详解什么是 socket、套接字、“插座”！

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    你知道插座吗？你知道网络编程中的插座吗？也许你会有点迷惑，什么是插座！但是我如果说出“套接字”、“socket”这样的关键字你就会恍然大悟。

    所谓的“插座”叫做套接字又叫做socket，用来表示一个端点，可以与网络中其他的socket进行连接，然后进行数据的传输。

    我们都知道在网络上中可以通过IP地址确定唯一的一台主机，然后主机和主机之间进行通讯。但是准确来说：网络通讯中的双方并不是主机，而是主机中的进程。这就需要确定主机中那个进程进行的网络通讯，因此还需要一个端口号来确定主机中的唯一进程。

    如果从操作系统的角度来说：套接字是使用标准的Unix文件描述符来与其他计算机进行通讯的一种方式。

    IP+PORT的组合就构成了网络中唯一标识符“套接字”。端口号的范围是0-65535，但是低于256的端口号进行了保留，作为系统的标准的应用程序端口。比如HTTP的默认的80，POP3的110，Telent的23，FTP的21等。

    套接字允许两个进程进行通讯，这两个进程可能运行在同一个机器上，也可能运行在不同机器上。

    套接字主要有两类：流式套接字和数据报套接字。

    流式套接字提供了面向连接、可靠的数据传输服务，可以非常准确的实现按照顺序接收数据。如果你通过流式套接字发送"h","e","l","l","o"五个字符，它到达另一端的顺序也将会是"h","e","l","l","o"。原因就在于流式套接字使用的是TCP进行数据传输，能够保证数据的安全性。流式套接字是最常使用的，一些众所周知的协议使用的都是它，如HTTP，TCP，SMTP，POP3等。

    数据报套接字：提供无连接的服务，你不需要像流式套接字那样建立一个连接，而只需要将地址信息一同打包然后发出去。该服务使用的是UDP进行传输，延迟小，效率高但是不能保证数据传输的准确性。

    如果我们创建一个ServerSocket需要经历以下几个步骤：bind-->listen-->accpet-->recv-->write-->close。这也是底层Linux/或者Unix对一个端口监听经历的步骤。

    bind:绑定一个地址和端口，确认端点的信息。

ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8888);

    这里也许你看到了并没有指明IP，那么“ServerSocket”会自动获取本机的ip地址作为填充，源码如下：

public ServerSocket(int port) throws IOException {
    this(port, 50, null);
}

public ServerSocket(int port, int backlog, InetAddress bindAddr) throws IOException {
    setImpl();
    if (port < 0 || port > 0xFFFF)
        throw new IllegalArgumentException("Port value out of range: " + port);
    if (backlog < 1)
      backlog = 50;
    try {
        bind(new InetSocketAddress(bindAddr, port), backlog);
    } catch(SecurityException e) {
        close();
        throw e;
    } catch(IOException e) {
        close();
        throw e;
    }
}

public InetSocketAddress(InetAddress addr, int port) {
    holder = new InetSocketAddressHolder(
                    null,
                    addr == null ? InetAddress.anyLocalAddress() : addr,
                    checkPort(port));
}

    会对“InetAddress”进行判断，如果为空了就获取本地的地址。

    listen：当端口和ip绑定之后就会进行到监听状态，这个时候会监听是否有连接请求上来。

    accept：如果客户端的ip和端口符合服务端，也就是插头能够对应上插座了，就接收这个客户端的连接。这里“ServerSocket.accept()”将“listen”和“accept”进行了整合，监听并且接受一个连接。

Socket socket = serverSocket.accept();

    send：发送数据，需要先获得socket的的输出流，然后通过输出流进行数据的发送。

OutputStream out = socket.getOutputStream();

    拿到的是输出流，因此发送的是字节，需要将字符串进行字节的转换之后，在进行编码之后发送。如果没有进行编码的话，默认采用的是系统的默认编码。

out.write("hello".getBytes(StandardCharsets.UTF_8));

    recv: 接受数据，也需要先获取到socket的输入流。

InputStream inputStream = socket.getInputStream();

    获取输入流之后按照字节进行读取数据。如果数据发送完毕了，也就是调用了“socket.close()”就会读取到“-1”，表示没有数据可以读到了。

InputStream in = socket.getInputStream();
StringBuffer sb = new StringBuffer();
int len;
while ((len = in.read(bytes)) != -1) {
    sb.append(new String(bytes, 0, len));
}
System.out.println("接收到消息：" + sb.toString());

    close：关闭(这个不是必须的，如果是长链接，那么将不会关闭socket，除非服务发生异常)

serverSocket.close();

    上述的客户端是阻塞式的，一次只能接受一个socket客户端进行连接。

    客户端要经历：connect-->recv/send-->close

Socket socket = new Socket("localhost", 8888);

    recv:获取到输入流，读取字节数字。

byte[] bytes = new byte[1024];
InputStream in = socket.getInputStream();
StringBuffer sb = new StringBuffer();
int len;
while ((len = in.read(bytes)) != -1) {
    sb.append(new String(bytes, 0, len));
}
System.out.println("接收到消息：" + sb.toString());

    write：获取到输出流，将数据按照字节输出给服务端。

OutputStream out = socket.getOutputStream();
out.write("hello".getBytes(StandardCharsets.UTF_8));

    close：关闭资源

in.close();
out.close();
socket.close();
System.out.println("数据接收完毕");

    至此基于一个简单的socket网络编程就完成了。我们需要重点了解，socket是基于IP+Port组合的，用于网络中的通信之间的建立。网络编程会在我们的日常开发中起到很重要的作用，很多框架都是基于socket演变而来的，比如tomcat、netty等。
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