前段时间做了关于Socket的项目，总结一些在这个过程中学到的东西和需要注意的地方
socket 的使用在Android的开发中还是很常见的，也是非常重要的
先看下思维导图
1.网络基础知识
首先回一下以前学过的OSI七层网络模型分别是：物理层，数据链路层，网络层，传输层，会话层，表示层，应用层。
物理层
- 作用：传输比特流
- 传输单位： 比特
- 功能：1.为数据端设备提供传送数据的通路，数据通路可以是一个物理媒体，也可以是多个物理媒体连接而成。一次完整的数据传输，包括激活物理连接、传送数据和终止物理连接；2.传输数据；3.完成物理层的一些管理工作。
- 对应协议：IEEE 802.1A, IEEE 802.2到IEEE 802.11
数据链路层
- 作用：是为网络层提供数据传送服务的
- 传输单位：帧
- 功能：组帧，差错控制，流量控制和传输管理
- 对应协议：FDDI, Ethernet, Arpanet, PDN, SLIP, PPP
网络层
- 作用：为不同主机提供通信服务，网络层的分组数据从源端传到目的端
- 传输单位：数据报
- 功能：1.路由选择和中继；
2.激活，终止网络连接；
3.在一条数据链路上复用多条网络连接，多采取分时复用技术；
4.检测与恢复；
5.排序，流量控制；
6.服务选择；
7.网络管理 - 对应协议：IP, ICMP, ARP, RARP, AKP, UUCP
传输层
- 作用：选择网络层提供最合适的服务，在系统之间提供可靠的透明的数据传送，提供端到端的错误恢复和流量控制
- 传输单位：报文段
- 功能：差错恢复，流量控制，数据传送
- 对应协议：TCP, UDP
会话层
- 作用：允许不同主机上各进程之间的会话
- 功能：1.将会话地址映射为运输地址；
2.数据传输阶段；
3.连接释放。 - 对应协议：SMTP, DNS
表示层
- 作用：处理在两个通信系统中交换信息的表达方式
- 功能：把应用层提供的信息变换为能够共同理解的形式，提供字符代码、数据格式、控制信息格式、加密等的统一表示。
- 对应协议：Telnet, Rlogin, SNMP, Gopher
应用层
- 作用：为特性类的网络应用提供访问OSI用户服务
- 功能：实现应用进程（如用户程序、终端操作员等）之间的信息交换。同时，还具有一系列业务处理所需要的服务功能
- 对应协议：HTTP、TFTP, FTP, NFS, WAIS、SMTP
接下来看对我们开发比较重要的对比模型
TCP协议
定义： Transmission Control Protocol，即 传输控制协议
特点：
- 属于 传输层通信协议
- 基于TCP的应用层协议有HTTP、SMTP、FTP、Telnet 和 POP3
- 面向连接、面向字节流、全双工通信、传输可靠
缺点：效率慢
TCP 三次握手和四次挥手
三次握手
第一次握手：建立连接时发送SYN会选择一个初始序号（ISN），每个连接的ISN都是不同的。客户端发送数据包(SYN=1，seq=x)到服务器，并进入SYN_SEND状态，等待服务器确认
第二次握手：服务器收到数据包包，必须确认客户的SYN（ACK=1，ack=x+1），同时自己也发送一个SYN包（SYN=1，seq=y），即SYN+ACK包，此时服务器进入SYN_RECV状态
第三次握手：客户端收到服务器的SYN＋ACK包，向服务器发送确认包ACK=1(ack=y+1)，此包发送完毕，客户端和服务器进入ESTABLISHED状态，完成三次握手
四次挥手
第一次挥手：主动断开连接一方向被动断开连接发送FIN数据包，FIN=1,seq=x，告诉被动断开连接一方“我要跟你断开连接了，我不会再给你发送数据了”，这是主动断开连接方式可以接受数据的，如果一直没有收到被动连接方的确认包，则可以重新发送这个包。此时，主动断开连接方处于FIN_WAIT_1状态
第二次挥手：被动连接方接收到FIN包以后，发送确认包ACK=1,ack=x+1（FIN和SYN一样占用一个序列号），这个动作是告诉主动断开连接方我知道你要断开了，但是我还有数据没有发送完，等发送完了所有的数据就进行第三次挥手，此时被动断开连接方处于CLOSE_WAIT状态，主动断开连接方处于FIN_WAIT_2状态
第三次挥手：被动断开连接方发送FIN=1，seq=y+1包，用来停止向主动断开连接方发送数据，也就是告诉主动断开连接方，我的数据也发完了，我也不给你发数据了，此时被动断开连接方处于LAST_ACK状态，主动断开连接方处于TIME_WAIT 状态
