??網(wǎng)絡(luò)編程基礎(chǔ)

??為什么需要網(wǎng)絡(luò)編程？

用戶在瀏覽器中，打開在線視頻網(wǎng)站，如騰訊看視頻，實(shí)質(zhì)是通過網(wǎng)絡(luò)，獲取到網(wǎng)絡(luò)上的一個視頻資源。

與本地打開視頻文件類似，只是視頻文件這個資源的來源是網(wǎng)絡(luò)。

相比本地資源來說，網(wǎng)絡(luò)提供了更為豐富的網(wǎng)絡(luò)資源：

所謂的網(wǎng)絡(luò)資源，其實(shí)就是在網(wǎng)絡(luò)中可以獲取的各種數(shù)據(jù)資源。

而所有的網(wǎng)絡(luò)資源，都是通過網(wǎng)絡(luò)編程來進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)摹?/p>

??什么是網(wǎng)絡(luò)編程？

網(wǎng)絡(luò)編程，指網(wǎng)絡(luò)上的主機(jī)，通過不同的進(jìn)程，以編程的方式實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信（或稱為網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸）。

當(dāng)然，我們只要滿足進(jìn)程不同就行；所以即便是同一個主機(jī)，只要是不同進(jìn)程，基于網(wǎng)絡(luò)來傳輸數(shù)據(jù)，也屬于網(wǎng)絡(luò)編程

特殊的情況，對于開發(fā)來說，在條件有限的情況下，一般也都是在一個主機(jī)中運(yùn)行多個進(jìn)程來完成網(wǎng)絡(luò)編程。

但是，我們一定要明確，我們的目的是提供網(wǎng)絡(luò)上不同主機(jī)，基于網(wǎng)絡(luò)來傳輸數(shù)據(jù)資源：

• 進(jìn)程A：編程來獲取網(wǎng)絡(luò)資源

• 進(jìn)程B：編程來提供網(wǎng)絡(luò)資源

??網(wǎng)絡(luò)編程中的基本概念

關(guān)于網(wǎng)絡(luò)編程中涉及到的一些基本概念我們有必要了解一下

??發(fā)送端和接收端

在一次網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸時：

發(fā)送端：數(shù)據(jù)的發(fā)送方進(jìn)程，稱為發(fā)送端。發(fā)送端主機(jī)即網(wǎng)絡(luò)通信中的源主機(jī)。
接收端：數(shù)據(jù)的接收方進(jìn)程，稱為接收端。接收端主機(jī)即網(wǎng)絡(luò)通信中的目的主機(jī)。
收發(fā)端：發(fā)送端和接收端兩端，也簡稱為收發(fā)端。

注意：發(fā)送端和接收端只是相對的，只是一次網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸產(chǎn)生數(shù)據(jù)流向后的概念

??請求和響應(yīng)

一般來說，獲取一個網(wǎng)絡(luò)資源，涉及到兩次網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸：

• 第一次：請求數(shù)據(jù)的發(fā)送

• 第二次：響應(yīng)數(shù)據(jù)的發(fā)送。

好比在快餐店點(diǎn)一份炒飯：

• 先要發(fā)起請求：點(diǎn)一份炒飯

• 再有快餐店提供的對應(yīng)響應(yīng)：提供一份炒飯

??客戶端和服務(wù)端

服務(wù)端：在常見的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸場景下，把提供服務(wù)的一方進(jìn)程，稱為服務(wù)端，可以提供對外服務(wù)。

客戶端：獲取服務(wù)的一方進(jìn)程，稱為客戶端。

對于服務(wù)內(nèi)容來說，一般是提供以下幾種：

• 客戶端獲取服務(wù)資源
  

• 客戶端保存資源在服務(wù)端
  

好比在銀行辦事：

• 銀行提供取款服務(wù)：用戶（客戶端）獲取服務(wù)端資源（銀行替用戶保管的現(xiàn)金）

• 銀行提供存款服務(wù)：用戶（客戶端）保存資源（現(xiàn)金）在銀行（服務(wù)端）

??常見的客戶端服務(wù)端模型

最常見的場景，客戶端是指給用戶使用的程序，服務(wù)端是提供用戶服務(wù)的程序：

1. 客戶端先發(fā)送請求到服務(wù)端

2. 服務(wù)端根據(jù)請求數(shù)據(jù)，執(zhí)行相應(yīng)的業(yè)務(wù)處理

3. 服務(wù)端返回響應(yīng)：發(fā)送業(yè)務(wù)處理結(jié)果

4. 客戶端根據(jù)響應(yīng)數(shù)據(jù)，展示處理結(jié)果（展示獲取的資源，或提示保存資源的處理結(jié)果）
   

??Socket套接字

??概念

Socket套接字，是由系統(tǒng)提供用于網(wǎng)絡(luò)通信的技術(shù)，是基于TCP/IP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)通信的基本操作單元?；赟ocket套接字的網(wǎng)絡(luò)程序開發(fā)就是網(wǎng)絡(luò)編程

