1.什么是socket
- socket又稱為
套接字,網絡上的兩個程序通過一個雙向的通信連接實現數據交換,這個連接的一端稱為一個socket。應用程序通過socket向網絡發出請求或者應答網絡請求。 - 它的實質并不是一種協議，沒有規定計算機應當怎么樣傳遞消息，只是給程序員提供了一個發送消息的接口，程序員使用這個接口提供的方法，發送與接收消息。
- Socket描述了一個IP、端口對。它簡化了程序員的操作，知道對方的IP以及PORT就可以給對方發送消息，再由服務器端來處理發送的這些消息。所以，Socket一定包含了通信的雙發，即客戶端（Client）與服務端（server）。
2.網絡通信的要素
- 網絡上的請求就是通過socket來建立連接然后互相通信
- IP地址(網絡上主機設備的唯一標識)
- 端口號(定位程序)
- 用于標示進程的邏輯地址，不同進程的標示
- 有效端口：0-65535，其中0-1024系統使用，開發中建議使用1024以上的端口
- 傳輸協議(用什么樣的方式進行交互)
- 通訊的規則
- 常見協議：TCP、UDP
2.1.TCP(傳輸控制協議)
- 建立連接，形成傳輸數據的通道
- 在連接中進行大數據傳輸(數據大小不受限制)
- 通過三次握手完成連接，是可靠協議，安全送達
- 必須建立連接，效率會稍低
2.2.UDP(用戶數據報協議)
- 將數據及源和目的封裝成數據包，不需要建立連接
- 每個數據報的大小限制在64k之內
- 因為無需連接，因此是不可靠協議
- 不需要建立連接，速度快
3.socket通信流程
一個生活中的場景。你要打電話給一個朋友，先撥號，朋友聽到電話鈴聲后提起電話，這時你和你的朋友就建立起了連接，就可以講話了。等交流結束，掛斷電話結束此次交談。
- 工作流程: 先從服務器端說起。服務器端先初始化Socket，然后與端口綁定(bind)，對端口進行監聽(listen)，調用accept阻塞，等待客戶端連接。在這時如果有個客戶端初始化一個Socket，然后連接服務器(connect)，如果連接成功，這時客戶端與服務器端的連接就建立了。客戶端發送數據請求，服務器端接收請求并處理請求，然后把回應數據發送給客戶端，客戶端讀取數據，最后關閉連接，一次交互結束。
- 注意：在Internet上的主機一般運行了多個服務軟件，同時提供幾種服務。每種服務都打開一個Socket，并綁定到一個端口上，不同的端口對應于不同的服務。
4.socket的原理
套接字（socket）是通信的基石，是支持TCP/IP協議的網絡通信的基本操作單元。它是網絡通信過程中端點的抽象表示，包含進行網絡通信必須的五種信息：連接使用的協議，本地主機的IP地址，本地進程的協議端口，遠地主機的IP地址，遠地進程的協議端口。
- 原理:應用層通過傳輸層進行數據通信時，TCP會遇到同時為多個應用程序進程提供并發服務的問題。多個TCP連接或多個應用程序進程可能需要通過同一個 TCP協議端口傳輸數據。為了區別不同的應用程序進程和連接，許多計算機操作系統為應用程序與TCP／IP協議交互提供了套接字(Socket)接口。應用層可以和傳輸層通過Socket接口，區分來自不同應用程序進程或網絡連接的通信，實現數據傳輸的并發服務。
4.1 建立socket連接
建立Socket連接至少需要一對套接字，其中一個運行于客戶端，稱為ClientSocket，另一個運行于服務器端，稱為ServerSocket。
套接字之間的連接過程分為三個步驟：服務器監聽，客戶端請求，連接確認。
- 服務器監聽：服務器端套接字并不定位具體的客戶端套接字，而是處于等待連接的狀態，實時監控網絡狀態，等待客戶端的連接請求。
- 客戶端請求：指客戶端的套接字提出連接請求，要連接的目標是服務器端的套接字。為此，客戶端的套接字必須首先描述它要連接的服務器的套接字，指出服務器端套接字的地址和端口號，然后就向服務器端套接字提出連接請求。
- 連接確認：當服務器端套接字監聽到或者說接收到客戶端套接字的連接請求時，就響應客戶端套接字的請求，建立一個新的線程，把服務器端套接字的描述發 給客戶端，一旦客戶端確認了此描述，雙方就正式建立連接。而服務器端套接字繼續處于監聽狀態，繼續接收其他客戶端套接字的連接請求。
4.2 SOCKET連接與TCP連接
創建Socket連接時，可以指定使用的傳輸層協議，Socket可以支持不同的傳輸層協議（TCP或UDP），當使用TCP協議進行連接時，該Socket連接就是一個TCP連接。