第四次挥手：等过了一定时间（2MSL（报文段最大生存时间）:为了保证最后ACK报文能够到达B，防止已失效连接请求报文段出现在此连接中）过后，主动断开连接方发送确认包ACK=1, ack=y+2，至此，四次挥手已经完成
UDP协议
- 定义 ：User Datagram Protocol，即 用户数据报协议
特点：
- 属于传输层通信协议
- 基于UDP的应用层协议有 TFTP、SNMP 与 DNS
- 无连接的、不可靠的、面向报文、无拥塞控制
优点：速度快
缺点：消息容易丢失
HTTP协议
- 定义：Hyper Text Transfer Protocol 即，超文本传输协议
特点：
属于应用层的面向对象的协议
简捷：客户向服务器请求服务时，只需传送请求方法和路径。
请求方法常用的有GET、HEAD、POST。每种方法规定了客户与服务器联系的类型不同快速： HTTP允许传输任意类型的数据对象。正在传输的类型由Content-Type加以标记。
无连接：意思是限制每次连接只处理一个请求。服务器处理完客户的请求，并收到客户的应答后，即断开连接。采用这种方式可以节省传输时间。
无状态：HTTP协议是无状态协议。无状态是指协议对于事务处理没有记忆能力。缺少状态意味着如果后续处理需要前面的信息，则它必须重传，这样可能导致每次连接传送的数据量增大。另一方面，在服务器不需要先前信息时它的应答就较快。
支持B/S和C/S模式
以上是作为今天的主题，需要复习的一些简单知识点，当然以上知识点里面的细节远远不止这些，这边知识对知识的一个梳理，打通的过程，接下看说说Socket
什么是Socket?
起源：socket起源于Unix，而Unix/Linux基本哲学之一就是“一切皆文件”，都可以用“open–> write/read –> close”模式来操作。Socket就是该模式的一个实现，socket即是一种特殊的文件，一些socket函数就是对其进行的操作（读/写IO、打开、关闭）
定义：即套接字
属于应用和TCP/IP 协议族通信的中间抽象层
注意 Socket不是一种协议，而是一个编程调用接口（API）
看图理解
原理
基于 TCP协议流套接字（streamsocket），采用 流的方式 提供可靠的字节流服务
基于 UDP协议数据报套接字(datagramsocket)，采用 数据报文 提供数据打包发送的服务
怎么使用
- 连接过程
一张图就能看懂
具体步骤
/*
* 步骤1：创建客户端 & 服务器的连接
*/
// 创建Socket对象 & 指定服务端的IP及端口号
Socket socket = new Socket("ip地址", 端口号);
// 判断客户端和服务器是否连接成功
socket.isConnected());
下面是一些简单的测试方法，当然在实际的应用中，这些测试方法不一定实用，（仅供参考），因为每个企业的业务是不一样的，比如说可能有的企业会对每个消息进行了组装，有包头，包体，报内容，包长度等，那么你读取、发送消息的时候都需要去解包、组包的。这一点需要注意
private Socket socket;
private OutputStream outputStream;
private InputStream inputStream;
private InputStreamReader inputStreamReader;
private BufferedReader bufferedReader;
private String response;// 接收服务器发送过来的消息
/**
* 建立服务端连接
*/
public void connect() {
new Thread() {
@Override
public void run() {
try {
socket = new Socket("ip地址", 9000);
Log.d("socket", "建立连接：" + socket.isConnected());
} catch (UnknownHostException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}.start();
}
/**
* 发送消息
*/
public void send() {
new Thread() {
@Override
public void run() {
try {
//从Socket 获得输出流对象OutputStream
outputStream = socket.getOutputStream();
DataOutputStream writer = new DataOutputStream(outputStream);
