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Introduction

  • Socket编程是一种用于网络通信的技术,主要通过创建和使用套接字(Socket)来实现。

  • Socket是对TCP/IP协议族的一种封装,提供了应用层与TCP/IP协议族通信的中间软件抽象层。

  • 在Socket编程中,服务器端和客户端通过Socket进行连接和通信。

  • 服务器端使用ServerSocket监听指定的端口,客户端使用Socket连接到服务器。

  • Socket编程支持多种编程语言,包括C、C++、Java、Python等。

  • Socket编程的基本流程包括创建Socket、绑定地址、监听连接、接受连接、数据传输和关闭连接。

  • TCP和UDP是两种常用的传输协议,TCP提供可靠的连接,UDP则是无连接的协议。

基本概念 [1]

  • Socket:一种网络通信的端点,用于在不同主机上的应用进程之间进行双向通信。

  • TCP/IP协议:Socket是对TCP/IP协议族的封装,提供了应用层与TCP/IP协议族通信的中间软件抽象层。

  • IP地址和端口号:一个Socket由IP地址和端口号组成,用于唯一标识网络中的进程。

  • 应用层和传输层:Socket位于应用层和传输层之间,负责数据的传输和通信。

  • Unix哲学:在Unix/Linux系统中,Socket被处理为一种特殊的文件,可以用“打开、读写、关闭”模式进行操作。

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TCP和UDP [2]

  • TCP:面向连接的协议,提供可靠的数据传输,数据无差错、不丢失、不重复,且按序到达。

  • UDP:无连接的协议,尽最大努力交付,不保证可靠交付,数据可能丢失或重复,接收顺序可能混乱。

  • 三次握手:TCP通过三次握手建立连接,确保双方都准备好进行通信。

  • 应用场景:TCP适用于需要可靠传输的场景,如文件传输、邮件;UDP适用于对实时性要求高但对可靠性要求低的场景,如视频直播、在线游戏。

  • Socket协议:在网络中传输数据时使用了TCP或者UDP协议,通过Socket协议,应用程序可以通过网络进行数据的传输和通信。

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Socket编程流程 [1]

  • 创建Socket:使用socket()函数创建一个套接字。

  • 绑定地址:使用bind()函数将套接字绑定到本地地址和端口。

  • 监听连接:服务器端使用listen()函数监听指定端口,等待客户端连接。

  • 接受连接:使用accept()函数接受客户端的连接请求,返回一个新的套接字用于通信。

  • 数据传输:使用read()和write()函数进行数据的读写操作。

  • 关闭连接:使用close()函数关闭套接字,释放资源。

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常用函数 [2]

  • socket():创建一个新的套接字。

  • bind():将套接字绑定到本地地址和端口。

  • listen():使服务器端进入监听状态,等待客户端连接。

  • accept():接受客户端的连接请求,返回一个新的套接字用于通信。

  • connect():客户端使用该函数连接到服务器。

  • send():发送数据到已连接的套接字。

  • recv():从已连接的套接字接收数据。

  • close():关闭套接字,释放资源。

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多线程处理 [3]

  • 并发处理:服务器端通常使用多线程同时处理多个客户端连接。

  • 线程池:利用线程池可以大幅提升运行效率,避免频繁创建和销毁线程。

  • Handler类:每个新的Socket连接可以由一个Handler类的实例处理,Handler类继承自Thread。

  • 同步和锁:在多线程编程中,需要注意同步和锁的使用,避免资源竞争和死锁。

  • 示例代码:在Java中,可以使用Thread类和ExecutorService来实现多线程处理。

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示例代码 [3]

  • Java服务器端示例:使用ServerSocket监听端口,接受客户端连接,并创建新线程处理连接。

  • Java客户端示例:使用Socket连接到服务器,进行数据读写操作。

  • C++服务器端示例:使用socket()、bind()、listen()、accept()等函数实现服务器端。

  • C++客户端示例:使用socket()、connect()等函数连接到服务器,进行数据传输。

  • Python示例:使用socket库创建服务器和客户端,进行简单的通信。

  • 多语言支持:Socket编程支持多种编程语言,包括C、C++、Java、Python等。

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