socket之复习(基本)

socket总结：

1.网络基础：
1.1 计算机网络分层
1.2端口
1.3 c/s结构
1.4 TCP协议：定义 特点 三次握手 四次挥手？
1.5 UDP协议
1.6 Http协议

2.socket定义
3.原理
4.建立连接过程
5.socket与http对比
6.使用步骤
7.具体实例：客户端实现 和服务端实现

二. socket讲解

1. Socket定义
• 即套接字，是应用层与TCP/IP协议族通信的中间软件抽象层，表现为一个封装了 TCP / IP协议族的编程接口（API）
  1.Socket不是一种协议，而是一个编程调用接口（API），属于传输层（主要解决数据如何在网络中传输）
  2.即：通过Socket，才能在Andorid平台上通过 TCP/IP协议进行开发
  3.对用户来说，只需调用Socket去组织数据，以符合指定的协议，即可通信

• 成对出现，一对套接字：

    Socket = {(IP地址1:PORT端口号)，(IP地址2:PORT端口号)}
• 一个 Socket实例唯一代表一个主机上的一个应用程序的通信链路

 

2. 原理
 Socket的使用类型主要有两种：
• 流套接字（streamsocket） ：基于 TCP协议，采用流的方式 提供可靠的字节流服务
• 数据报套接字(datagramsocket)：基于 UDP协议，采用数据报文 提供数据打包发送的服务

 

3. 建立Socket连接过程
客户端：
1.创建- -个Socket实例
2.操作系统将为该Socket实例分配一个未被使用的本地端口号

3.操作系统创建-个含本地、远程地址、端口号的套接字数据结构(系统将一直保存该数据结构到连接关闭)
4.在创建Socket实例的构造函数正确返回前，进行TCP的三次握手协议
5. TCP握手协议完成后，Socket实例对象将创建完成(否则将抛出lOException错误)

服务器：
1.创建-个ServerSocket实例
2.操作系统将为该ServerSocket实例创建-个底层数据结构
(含指定监听的端口号、包含监听地址的通配符，通常情况下是“*”，即监听所有地址)
3.调用accept()方法时，将进入阻塞状态，等待客户端的请求
4.当-个新的请求到来时，将为该连接创建一 个新的套接字数据结构
(含请求源地址和端口&关联到ServerSocket实例的一个未完成的连接数据结构列表中)
5.等三次握手完成后，该服务端的Socket实例才会返回&将该Socket实例对应的数据
结构从未完成列表中移到已完成列表中
(所以ServerSocket所关联的列表中每个数据结构，都代表与-个客户端的建立的TCP连接)

4. Socket 与 Http 对比
• Socket属于传输层，因为 TCP / IP协议属于传输层，解决的是数据如何在网络中传输的问题
• HTTP协议 属于 应用层，解决的是如何包装数据
 由于二者不属于同一层面，所以本来是没有可比性的。但随着发展，默认Http里封装了下面几层使用，所以才会出现Socket & HTTP协议的对比(主要是工作方式不同）：
• Http：采用 请求—响应 方式。
1） 即建立网络连接后，当 客户端 向 服务器 发送请求后，服务器端才能向客户端返回数据。
2）可理解为：是客户端有需要才进行通信
• Socket：采用 服务器主动发送数据的方式
1） 即建立网络连接后，服务器可主动发送消息给客户端，而不需要由客户端向服务器发送请求
2.）可理解为：是服务器端有需要才进行通信

5. 使用步骤(Socket基于TCP协议)
• Socket可基于TCP或 UDP协议，但TCP更加常用。
  // 步骤1：创建客户端& 服务器的连接
Socket socket = new Socket("192.168.1.32", 1989);  // 创建Socket对象 & 指定服务端的IP及端口号
socket.isConnected());  // 判断客户端和服务器是否连接成功

// 步骤2：客户端 & 服务器 通信（通信包括：客户端 接收服务器的数据 & 发送数据 到服务器 ）

<-- 操作1：接收服务器的数据 --> (需开启线程)
InputStream is = socket.getInputStream() // 步骤1：创建输入流对象InputStream

// 步骤2：创建输入流读取器对象 并传入输入流对象 该对象作用：获取服务器返回的数据
InputStreamReader isr = new InputStreamReader(is);
BufferedReader br = new BufferedReader(isr);

