)這條路徑就斷了）

第二次揮手：B收到A的釋放信息之后，回復(fù)確認(rèn)釋放的信息：我同意你的釋放連接請求

第三次揮手：B發(fā)送“請求釋放連接“信息給A

第四次揮手：A收到B發(fā)送的信息后向B發(fā)送確認(rèn)釋放信息：我同意你的釋放連接請求

> B收到確認(rèn)信息后就會正式關(guān)閉連接；
> A等待2MSL后依然沒有收到回復(fù)，則證明B端已正常關(guān)閉，于是A關(guān)閉連接

為了保證雙方都能通知對方“需要釋放連接”，即在釋放連接后都無法接收或發(fā)送消息給對方

需要明確的是：TCP是全雙工模式，這意味著是雙向都可以發(fā)送、接收的

釋放連接的定義是：雙方都無法接收或發(fā)送消息給對方，是雙向的

當(dāng)主機1發(fā)出“釋放連接請求”（FIN報文段）時，只是表示主機1已經(jīng)沒有數(shù)據(jù)要發(fā)送 / 數(shù)據(jù)已經(jīng)全部發(fā)送完畢；

> 但是，這個時候主機1還是可以接受來自主機2的數(shù)據(jù)。

當(dāng)主機2返回“確認(rèn)釋放連接”信息（ACK報文段）時，表示它已經(jīng)知道主機1沒有數(shù)據(jù)發(fā)送了

> 但此時主機2還是可以發(fā)送數(shù)據(jù)給主機1

當(dāng)主機2也發(fā)送了FIN報文段時，即告訴主機1我也沒有數(shù)據(jù)要發(fā)送了

> 此時，主機1和2已經(jīng)無法進(jìn)行通信：主機1無法發(fā)送數(shù)據(jù)給主機2，主機2也無法發(fā)送數(shù)據(jù)給主機1，此時，TCP的連接才算釋放

1.5 UDP協(xié)議

定義：User Datagram Protocol，即用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議，是一種傳輸層通信協(xié)議。

基于UDP的應(yīng)用層協(xié)議有TFTP、SNMP與DNS。

特點：無連接的、不可靠的、面向報文、沒有擁塞控制

無連接的：和TCP要建立連接不同，UDP傳輸數(shù)據(jù)不需要建立連接，就像寫信，在信封寫上收信人名稱、地址就可以交給郵局發(fā)送了，至于能不能送到，就要看郵局的送信能力和送信過程的困難程度了。

不可靠的：因為UDP發(fā)出去的數(shù)據(jù)包發(fā)出去就不管了，不管它會不會到達(dá)，所以很可能會出現(xiàn)丟包現(xiàn)象，使傳輸?shù)臄?shù)據(jù)出錯。

面向報文：數(shù)據(jù)報文，就相當(dāng)于一個數(shù)據(jù)包，應(yīng)用層交給UDP多大的數(shù)據(jù)包，UDP就照樣發(fā)送，不會像TCP那樣拆分。

沒有擁塞控制：擁塞，是指到達(dá)通信子網(wǎng)中某一部分的分組數(shù)量過多，使得該部分網(wǎng)絡(luò)來不及處理，以致引起這部分乃至整個網(wǎng)絡(luò)性能下降的現(xiàn)象，嚴(yán)重時甚至?xí)?dǎo)致網(wǎng)絡(luò)通信業(yè)務(wù)陷入停頓，即出現(xiàn)死鎖現(xiàn)象，就像交通堵塞一樣。TCP建立連接后如果發(fā)送的數(shù)據(jù)因為信道質(zhì)量的原因不能到達(dá)目的地，它會不斷重發(fā)，有可能導(dǎo)致越來越塞，所以需要一個復(fù)雜的原理來控制擁塞。而UDP就沒有這個煩惱，發(fā)出去就不管了。

應(yīng)用場景
很多的實時應(yīng)用（如IP電話、實時視頻會議、某些多人同時在線游戲等）要求源主機以很定的速率發(fā)送數(shù)據(jù)，并且允許在網(wǎng)絡(luò)發(fā)生擁塞時候丟失一些數(shù)據(jù)，但是要求不能有太大的延時，UDP就剛好適合這種要求。所以說，只有不適合的技術(shù)，沒有真正沒用的技術(shù)。