//写入需要发送的数据到输出流对象中
writer.writeUTF("你好，我是队长"); // 写一个UTF-8的信息
//发送数据到服务端
outputStream.flush();
Log.d("socket", "发送消息" );
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}.start();
}
/**
* 读取数据
*/
public void read() {
new Thread() {
@Override
public void run() {
try {
//创建输入流对象InputStream
inputStream = socket.getInputStream();
//实际的应用中也可以这样的 read()传入的三个参数根据你的项目具体情况去写
//byte[] buffer =new byte[1024*1024];
//inputStream.read(buffer,0,1024);
// 创建输入流读取器对象 并传入输入流对象
inputStreamReader = new InputStreamReader(inputStream);
//该对象作用：获取服务器返回的数据
bufferedReader = new BufferedReader(inputStreamReader);
//通过输入流读取器对象 接收服务器发送过来的数据
response = bufferedReader.readLine();
Log.d("socket", "接受到的消息： "+response );
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}.start();
}
/**
* 断开连接
*/
public void closeSocket() {
try {
if (bufferedReader != null) {
bufferedReader.close();
}
if (inputStreamReader != null) {
inputStreamReader.close();
}
if (inputStream != null) {
inputStream.close();
}
if (outputStream != null) {
outputStream.close();
}
if (socket != null) {
socket.close();
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
总结
socket和http 对比
| 类别 | 在TCP/IP模型中哪一层 | 工作方式 | 解决的问题 |
|---|---|---|---|
| socket | 传输层和应用层之间 | 服务器主动发送数据的方式 | 数据如何在网络中传输的问题 |
| http | 应用层 | 请求-响应 | 如何包装数据的问题 |
注：因为ICP/IP属于传输层，socket也可以划分到传输层，其实socket和http的对比没有太大的实际意义，因为他们本身不是处于同一层级
一般在实际的应用中都会采用多线程去处理socket，一个线程负责读取，一个线程负责发送。注意多线程的使用
实际的应用中可能会遇到的坑
1， 客户端发送的一条消息到服务器，如何保证客户端发送成功了，要不然会出现客户端说我发给你了，服务器说我没收到，到时候锅帅给谁？
2,服务器向客户端发送一条消息，如何知道客户端接受成功了呢？
3,在网络不好的情况下，消息发出去了，但服务器还没有收到，这条消息就此丢掉，还是下次网络恢复的时候继续发送该消息
- 上面的问题可以参考TCP
握手和挥手的过程，首先可以对消息定义一个双方都认的规则，比如说每条消息中都有一个消息id（messageId） - 客户端每次发送消息出去后，记录那条消息的id，当服务器收到消息时，返回一个feedback告诉客户端收到那条消息了，如果没有收到feedback，就说明服务器没有收到，但是客户端已经发送了，那么就可以很快查找出问题的位置了
- 同理服务器发送给客户端的消息也是一样
- 对于第三个问题，可以建立一个消息队列，记录下来每次发送的消息，客户端先把消息给消息队列，send的时候从队列拿出来，当收到服务器返回的feedback时，就从消息队列中删除，没有收到的话，继续发送，然后里面可以加入每条消息的重发次数限制
- 当然每个公司的业务不同，这些规则都需要调整，这里只提供一个思路