Java Socket通信及TCP/UDP总结及实例

1、基于TCP的socket编程。

•  java.net.ServerSocket是用来创建服务器端的套接字socket。

•  java.net.Socket是用来创建客户端的套接字socket。

•  InetAddress（java.net.InetAddress）类：用来表示IP地址。

• 凡事基于TCP创建的套接字可以叫做流套接字。

•  服务器端相当于一个监听器，用来监听端口。

•  服务器与客服端之间的通讯都是输入输出流来实现的。

服务器端代码如下：TcpServer

public class TcpServer {
    private static boolean isruning = true;

    public static void main(String[] args) {
        try {
            ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(5583);
            while (isruning) {
                // 连接
                Socket socket = serverSocket.accept();
                System.out
                        .println("有新客户端（" + socket.getInetAddress() + "）连接。。");
                OutputStream stream = socket.getOutputStream();
                OutputStreamWriter writer = new OutputStreamWriter(stream);
                writer.write("hello socket!");
                writer.flush();
                writer.close();
                System.out
                        .println("客户端（" + socket.getInetAddress() + "）会话结束。。");
            }
            serverSocket.close();
        } catch (IOException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

客户端代码如下

public class TcpClient {

    public static void main(String[] args) {
        String host = "localhost"; // 要连接的服务端IP地址
        int port = 5583; // 要连接的服务端对应的监听端口
        try {
            // 与服务端建立连接
            Socket client = new Socket(host, port);
            InputStream inputStream = client.getInputStream();
            InputStreamReader reader = new InputStreamReader(inputStream);
            BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(reader);
            String message = bufferedReader.readLine();
            System.out.println(message);
            bufferedReader.close();
            client.close();
        } catch (UnknownHostException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

}

2、基于UDP的socket编程。

创建流程如下：

•  java.net.DatagramSocket（数据电报套接字）。

•  java.net.DatagramPacket（数据电报包，里面包含了发送的信息）。

•  基于UDP的套接字就是数据报套接字。

•  两个都要先构造好相应的数据包。

•  在DatagramPacket包中的函数 intgetLength()返回实际接受的字节数， byte[]getData()返回接受到的数据。

•  要想接受端给发送端回信息，就需要知道发送端的ＩＰ地址InetAddress getAddress()和发送端进程所绑定的端口号int getPort()。

•  数据报套接字发送成功之后，就相当于建立了一个虚连接，双方可以发送数据。

发送端代码

public class UdpSend {
    public static void main(String[] args) {
        MulticastSocket socket;
        try {
            socket = new MulticastSocket(8842);
            socket.setTimeToLive(1);
            InetAddress address = InetAddress.getByName("233.0.0.0");
            socket.joinGroup(address);
            byte[] buf = "hello world!".getBytes();
            DatagramPacket p = new DatagramPacket(buf, buf.length, address,
                    8842);
            socket.send(p);
            System.out.println("广播已经发出");
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

接收端代码

public class UdpReceive {

    public static void main(String[] args) {
        MulticastSocket socket;
        try {
            socket = new MulticastSocket(8842);
            socket.setTimeToLive(1);
            InetAddress address = InetAddress.getByName("233.0.0.0");
            socket.joinGroup(address);
            byte[] buf = new byte[3000];
            DatagramPacket p = new DatagramPacket(buf, buf.length);
            socket.receive(p);
            System.out.println("接受到" + p.getAddress() + "的广播消息"
                    + new String(p.getData()));
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

3、TCP、UDP对比。

TCP与UDP基本区别
  1.基于连接与无连接
  2.TCP要求系统资源较多，UDP较少； 
  3.UDP程序结构较简单 
  4.流模式（TCP）与数据报模式(UDP); 
  5.TCP保证数据正确性，UDP可能丢包 
  6.TCP保证数据顺序，UDP不保证 
　　
UDP应用场景：
  1.面向数据报方式
  2.网络数据大多为短消息 
  3.拥有大量Client
  4.对数据安全性无特殊要求
  5.网络负担非常重，但对响应速度要求高
 
具体编程时的区别
   1.socket()的参数不同 
　　 2.UDP Server不需要调用listen和accept 
　　 3.UDP收发数据用sendto/recvfrom函数 
　　 4.TCP：地址信息在connect/accept时确定 
　　 5.UDP：在sendto/recvfrom函数中每次均 需指定地址信息 
　　 6.UDP：shutdown函数无效
 
编程区别
   通常我们在说到网络编程时默认是指TCP编程，即用前面提到的socket函数创建一个socket用于TCP通讯，函数参数我们通常填为SOCK_STREAM。即socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0)，这表示建立一个socket用于流式网络通讯。 
　  SOCK_STREAM这种的特点是面向连接的，即每次收发数据之前必须通过connect建立连接，也是双向的，即任何一方都可以收发数据，协议本身提供了一些保障机制保证它是可靠的、有序的，即每个包按照发送的顺序到达接收方。 