1.6 HTTP協(xié)議

詳情請看我寫的另外一篇文章你需要了解的HTTP知識都在這里了！

*

即套接字，是一個對 TCP / IP協(xié)議進(jìn)行封裝 的編程調(diào)用接口（API）

> 1.  即通過`Socket`，我們才能在Andorid平臺上通過 `TCP/IP`協(xié)議進(jìn)行開發(fā)
> 2.  `Socket`不是一種協(xié)議，而是一個編程調(diào)用接口（`API`），屬于傳輸層（主要解決數(shù)據(jù)如何在網(wǎng)絡(luò)中傳輸）

成對出現(xiàn)，一對套接字：

Socket ={(IP地址1:PORT端口號)，(IP地址2:PORT端口號)}

Socket的使用類型主要有兩種：

流套接字（streamsocket） ：基于 TCP協(xié)議，采用 流的方式 提供可靠的字節(jié)流服務(wù)

數(shù)據(jù)報套接字(datagramsocket)：基于 UDP協(xié)議，采用 數(shù)據(jù)報文 提供數(shù)據(jù)打包發(fā)送的服務(wù)

具體原理圖如下：

Socket屬于傳輸層，因為 TCP / IP協(xié)議屬于傳輸層，解決的是數(shù)據(jù)如何在網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)膯栴}

HTTP協(xié)議 屬于 應(yīng)用層，解決的是如何包裝數(shù)據(jù)

由于二者不屬于同一層面，所以本來是沒有可比性的。但隨著發(fā)展，默認(rèn)的Http里封裝了下面幾層的使用，所以才會出現(xiàn)Socket & HTTP協(xié)議的對比：（主要是工作方式的不同）：

Http：采用 請求—響應(yīng) 方式。

> 1.  即建立網(wǎng)絡(luò)連接后，當(dāng) 客戶端 向 服務(wù)器 發(fā)送請求后，服務(wù)器端才能向客戶端返回數(shù)據(jù)。
> 2.  可理解為：**是客戶端有需要才進(jìn)行通信**

Socket：采用 服務(wù)器主動發(fā)送數(shù)據(jù) 的方式

> 1.  即建立網(wǎng)絡(luò)連接后，服務(wù)器可主動發(fā)送消息給客戶端，而不需要由客戶端向服務(wù)器發(fā)送請求
> 2.  可理解為：**是服務(wù)器端有需要才進(jìn)行通信**

Socket可基于TCP或者UDP協(xié)議，但TCP更加常用

所以下面的使用步驟 & 實例的Socket將基于TCP協(xié)議

// 步驟1：創(chuàng)建客戶端 & 服務(wù)器的連接

    // 創(chuàng)建Socket對象 & 指定服務(wù)端的IP及端口號 
    Socket socket = new Socket("192.168.1.32", 1989);  

    // 判斷客戶端和服務(wù)器是否連接成功  
    socket.isConnected());

// 步驟2：客戶端 & 服務(wù)器 通信
// 通信包括：客戶端 接收服務(wù)器的數(shù)據(jù) & 發(fā)送數(shù)據(jù) 到 服務(wù)器

    <-- 操作1：接收服務(wù)器的數(shù)據(jù) -->

            // 步驟1：創(chuàng)建輸入流對象InputStream
            InputStream is = socket.getInputStream() 

            // 步驟2：創(chuàng)建輸入流讀取器對象 并傳入輸入流對象
            // 該對象作用：獲取服務(wù)器返回的數(shù)據(jù)
            InputStreamReader isr = new InputStreamReader(is);
            BufferedReader br = new BufferedReader(isr);

            // 步驟3：通過輸入流讀取器對象 接收服務(wù)器發(fā)送過來的數(shù)據(jù)
            br.readLine()；

    <-- 操作2：發(fā)送數(shù)據(jù) 到 服務(wù)器 -->                  

            // 步驟1：從Socket 獲得輸出流對象OutputStream
            // 該對象作用：發(fā)送數(shù)據(jù)
            OutputStream outputStream = socket.getOutputStream(); 

            // 步驟2：寫入需要發(fā)送的數(shù)據(jù)到輸出流對象中
            outputStream.write（（"Carson_Ho"+"
"）.getBytes("utf-8")）；
            // 特別注意：數(shù)據(jù)的結(jié)尾加上換行符才可讓服務(wù)器端的readline()停止阻塞

            // 步驟3：發(fā)送數(shù)據(jù)到服務(wù)端 
            outputStream.flush();  