4.3 Socket連接與HTTP連接
通常情況下Socket連接就是TCP連接，因此Socket連接一旦建立，通信雙方即可開始相互發送數據內容，直到雙方連接斷開。但在實際網絡應用中，客戶端到服務器之間的通信往往需要穿越多個中間節點，例如路由器、網關、防火墻等，大部分防火墻默認會關閉長時間處于非活躍狀態的連接而導致 Socket 連接斷連，因此需要通過輪詢告訴網絡，該連接處于活躍狀態。
而HTTP連接使用的是“請求—響應”的方式，不僅在請求時需要先建立連接，而且需要客戶端向服務器發出請求后，服務器端才能回復數據。
很多情況下，需要服務器端主動向客戶端推送數據，保持客戶端與服務器數據的實時與同步。此時若雙方建立的是Socket連接，服務器就可以直接將數 據傳送給客戶端；若雙方建立的是HTTP連接，則服務器需要等到客戶端發送一次請求后才能將數據傳回給客戶端，因此，客戶端定時向服務器端發送連接請求， 不僅可以保持在線，同時也是在“詢問”服務器是否有新的數據，如果有就將數據傳給客戶端。
5.HTTP和socket的關系
- HTTP底層就是通過socket建立通信管道，實現數據傳輸的
- HTTP是一個TCP的傳輸協議，它是可靠的、安全的協議
6.TCP/IP、SOCKET、HTTP的關系
HTTP協議對應于應用層,TCP協議對應于傳輸層,IP協議對應于網絡層, 三者本質上沒有可比性。
- TCP/IP是傳輸層協議，主要解決數據如何在網絡中傳輸；
- HTTP是應用層協議，主要解決如何包裝數據。WEB使用HTTP作應用層協議，以封裝HTTP文本信息， 然后使用TCP/IP做傳輸層協議將它發送到網絡上。
- Socket是對TCP/IP協議的封裝，Socket本身并不是協議，而是一個調用接口（API），通過Socket，我們才能使用TCP/IP協議。
7.HTTP和Socket連接區別
7.1 TCP連接
要想明白Socket連接，先要明白TCP連接。手機能夠使用聯網功能是因為手機底層實現了TCP/IP協議，可以使手機終端通過無線網絡建立TCP連接。TCP協議可以對上層網絡提供接口，使上層網絡數據的傳輸建立在“無差別”的網絡之上。
建立起一個TCP連接需要經過“三次握手”：
- 第一次握手：客戶端發送syn包(syn=j)到服務器，并進入SYN_SEND狀態，等待服務器確認；
- 第二次握手：服務器收到syn包，必須確認客戶的SYN（ack=j+1），同時自己也發送一個SYN包（syn=k），即SYN+ACK包，此時服務器進入SYN_RECV狀態；
- 第三次握手：客戶端收到服務器的SYN＋ACK包，向服務器發送確認包ACK(ack=k+1)，此包發送完畢，客戶端和服務器進入ESTABLISHED狀態，完成三次握手。
握手過程中傳送的包里不包含數據，三次握手完畢后，客戶端與服務器才正式開始傳送數據。理想狀態下，TCP連接一旦建立，在通信雙方中的任何一方主 動關閉連接之前，TCP 連接都將被一直保持下去。斷開連接時服務器和客戶端均可以主動發起斷開TCP連接的請求，斷開過程需要經過“四次握手”（就是服務器和客 戶端交互，最終確定斷開）
7.2 HTTP連接
- HTTP協議即超文本傳送協議(HypertextTransfer Protocol )，是Web聯網的基礎，也是手機聯網常用的協議之一，HTTP協議是建立在TCP協議之上的一種應用。
- HTTP連接最顯著的特點是客戶端發送的每次請求都需要服務器回送響應，在請求結束后，會主動釋放連接。從建立連接到關閉連接的過程稱為“一次連接”。
- 在HTTP 1.0中，客戶端的每次請求都要求建立一次單獨的連接，在處理完本次請求后，就自動釋放連接。
- 在HTTP 1.1中則可以在一次連接中處理多個請求，并且多個請求可以重疊進行，不需要等待一個請求結束后再發送下一個請求。
- 由于HTTP在每次請求結束后都會主動釋放連接，因此HTTP連接是一種“短連接”，要保持客戶端程序的在線狀態，需要不斷地向服務器發起連接請 求。通常的做法是即時不需要獲得任何數據，客戶端也保持每隔一段固定的時間向服務器發送一次“保持連接”的請求，服務器在收到該請求后對客戶端進行回復， 表明知道客戶端“在線”。若服務器長時間無法收到客戶端的請求，則認為客戶端“下線”，若客戶端長時間無法收到服務器的回復，則認為網絡已經斷開。