??分類

Socket套接字主要針對傳輸層協(xié)議劃分為如下三類：

1. 流套接字：使用傳輸層TCP協(xié)議

TCP，即Transmission Control Protocol（傳輸控制協(xié)議），傳輸層協(xié)議。

以下為TCP的特點(diǎn)（細(xì)節(jié)請關(guān)注博主后續(xù)創(chuàng)作）：

• 有連接
• 可靠傳輸
• 面向字節(jié)流
• 有接收緩沖區(qū)，也有發(fā)送緩沖區(qū)
• 大小不限

對于字節(jié)流來說，可以簡單的理解為，傳輸數(shù)據(jù)是基于IO流，流式數(shù)據(jù)的特征就是在IO流沒有關(guān)閉的情
況下，是無邊界的數(shù)據(jù)，可以多次發(fā)送，也可以分開多次接收

2. 數(shù)據(jù)報套接字：使用傳輸層UDP協(xié)議

UDP，即User Datagram Protocol（用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議），傳輸層協(xié)議。

以下為UDP的特點(diǎn)（細(xì)節(jié)請關(guān)注博主后續(xù)創(chuàng)作）：

• 無連接
• 不可靠傳輸
• 面向數(shù)據(jù)報
• 有接收緩沖區(qū)，無發(fā)送緩沖區(qū)
• 大小受限：一次最多傳輸64k

對于數(shù)據(jù)報來說，可以簡單的理解為，傳輸數(shù)據(jù)是一塊一塊的，發(fā)送一塊數(shù)據(jù)假如100個字節(jié)，必須一次發(fā)送，接收也必須一次接收100個字節(jié)，而不能分100次，每次接收1個字節(jié)。

3. 原始套接字

原始套接字用于自定義傳輸層協(xié)議，用于讀寫內(nèi)核沒有處理的IP協(xié)議數(shù)據(jù)

關(guān)于原始套接字博主不會詳細(xì)介紹，有興趣的小伙伴可以自己區(qū)了解一下。

??Java數(shù)據(jù)報套接字通信模型

java中使用UDP協(xié)議通信，主要基于 DatagramSocket 類來創(chuàng)建數(shù)據(jù)報套接字，并使用

DatagramPacket 作為發(fā)送或接收的UDP數(shù)據(jù)報。對于一次發(fā)送及接收UDP數(shù)據(jù)報的流程如下：

以上只是一次發(fā)送端的UDP數(shù)據(jù)報發(fā)送，及接收端的數(shù)據(jù)報接收，并沒有返回的數(shù)據(jù)。也就是只有請求，沒有響應(yīng)。對于一個服務(wù)端來說，重要的是提供多個客戶端的請求處理及響應(yīng)，流程如下：

??Java流套接字通信模型

??Socket編程注意事項

1. 客戶端和服務(wù)端：開發(fā)時，經(jīng)常是基于一個主機(jī)開啟兩個進(jìn)程作為客戶端和服務(wù)端，但真實(shí)的場景，一般都是不同主機(jī)。

2. 注意目的IP和目的端口號，標(biāo)識了一次數(shù)據(jù)傳輸時要發(fā)送數(shù)據(jù)的終點(diǎn)主機(jī)和進(jìn)程

3. Socket編程我們是使用流套接字和數(shù)據(jù)報套接字，基于傳輸層的TCP或UDP協(xié)議，但應(yīng)用層協(xié)議，也需要考慮，這塊我們在后續(xù)來說明如何設(shè)計應(yīng)用層協(xié)議。

4. 關(guān)于端口被占用的問題
   如果一個進(jìn)程A已經(jīng)綁定了一個端口，再啟動一個進(jìn)程B綁定該端口，就會報錯，這種情況也叫端口被占用。對于java進(jìn)程來說，端口被占用的常見報錯信息如下：
   

• 此時需要檢查進(jìn)程B綁定的是哪個端口，再查看該端口被哪個進(jìn)程占用。以下為通過端口號查進(jìn)程
  的方式：
  在cmd輸入 netstat -ano | findstr 端口號 ，則可以顯示對應(yīng)進(jìn)程的pid。如以下命令顯示了8888進(jìn)程的pid
  
• 在任務(wù)管理器中，通過pid查找進(jìn)程
  

解決端口被占用的問題：

• 如果占用端口的進(jìn)程A不需要運(yùn)行，就可以關(guān)閉A后，再啟動需要綁定該端口的進(jìn)程B

• 如果需要運(yùn)行A進(jìn)程，則可以修改進(jìn)程B的綁定端口，換為其他沒有使用的端口。

?總結(jié)

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