// 步驟3：斷開客戶端 & 服務(wù)器 連接

             os.close();
            // 斷開 客戶端發(fā)送到服務(wù)器 的連接，即關(guān)閉輸出流對象OutputStream

            br.close();
            // 斷開 服務(wù)器發(fā)送到客戶端 的連接，即關(guān)閉輸入流讀取器對象BufferedReader

            socket.close();
            // 最終關(guān)閉整個Socket連接

實例 Demo 代碼包括：客戶端 & 服務(wù)器

本文著重講解客戶端，服務(wù)器僅采用最簡單的寫法進(jìn)行展示

步驟1：加入網(wǎng)絡(luò)權(quán)限

步驟2：主布局界面設(shè)置

包括創(chuàng)建Socket連接、客戶端 & 服務(wù)器通信的按鈕

步驟3：創(chuàng)建Socket連接、客戶端 & 服務(wù)器通信

具體請看注釋

MainActivity.java

package scut.carson_ho.socket_carson;

import android.os.Bundle;
import android.os.Handler;
import android.os.Message;
import android.support.v7.app.AppCompatActivity;
import android.view.View;
import android.widget.Button;
import android.widget.EditText;
import android.widget.TextView;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.OutputStream;
import java.net.Socket;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

public class MainActivity extends AppCompatActivity {

    /**
     * 主 變量
     */

    // 主線程Handler
    // 用于將從服務(wù)器獲取的消息顯示出來
    private Handler mMainHandler;

    // Socket變量
    private Socket socket;

    // 線程池
    // 為了方便展示,此處直接采用線程池進(jìn)行線程管理,而沒有一個個開線程
    private ExecutorService mThreadPool;

    /**
     * 接收服務(wù)器消息 變量
     */
    // 輸入流對象
    InputStream is;

    // 輸入流讀取器對象
    InputStreamReader isr ;
    BufferedReader br ;

    // 接收服務(wù)器發(fā)送過來的消息
    String response;

    /**
     * 發(fā)送消息到服務(wù)器 變量
     */
    // 輸出流對象
    OutputStream outputStream;

    /**
     * 按鈕 變量
     */

    // 連接 斷開連接 發(fā)送數(shù)據(jù)到服務(wù)器 的按鈕變量
    private Button btnConnect, btnDisconnect, btnSend;

    // 顯示接收服務(wù)器消息 按鈕
    private TextView Receive,receive_message;

    // 輸入需要發(fā)送的消息 輸入框
    private EditText mEdit;

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);

        /**
         * 初始化操作
         */

        // 初始化所有按鈕
        btnConnect = (Button) findViewById(R.id.connect);
        btnDisconnect = (Button) findViewById(R.id.disconnect);
        btnSend = (Button) findViewById(R.id.send);
        mEdit = (EditText) findViewById(R.id.edit);
        receive_message = (TextView) findViewById(R.id.receive_message);
        Receive = (Button) findViewById(R.id.Receive);

        // 初始化線程池
        mThreadPool = Executors.newCachedThreadPool();

        // 實例化主線程,用于更新接收過來的消息
        mMainHandler = new Handler() {
            @Override
            public void handleMessage(Message msg) {
                switch (msg.what) {
                    case 0:
                        receive_message.setText(response);
                        break;
                }
            }
        };

        /**
         * 創(chuàng)建客戶端 & 服務(wù)器的連接
         */
        btnConnect.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
            @Override
            public void onClick(View v) {

                // 利用線程池直接開啟一個線程 & 執(zhí)行該線程
                mThreadPool.execute(new Runnable() {
                    @Override
                    public void run() {

                        try {

                            // 創(chuàng)建Socket對象 & 指定服務(wù)端的IP 及 端口號
                            socket = new Socket("192.168.1.172", 8989);

                            // 判斷客戶端和服務(wù)器是否連接成功
                            System.out.println(socket.isConnected());

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

                    }
                });

            }
        });

        /**
         * 接收 服務(wù)器消息
         */
        Receive.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
            @Override
            public void onClick(View v) {

                // 利用線程池直接開啟一個線程 & 執(zhí)行該線程
                mThreadPool.execute(new Runnable() {
                    @Override
                    public void run() {

                          try {
                            // 步驟1：創(chuàng)建輸入流對象InputStream
                            is = socket.getInputStream();

                              // 步驟2：創(chuàng)建輸入流讀取器對象 并傳入輸入流對象
                              // 該對象作用：獲取服務(wù)器返回的數(shù)據(jù)
                              isr = new InputStreamReader(is);
                              br = new BufferedReader(isr);

                              // 步驟3：通過輸入流讀取器對象 接收服務(wù)器發(fā)送過來的數(shù)據(jù)
                              response = br.readLine();

