【Socket】TCP協議、UDP協議的Java入門示例

TCP（Transmission Control Protocol）傳輸控制協議

面向連接，可靠的基於字節流的傳輸通信協議，每次通信雙方都需要提前建立連接，因此需要三次握手（以下情景均以客戶端爲數據發出方，服務端爲數據接收方）
第一次【客戶端進入SYN_SEND狀態】
客戶端向服務端發送syn包，然後等待服務端回話。
李四：“喂，是張三嗎？”

第二次【服務端進入SYN_RECV狀態】
服務端收到syn包後，服務端向客戶端發送syn+ack包，然後等待客戶端回話。
張三：“我是張三，您是李四？”

第三次【雙方都進入ESTABLISHED狀態】
客戶端收到syn+ack包，確認服務端收到了syn包，然後將ack包發送給服務端進行確認。
李四：“我是李四，我有些事情要說，……”

第三次結束後，客戶端即開始向服務端傳輸數據，直到傳輸完畢後，進行四次揮手結束這個過程。

第一次【客戶端向服務端發起請求：我要掛斷連接了】
客戶端向服務端發送FIN=1的請求，要求斷開。
李四：“那就說到這裏，我忙去了”

第二次【服務端收到客戶端的請求，回覆：客戶端可以掛斷連接】
服務端向客戶端發送ACK=1進行確認。
張三：“去吧，這件事我知道了”

第三次【服務端首先斷開與客戶端的連接，回覆：服務端已經準備好】
服務端向客戶端發送FIN=1的請求，準備好斷開連接了。
張三：“拜拜”

第四次【客戶端收到服務端的請求，回覆：收到】
客戶端向服務端發送ACK=1的請求，然後斷開鏈接，服務端收到後也斷開了連接
李四：“拜拜”（掛斷）

TCP的Java示例

運行行時，先開啓服務端，再開啓客戶端。
可以發送被序列化的對象，常用Map集合進行封裝，或者用Json或Base64轉碼的字符串
服務端前兩步驟通常放在一個主線程的循環中，沒有請求時，程序停在accept()方法，一旦接收到請求，後續創建線程，在線程中完成第三步開始的步驟

@Test
public void serverTCP() { 
     //服務端
    try {
        //1、創建通信對象，指定端口
        ServerSocket ss = new ServerSocket(8000);
        //2、監聽客戶端請求
        Socket s = ss.accept();//當前線程進入阻塞狀態，等待中
        //3、開啓輸入流，接收消息
        InputStream is = s.getInputStream();//發送方的信息都在s對象中
        //4、讀取接收到的信息
        ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(is);
        List<String> list = (List<String>) ois.readObject();
        for (String str : list) {
            System.out.print(str);//輸出
        }
        //5、關閉資源，嚴格按照先開後關原則關閉，順序不能改變
        ois.close();
        is.close();
        s.close();
        ss.close();
    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    } catch (ClassNotFoundException e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

@Test
public void clientTCP() {
    //客戶端
    try {
        //1、創建通信對象，指定接收方的地址，IP和端口
        Socket s = new Socket("127.0.0.1", 8000);
        //2、開啓輸出流，發送請求
        OutputStream os = s.getOutputStream();
        //3、準備消息
        List<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("TCP");
        list.add("測試");
        //4、發送消息
        ObjectOutputStream oo = new ObjectOutputStream(os);
        oo.writeObject(list);
        oo.flush();//刷新緩存，信息開始發送
        //5、關閉資源，嚴格按照先開後關原則關閉，順序不能改變
        oo.close();
        os.close();
        s.close();
    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

UDP（User Datagram Protocol）用戶數據報協議

面向事務，適用於可靠性不高，延遲小的傳輸協議中，如常見的網絡直播，在線視頻，在線音頻，語音等，由於該協議是一種無連接的傳輸層協議，傳輸效率高，可靠性不好，網絡環境不是很好時容易出現中斷，如視頻暫停緩衝，語音模糊
發送方只關心誰來請求數據，然後將數據丟出去，至於數據是否完整無損的抵達接收方，不去判斷
至於發送方如何得到是誰需要請求數據，這些請求可以通過接收方的APP，通過TCP連接到服務端就可以很輕鬆的就可以得到了，然後發送方每隔一段時間更新發送的數據到接收方緩存，就可以完成在線直播了

相當於大學上課的情景，老師爲發送方，只管講課，醒着的同學聽到考試的重點，做了筆記，還有些睡着的同學什麼也沒聽到，老師當然不會走到那些學生面前叫醒然後重新強調一遍，老師會繼續講下去，一個又一個的知識點就講過去了

UDP的Java示例

運行時，先開啓接收方，再開啓發送方。
【無論服務端還是客戶端，都可以是接收方和發送方，比如開直播：Up主（發送方）與B站（接收方），B站（發送方）與粉絲（接收方）】
由於接收方不知道發送方的數據報的信息，接收方創建數據報時，應該大於發送方的數據容量，或者雙方約定好固定的容量。

@Test
public void sendUDP() {
    //發送方
    try {
        //1、創建發送的信息
        List<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("UDP");
        list.add("測試");
        //2、創建輸出流
        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;//不能發送null
        //4、創建數據報，數據，長度，接收方的目標地址，端口
        DatagramPacket dp = new DatagramPacket(
                // b.length=73
                b, b.length, InetAddress.getByName("127.0.0.1"), 8000);
        //5、創建通信對象
        DatagramSocket ds = new DatagramSocket();
        //6、發送數據
        ds.send(dp);
        //7、關閉資源，嚴格按照先開後關原則關閉，順序不能改變
        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、創建通信對象，設置監聽端口
        DatagramSocket ds = new DatagramSocket(8000);
        //2、創建數據報
        byte[] bytes = new byte[1024];
        //最大和虛擬機配置有關，默認21_1917_2080，接收時，設置的長度不足會拋出EOF異常
        DatagramPacket dp = new DatagramPacket(bytes, bytes.length);
        //3、將接收到的數據寫入數據報
        ds.receive(dp);
        //4、創建流轉換爲對象
        ByteArrayInputStream bais = new ByteArrayInputStream(dp.getData());
        ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(bais);
        //5、獲取數據
        List<String> list = (List<String>) ois.readObject();
        for (String str : list) {
            System.out.print(str);//輸出
        }
        //6、關閉資源，嚴格按照先開後關原則關閉，順序不能改變
        ois.close();
        bais.close();
        ds.close();
    } catch (SocketException e) {
        e.printStackTrace();
    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    } catch (ClassNotFoundException e) {
        e.printStackTrace();
    }
}