socket网络

A. 网络（五）：socket

服务端socket要做五件事，客户端socket要做三件事：

接下来双方就可以通过 read() 和 write() 函数通信了，双方也都可以通过 close() 函数主动断开连接。

上面的例子中，我们预期的效果是客户端点击一次发送，给服务端发送两条数据，服务端触发两次“收到客户端数据的回调”，然后分别打印：

但实际上两条数据被合并成一条数据发送给服务端了，服务端只触发了一次“收到客户端数据的回调”，也只打印了一次：

这就是 数据粘包——多条数据被合并成了一条数据传输。

我们知道TCP有个 发送缓存 ，有些情况下TCP并不是有一条数据就发一条数据，而是等发送缓存满了，再把发送缓存里的多条数据一起发送出去，这就会导致数据粘包。

此外TCP还采用了 Nagle优化算法 来打包数据，它会将多次间隔较小且数据量较小的数据自动合并成一知渗个比较大的数据一块儿传输，这也会导致数据粘包。

处理数据粘包也很简单，核心思路就是： 发送方在发送数据的时候先给每条数据都添加一个包头，包头里存放的关键信息就是真实数据的长度，当然也可以存放更多的业务信息，此外包头的尾部还需要拼接一个包头结束标识——回车换行符，以便将来接收方读取数据时可以根据这个包头结束标识优先读取到包头数据。接收方调用指定的读取方法优先读取到包头数据，然后根据包头里的长度信息再去精准读取指定长度的真实数据，这样就可以读取到一条完整的数据了，然后再读取下一条数据就不会粘包了。

正常来说，socket连接一旦建立之后就会一直挂在那里搭念脊，直到某一端主动断开连接。但实际上，运营高友商在检测到链路上有一段时间无数据传输时，就会自动断开这种处于非活跃状态的连接，这就是所谓的运营商NAT超时，超时时间为5分钟。 因此我们就需要做心跳保活——即客户端每隔一定的时间间隔就向服务端发送一个心跳数据包，用来保证当前socket连接处于活跃状态，避免运营商把我们的连接中断，这个时间间隔我们取的是3分钟，服务器在收到心跳包时不当做真实数据处理即可。

客户端主动断开连接时（如App退出登录或者App进入后台等场景），我们不需要做断线重连；其它情况下如果连接断开了（如服务器出了问题或者网断了等场景），我们就需要做断线重连，来尽量使连接处于正常连接的状态，这样才能保证业务的正常运行。 具体做法就是，当客户端检测到跟服务端断开连接时就启动第一次断线重连，2秒后启动第二次断线重连，再隔4秒后启动第三次断线重连，如果三次断线重连还没成功，就认为是服务器出了问题，不再重连。

B. Socket详解

1、 Socket（套接字）概念

网络上两个程序通过一个双向的通信连接实现数据的交换，这个连接的一段称为一个 socket ，socket是通信的基石，是支持TCP/IP协议的网络通信的基本操作单元。它是网络通信过程中端点的抽象表示，包含进行网络通信必须的五种信息：连接使用的协议，本地主机的IP地址，本地进袜橡程的协议端口，远地主机的IP地址，远地进程的协议端口。

Socket是对TCP/IP协议的封装，它把复杂的TCP/IP协议族隐藏在Socket接口后面，提供一个易用的接口，所以Socket本身并不是协议，而是一个调用接口（API）。

在一定程度可以认为Socket位于应用层和传输层之间。创建Socket连接时，可以指定使用的传输层协议，Socket可以支持不同的传输层协议（TCP或UDP），当使用TCP协议进行连接时，该Socket连接就是一个TCP连接。

2、 建立Socket连接

建立Socket连接至少需要一对套接字，其中一个运行于客户端，称为ClientSocket，另一个运行于服务器端，称为ServerSocket。

套接字之间的连接过程分为 三个步骤 ：

（1）服务器监听：服务器端套接字并不定位具体的客户端套接字，而是处于等待连接的状态，实时监控网络状态，等待客户端的连接请求。

（2）客户端请求：指客户端的套接字提出连接请求，要连接的目标是服务器端的套接字。为此，客户端的套接字必须首先描述它要连接的服务器的套接字，指出服务器端套接字的地址和端口号，然后就向服务器端套接字提出连接请求。

（3）连接确认：当服务器端套接字监听到或者说接收到客户端套接字的连接请求时，就响应客户端套接字的请求，建立一个新的线程，把服务器端套接字的描述发给客户 端，一旦客户端确认了此描述，双方就正式建立连接。而服务器端套接字继续处于监听状态，继续接收其他客户端套接字的连接请求。

3、 Socket连接与HTTP连接

由于通常情况下Socket连接就是TCP连接，因此Socket连接一旦建立，通信双方即可开始相互发送数据内容，直到双方连接断开。但在实际网络应用 中，客户端到服务器之间的通信往往需要穿越多个中间节点，例如路由器、网关、防火墙等，大部分防火墙默认会关闭长时间处于非活跃状态的连接而导致 Socket 连接断连，因此需要通过轮询告诉网络，该连接处于活跃状态。