// 步骤3：通过输入流读取器对象 接收服务器发送过来的数据
respone = br.readLine()；

<-- 操作2：发送数据到 服务器 -->
// 步骤1：从Socket 获得输出流对象OutputStream 该对象作用：发送数据
OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();

// 步骤2：写入需要发送的数据到输出流对象中
// 特别注意：数据的结尾加上换行符才可让服务器端的readline()停止阻塞
outputStream.write（（"Carson_Ho"+"\n"）.getBytes("utf-8")）；

// 步骤3：发送数据到服务端
outputStream.flush();

// 操作3：断开客户端 & 服务器 连接
os.close(); // 断开 客户端发送到服务器 的连接，即关闭输出流对象OutputStream
br.close(); // 断开 服务器发送到客户端 的连接，即关闭输入流读取器对象BufferedReader
socket.close(); // 最终关闭整个Socket连接

一. Socket简介及客户端服务器连接实例

  注: 在客户端游戏开发中，使用HTTP进行网络通信的比较少，一般使用的都是Socket进行通信。而HTTP一般用于网页或者网页游戏。

【Socket简介】

1、套接字（socket）概念

    套接字（socket）是通信的基石，是支持TCP/IP协议的网络通信的基本操作单元。它是网络通信过程中端点的抽象表示，包含进行网络通信必须的五种信息：连接使用的协议，本地主机的IP地址，本地进程的协议端口，远地主机的IP地址，远地进程的协议端口。

    套接字： { IP地址 : 端口号 }

    应用层通过传输层进行数据通信时，TCP会遇到同时为多个应用程序进程提供并发服务的问题。多个TCP连接或多个应用程序进程可能需要通过同一个TCP协议端口传输数据。为了区别不同的应用程序进程和连接，许多计算机操作系统为应用程序与TCP/IP协议交互提供了套接字（Socket）接口。应用层可以和传输层通过Socket接口，区分来自不同应用程序进程或网络连接的通信，实现数据传输的并发服务。

2、套接字类型  

   TCP/IP的socket提供下列三种类型套接字。 

  2.1、流式套接字（SOCK_STREAM）

     提供了一个面向连接（TCP）、可靠的数据传输服务，数据无差错、无重复地发送，且按发送顺序接收。内设流量控制，避免数据流超限；数据被看作是字节流，无长度限制。文件传送协议（FTP）即使用流式套接字。 

  2.2、数据报式套接字（SOCK_DGRAM）

     提供了一个无连接服务（UDP）。数据包以独立包形式被发送，不提供无错保证，数据可能丢失或重复，并且接收顺序混乱。网络文件系统（NFS）使用数据报式套接字。 

  2.3、原始式套接字（SOCK_RAW） 

     该接口允许对较低层协议，如IP、ICMP直接访问。常用于检验新的协议实现或访问现有服务中配置的新设备。

3、建立socket连接

     建立Socket连接至少需要一对套接字，其中一个运行于客户端，称ClientSocket ，另一个运行于服务器端，称ServerSocket 。

     套接字之间的连接过程分为三个步骤：服务器监听，客户端请求，连接确认。

   （a）服务器监听：服务器端套接字并不定位具体的客户端套接字，而是处于等待连接的状态，实时监控网络状态，等待客户端的连接请求。

   （b）客户端请求：指客户端的套接字提出连接请求，要连接的目标是服务器端的套接字。为此，客户端的套接字必须首先描述它要连接的服务器的套接字，指出服务器端套接字的地址和端口号，然后就向服务器端套接字提出连接请求。

    （c）连接确认：当服务器端套接字监听到或者说接收到客户端套接字的连接请求时，就响应客户端套接字的请求，建立一个新的线程，把服务器端套接字的描述发给客户端，一旦客户端确认了此描述，双方就正式建立连接。而服务器端套接字继续处于监听状态，继续接收其他客户端套接字的连接请求。