                              // 步驟4:通知主線程,將接收的消息顯示到界面
                              Message msg = Message.obtain();
                              msg.what = 0;
                              mMainHandler.sendMessage(msg);

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

                    }
                });

            }
        });

        /**
         * 發(fā)送消息 給 服務(wù)器
         */
        btnSend.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
            @Override
            public void onClick(View v) {

                // 利用線程池直接開啟一個線程 & 執(zhí)行該線程
                mThreadPool.execute(new Runnable() {
                    @Override
                    public void run() {

                        try {
                            // 步驟1：從Socket 獲得輸出流對象OutputStream
                            // 該對象作用：發(fā)送數(shù)據(jù)
                            outputStream = socket.getOutputStream();

                            // 步驟2：寫入需要發(fā)送的數(shù)據(jù)到輸出流對象中
                            outputStream.write((mEdit.getText().toString()+"
").getBytes("utf-8"));
                            // 特別注意：數(shù)據(jù)的結(jié)尾加上換行符才可讓服務(wù)器端的readline()停止阻塞

                            // 步驟3：發(fā)送數(shù)據(jù)到服務(wù)端
                            outputStream.flush();

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

                    }
                });

            }
        });

        /**
         * 斷開客戶端 & 服務(wù)器的連接
         */
        btnDisconnect.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
            @Override
            public void onClick(View v) {

                try {
                    // 斷開 客戶端發(fā)送到服務(wù)器 的連接，即關(guān)閉輸出流對象OutputStream
                    outputStream.close();

                    // 斷開 服務(wù)器發(fā)送到客戶端 的連接，即關(guān)閉輸入流讀取器對象BufferedReader
                    br.close();

                    // 最終關(guān)閉整個Socket連接
                    socket.close();

                    // 判斷客戶端和服務(wù)器是否已經(jīng)斷開連接
                    System.out.println(socket.isConnected());

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

            }
        });

    }
}

因本文主要講解客戶端，所以服務(wù)器僅僅是為了配合客戶端展示；

為了簡化服務(wù)器使用，此處采用Mina框架

> 1.  服務(wù)器代碼請在`eclipse`平臺運行
> 2.  按照我的步驟一步步實現(xiàn)就可以無腦運行了

步驟1：導(dǎo)入Mina包

請直接移步到百度網(wǎng)盤：下載鏈接（密碼: q73e）

步驟2：創(chuàng)建服務(wù)器線程
TestHandler.java

package mina;
// 導(dǎo)入包

public class TestHandler extends IoHandlerAdapter {

    @Override
    public void exceptionCaught(IoSession session, Throwable cause) throws Exception {
        System.out.println("exceptionCaught: " + cause);
    }

    @Override
    public void messageReceived(IoSession session, Object message) throws Exception {
        System.out.println("recieve : " + (String) message);
        session.write("hello I am server");
    }

    @Override
    public void messageSent(IoSession session, Object message) throws Exception {

    }

    @Override
    public void sessionClosed(IoSession session) throws Exception {
        System.out.println("sessionClosed");
    }

    @Override
    public void sessionOpened(IoSession session) throws Exception {
        System.out.println("sessionOpen");
    }

    @Override
    public void sessionIdle(IoSession session, IdleStatus status) throws Exception {
    }

}

步驟3：創(chuàng)建服務(wù)器主代碼
TestHandler.java

package mina;

import java.io.IOException;
import java.net.InetSocketAddress;

import org.apache.mina.filter.codec.ProtocolCodecFilter;
import org.apache.mina.filter.codec.textline.TextLineCodecFactory;
import org.apache.mina.transport.socket.nio.NioSocketAcceptor;

public class TestServer {
    public static void main(String[] args) {
        NioSocketAcceptor acceptor = null;
        try {
            acceptor = new NioSocketAcceptor();
            acceptor.setHandler(new TestHandler());
            acceptor.getFilterChain().addLast("mFilter", new ProtocolCodecFilter(new TextLineCodecFactory()));
            acceptor.setReuseAddress(true);
            acceptor.bind(new InetSocketAddress(8989));
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

至此，客戶端 & 服務(wù)器的代碼均實現(xiàn)完畢。

點擊 Connect按鈕： 連接成功

輸入發(fā)送的消息，點擊 Send 按鈕發(fā)送

服務(wù)器接收到客戶端發(fā)送的消息

點擊 Receive From Message按鈕，客戶端 讀取 服務(wù)器返回的消息

點擊 DisConnect按鈕，斷開 客戶端 & 服務(wù)器的連接

Socket具體實例