　　而SOCK_DGRAM这种是User Datagram Protocol协议的网络通讯，它是无连接的，不可靠的，因为通讯双方发送数据后不知道对方是否已经收到数据，是否正常收到数据。任何一方建立一个socket以后就可以用sendto发送数据，也可以用recvfrom接收数据。根本不关心对方是否存在，是否发送了数据。它的特点是通讯速度比较快。大家都知道TCP是要经过三次握手的，而UDP没有。 

基于上述不同，UDP和TCP编程步骤也有些不同，如下：

TCP: 
TCP编程的服务器端一般步骤是： 
　　1、创建一个socket，用函数socket()； 
　　2、设置socket属性，用函数setsockopt(); * 可选 
　　3、绑定IP地址、端口等信息到socket上，用函数bind(); 
　　4、开启监听，用函数listen()； 
　　5、接收客户端上来的连接，用函数accept()； 
　　6、收发数据，用函数send()和recv()，或者read()和write(); 
　　7、关闭网络连接； 
　　8、关闭监听； 

TCP编程的客户端一般步骤是： 
　　1、创建一个socket，用函数socket()； 
　　2、设置socket属性，用函数setsockopt();* 可选 
　　3、绑定IP地址、端口等信息到socket上，用函数bind();* 可选 
　　4、设置要连接的对方的IP地址和端口等属性； 
　　5、连接服务器，用函数connect()； 
　　6、收发数据，用函数send()和recv()，或者read()和write(); 
　　7、关闭网络连接；

UDP:
与之对应的UDP编程步骤要简单许多，分别如下： 
　　UDP编程的服务器端一般步骤是： 
　　1、创建一个socket，用函数socket()； 
　　2、设置socket属性，用函数setsockopt();* 可选 
　　3、绑定IP地址、端口等信息到socket上，用函数bind(); 
　　4、循环接收数据，用函数recvfrom(); 
　　5、关闭网络连接； 

UDP编程的客户端一般步骤是： 
　　1、创建一个socket，用函数socket()； 
　　2、设置socket属性，用函数setsockopt();* 可选 
　　3、绑定IP地址、端口等信息到socket上，用函数bind();* 可选 
　　4、设置对方的IP地址和端口等属性; 
　　5、发送数据，用函数sendto(); 
　　6、关闭网络连接；

TCP和UDP是OSI模型中的运输层中的协议。TCP提供可靠的通信传输，而UDP则常被用于让广播和细节控制交给应用的通信传输。

UDP补充：
   UDP不提供复杂的控制机制，利用IP提供面向无连接的通信服务。并且它是将应用程序发来的数据在收到的那一刻，立刻按照原样发送到网络上的一种机制。即使是出现网络拥堵的情况下，UDP也无法进行流量控制等避免网络拥塞的行为。此外，传输途中如果出现了丢包，UDO也不负责重发。甚至当出现包的到达顺序乱掉时也没有纠正的功能。如果需要这些细节控制，那么不得不交给由采用UDO的应用程序去处理。换句话说，UDP将部分控制转移到应用程序去处理，自己却只提供作为传输层协议的最基本功能。UDP有点类似于用户说什么听什么的机制，但是需要用户充分考虑好上层协议类型并制作相应的应用程序。

TCP补充：
  TCP充分实现了数据传输时各种控制功能，可以进行丢包的重发控制，还可以对次序乱掉的分包进行顺序控制。而这些在UDP中都没有。此外，TCP作为一种面向有连接的协议，只有在确认通信对端存在时才会发送数据，从而可以控制通信流量的浪费。TCP通过检验和、***、确认应答、重发控制、连接管理以及窗口控制等机制实现可靠性传输。


TCP与UDP区别总结：
1、TCP面向连接（如打电话要先拨号建立连接）;UDP是无连接的，即发送数据之前不需要建立连接
2、TCP提供可靠的服务。也就是说，通过TCP连接传送的数据，无差错，不丢失，不重复，且按序到达;UDP尽最大努力交付，即不保   证可靠交付
3、TCP面向字节流，实际上是TCP把数据看成一连串无结构的字节流;UDP是面向报文的
  UDP没有拥塞控制，因此网络出现拥塞不会使源主机的发送速率降低（对实时应用很有用，如IP电话，实时视频会议等）
4、每一条TCP连接只能是点到点的;UDP支持一对一，一对多，多对一和多对多的交互通信
5、TCP首部开销20字节;UDP的首部开销小，只有8个字节
6、TCP的逻辑通信信道是全双工的可靠信道，UDP则是不可靠信道