4、典型套接字调用过程的举例

    TCP/IP协议的应用一般采用客户/服务器模式，因此在实际应用中，必须有客户和服务器两个进程，并且首先启动服务器，其系统调用时序图如下。 

    面向连接的协议（TCP）的套接字系统调用如下：

        > 服务器必须首先启动，直到它执行完accept()调用，进入等待状态后，方能接收客户请求。

        > 假如客户在此前启动，则connect()将返回出错代码，连接不成功。

   无连接的协议（UDP）的套接字调用如下：

        > 无连接服务器也必须先启动，否则客户请求传不到服务进程。

        > 无连接客户不调用connect()。因此在数据发送之前，客户与服务器之间尚未建立完全相关，但各自通过socket()和bind()建立了半相关。

        > 发送数据时，发送方除指定本地套接字号外，还需指定接收方套接字号，从而在数据收发过程中动态地建立了全相关。 

【Socket连接】

    使用的是面向连接的TCP套接字系统调用API。

   将ODSocket源码放在Classes目录下（ODSocket是仿照原生Socket写的一个类似Socket的一个类）

1、客户端

    使用ODSocket的API实现与服务端的网络连接。

        > 创建ODSocket：ODSocket socket;

        > 初始化：Init() 、 Create();

        > 设置需要连接的服务器的 IP地址和端口号：ip 、 port;

        > 连接服务器：Connet(ip, port);

        > 发送数据：Send(string, lenght);

        > 接收数据：Recv(string, lenght, 0);

        > 关闭连接：Close();

  代码如下

// 引入头文件
#include "ODSocket/ODSocket.h"
// Socker连接
void HelloWorld::connectServer()
{
// 初始化
// ODSocket socket;
socket.Init();
socket.Create(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
// 设置服务器的IP地址，端口号
// 并连接服务器 Connect
const char* ip = "127.0.0.1";
int port = 12345;
bool result = socket.Connect(ip, port);
// 发送数据 Send
socket.Send("login", 5);
if (result) {
CCLOG("connect to server success!");
// 开启新线程，在子线程中，接收数据
std::thread recvThread = std::thread(&HelloWorld::receiveData, this);
recvThread.detach(); // 从主线程分离
}
else {
  CCLOG("can not connect to server");
return; }
}
// 接收数据
void HelloWorld::receiveData()
{
// 因为是强联网
// 所以可以一直检测服务端是否有数据传来
while (true) {
// 接收数据 Recv
char data[512] = "";
int result = socket.Recv(data, 512, 0);
printf("%d", result);
// 与服务器的连接断开了
if (result <= 0) break;
  CCLOG("%s", data);
}
  socket.Close(); // 关闭连接
} 

2、服务端

    服务端使用的是 ServerSocket 来监听端口。

2.1、Server类

    用于创建ServerSocket，监听端口，等待客户连接。

public class Server {
public static void main(String[] args) throws IOException {
  // 创建ServerSocket，监听端口号：12345
  ServerSocket ss = new ServerSocket(12345);
  // 创建用于管理客户端的收发数据的子线程类
  ClientThread clientThread = new ClientThread();
  clientThread.start();
  System.out.println("服务器开启啦");
  // 监听端口号：12345
  // 等待客户连接 accept()
while (true) {
  // 开始接收客户端的连接
  Socket socket = ss.accept();
  System.out.println("有新客户连接~");
  clientThread.addClient(socket);} 
}

   2.2、ClientThread类

    用于管理、处理客户端的收发数据请求。

   // 继承Thread线程类
public class ClientThread extends Thread {
  // 客户端连接的socket列表
private ArrayList<Socket> clients = new ArrayList<Socket>();
  public void addClient(Socket socket) {
  clients.add(socket);
}
// 删除客户
public void removeClient(Socket socket) {
    clients.remove(socket);
}
// 向客户发送数据
public void sendMessage(Socket socket, String data) throws IOException {
// 给玩家发送数据
  OutputStream os = socket.getOutputStream();
  os.write(data.getBytes("UTF-8"));
}
@Override
public void run() {
while (true) {
try {
for (Socket socket : clients) {
// 获取客户端发来的数据
InputStream is = socket.getInputStream();
int len = is.available() + 1;
byte[] buff = new byte[len];
int flag = is.read(buff);
// read()返回-1，说明客户端的socket已断开
if (flag == -1) {
  System.out.println("有客户断开连接~");
  this.removeClient(socket);
  break;
}
// 输出接收到的数据
String read = new String(buff);
System.out.println("收到数据：" + read);
// 给玩家发送数据
String data = "恭喜你，连接成功啦~~";
 sendMessage(socket, data);
}
  sleep(10);
} }
}

然后分别开启服务器和客户端就可以看到连接成功并传输数据了