【JavaEE 初阶】⽹络编程套接字

一、⽹络编程基础

1.应用层
操作系统提供的一组 api =>socket api(传输层给应用层提供)

2.传输层    两个核心协议.

• TCP
• UDP

差别非常大,编写代码的时候,也是不同的风格 
因此, socket api 提供了两套 

TCP      有连接,   可靠传输,         面向字节流,     全双工
UDP      无连接,   不可靠传输,     面向数据报,     全双工

(1)有连接/无连接    (抽象的概念,虚拟的/逻辑上的连接)
要进行网络通信, 物理上的连接(网线啥的)

• 对于 TCP 来说, TCP 协议中,就保存了对端的信息
  • A 和 B 通信, A 和 B 先建立连接
  •  让 A 保存B 的信息,B 保存 A 的信息 (彼此之间知道,谁是和他建立连接的那个)
• 对于 UDP 来说, UDP 协议本身,不保存对方的信息     就是 无连接

(2) 可靠传输 vs 不可靠传输
    网络上,数据是非常容易出现丢失的情况(丢包)
    光信号/电信号，都可能受到外界的干扰

(3)面向字节流vs 面向数据报
面向字节流, 读写数据的时候,是以字节为单位
面向数据报,读写数据的时候,以一个数据报为单位 (不是字符)    一次必须读写一份udp数据报，不能是半个

• 支持任意长度-->粘包问题
• 不存在粘包-->长度限制

(4)全双工vs半双工

一个通信链路,支持 双向通信 (能读,也能写)
一个通信链路,只支持单向通信(要么读,要么写)

1.为什么需要⽹络编程？

⸺丰富的⽹络资源

        ⽤⼾在浏览器中，打开在线视频⽹站，如优酷看视频，实质是通过⽹络，获取到⽹络上的⼀个视频资源。

        与本地打开视频⽂件类似，只是视频⽂件这个资源的来源是⽹络。

        相⽐本地资源来说，⽹络提供了更为丰富的⽹络资源：

          所谓的⽹络资源，其实就是在⽹络中可以获取的各种数据资源 ， ⽽所有的⽹络资源，都是通过⽹络编程来进⾏数据传输的。

2.什么是⽹络编程

        ⽹络编程，指⽹络上的主机，通过不同的进程，以编程的⽅式实现⽹络通信（或称为⽹络数据传输）。

        当然，我们只要满⾜进程不同就⾏；所以即便是同⼀个主机，只要是不同进程，基于⽹络来传输数据，也属于⽹络编程。

        特殊的，对于开发来说，在条件有限的情况下，⼀般也都是在⼀个主机中运⾏多个进程来完成⽹络编程。

但是，我们⼀定要明确，我们的⽬的是提供⽹络上不同主机，基于⽹络来传输数据资源：

• 进程A：编程来获取⽹络资源
• 进程B：编程来提供⽹络资源

3.⽹络编程中的基本概念

(1)发送端和接收端

在⼀次⽹络数据传输时：

• 发送端：数据的发送⽅进程，称为发送端。发送端主机即⽹络通信中的源主机。
• 接收端：数据的接收⽅进程，称为接收端。接收端主机即⽹络通信中的⽬的主机。
• 收发端：发送端和接收端两端，也简称为收发端。

注意：发送端和接收端只是相对的，只是⼀次⽹络数据传输产⽣数据流向后的概念。

(2)请求和响应

⼀般来说，获取⼀个⽹络资源，涉及到两次⽹络数据传输：

• 第⼀次：请求数据的发送
• 第⼆次：响应数据的发送。

好⽐在快餐店点⼀份炒饭：

先要发起请求：点⼀份炒饭，再有快餐店提供的对应响应：提供⼀份炒饭

(3)客⼾端和服务端

• 服务端：在常⻅的⽹络数据传输场景下，把提供服务的⼀⽅进程，称为服务端，可以提供对外服务。
• 客⼾端：获取服务的⼀⽅进程，称为客⼾端。

对于服务来说，⼀般是提供：

• 客⼾端获取服务资源
• 客⼾端保存资源在服务端

好⽐在银⾏办事：

• 银⾏提供存款服务：⽤⼾（客⼾端）保存资源（现⾦）在银⾏（服务端）
• 银⾏提供取款服务：⽤⼾（客⼾端）获取服务端资源（银⾏替⽤⼾保管的现⾦）

(4)常⻅的客⼾端服务端模型

最常⻅的场景，客⼾端是指给⽤⼾使⽤的程序，服务端是提供⽤⼾服务的程序：

1.  客⼾端先发送请求到服务端
2. 服务端根据请求数据，执⾏相应的业务处理
3. 服务端返回响应：发送业务处理结果
4. 客⼾端根据响应数据，展⽰处理结果（展⽰获取的资源，或提⽰保存资源的处理结果）

二、Socket套接字

1.概念

        Socket套接字，是由系统提供⽤于⽹络通信的技术，是基于TCP/IP协议的⽹络通信的基本操作单元。

        基于Socket套接字的⽹络程序开发就是⽹络编程。

2.分类

Socket套接字主要针对传输层协议划分为如下三类：

• 流套接字：使⽤传输层TCP协议

     TCP，即Transmission Control Protocol（传输控制协议），传输层协议。

     以下为TCP的特点（细节后续再学习）：

• 有连接
• 可靠传输
• ⾯向字节流
• 有接收缓冲区，也有发送缓冲区
• ⼤⼩不限

        对于字节流来说，可以简单的理解为，传输数据是基于IO流，流式数据的特征就是在IO流没有关闭的情况下，是⽆边界的数据，可以多次发送，也可以分开多次接收。

• 数据报套接字：使⽤传输层UDP协议

UDP，即User Datagram Protocol（⽤⼾数据报协议），传输层协议。

以下为UDP的特点（细节后续再学习）：

• ⽆连接
• 不可靠传输
• ⾯向数据报
• 有接收缓冲区，⽆发送缓冲区
• ⼤⼩受限：⼀次最多传输64k

        对于数据报来说，可以简单的理解为，传输数据是⼀块⼀块的，发送⼀块数据假如100个字节，必须⼀次发送，接收也必须⼀次接收100个字节，⽽不能分100次，每次接收1个字节。

• 原始套接字

原始套接字⽤于⾃定义传输层协议，⽤于读写内核没有处理的IP协议数据。

我们不学习原始套接字，简单了解即可。

三、Java数据报套接字通信模型

        对于UDP协议来说，具有⽆连接，⾯向数据报的特征，即每次都是没有建⽴连接，并且⼀次发送全部数据报，⼀次接