而HTTP连接使用的是“请求—响应”的方式，不仅在请求时需要先建立连接，而且需要客户端向服务器发出请求后，服务器端才能回复数据。

4、 关于Socket长连接的心跳包

心跳包就是为了避免一个连接长时间不活跃被关闭而定时发送的一个”骚扰”数据包。

Socket本身就是长连接的，那么为什么还要心跳包呢？

理论上说，这个连接是一直保持连接的，但是实际情况中，如果中间节点出现什么故障是难以知道的。更要命的是，有的节点（防火墙）会自动把一定时间之内没有数据交互的连接给断掉。在这个时候，就需要我们的心跳包了，用于维持粗好老长连接，保活。在获知了断线之后，服务器逻辑可能需要做一些事情，比如断线后的数据清理，重新连接……当然，这个自然是要由逻辑层根据需求去做了。总的来说，心跳包主要也就是用于长连接的保活和断线处理。一般的应用下，判定时间在30-40秒比较不错。如果实在要求高，那就在6-9秒。

如果不主动关闭socket的话，系统不会自动关闭的，除非当前进程挂掉了，操作系统把占用的socket回收了才会关闭。为什么需要心跳连接？主要是为了判断当前连接是否是有效的、可被使用的。在实际应用中假设一段时间没有数据传输时候理论上说应该连接是没有问题的，但是网络复杂，中途出现问题也是常见的，网线被掐断了、对方进程挂掉了、频繁丢包等，这时候TCP连接是不可使用的，但是对于应用层并不知道，如果需知道网络情况则要很复杂的超时进行了解，TCP从底层就实现了这样的功能。心跳机制是TCP在一段时间间隔后发送确认连接端是否还存在，如果存在的话就会回传一个包确定网络有效，如果岩升心跳包有问题，则通知上层应用当前网络有问题了。

这取决于你的server端的超时配置， 每个socket连接都是长连接，它是一个相当占用系统资源的通信管道， 如果这个长连接什么事也没干硬是要占着资源，则server端可以选择关闭这个连接，以省下资源让更多的用户连接进来。

所以，即便客户端的是采用死循环while(true)方式连到服务端，对于特定的客户端和服务端类型来说也需要一定时间间隔的心跳（告诉服务端，我还活着，虽然我没干活也没说话，但别把我关了）

C. 到底什么是Socket

本系列文章前面那些主要讲解的是计算机网络的理论基础，但对于即时通讯IM这方面的应用层开发者来说，跟计算机网络打道的其实是各种API接口。

本篇文章就来聊一下网络应用程序员最熟悉的Socket这个东西，抛开生涩的计算机网络理论，从应用层的角度来理解到底什纯喊么是Socket。

对于 Socket 的认识，本文将从以下几个方面着手介绍：

1） Socket 是什么；

2） Socket 是如何创建的；

3） Socket 是如何连接的；

4） Socket 是如何收发数据的；

5） Socket 是如何断开连接的；

6） Socket 套接字的删除等。

特别说明： 本文中提到的“Socket”、“网络套接字”、“套接字”，如无特殊指明，指的都是同一个东西哦。

Socket 是什么

一个数据包经由应用程序产生，进入到协议栈中进行各种报文头的包装，然后操作系统调用网卡驱动程序指挥硬件，把数据发送到对端主机。

我们大家知道，协议栈其实是位于操作系统中的一些协议的堆叠，这些协议包括 TCP、UDP、ARP、ICMP、IP等。即时通讯开发可以找蔚可云开发。

通常某个协议的设计都是为了解决特定问题的，比如：

1） TCP 的设计就负责安全可靠的传激盯输数据；

2） UDP 设计就是报文小，传输效率高；

3） ARP 的设计是能够通过 IP 地址查询物理（Mac）地址；

4） ICMP 的设计目的是返回错误报文给主机；

5） IP 设计的目的是为了实现大规模主机的互联互通。

应用程序比如浏览器、电子邮件、文件传输服务器等产生的数据，会通过传输层协议进行传输。而应用程序是不会和传输层直接建立联系的，而是有一个能够连接应用层和传输层之间的套件，这个套件就是 Socket 。

应用程序的下面： 就是操作系统内部，操作系统内部包括协议栈，协议栈是一系列协议的堆叠。

操作系统下面： 就是网卡驱动程序，网卡驱动程序负责控制网卡硬件，驱动程序驱动网卡硬件完成收发工作。

在操作系统内部有一块用于存放控制信息的存储空明裤和间，这块存储空间记录了用于控制通信的控制信息。其实这些控制信息就是 Socket 的实体，或者说存放控制信息的内存空间就是Socket的实体。

这里大家有可能不太清楚所以然，所以我用了一下 netstat 命令来给大伙看一下Socket是啥玩意。

Socket 是如何创建的

通过上节的讲解，现在你可能对 Socket 有了一个基本的认识，先喝口水，休息一下，让我们继续探究 Socket。

现在我有个问题， Socket 是如何创建的呢？

Socket 是和应用程序一起创建的。

应用程序中有一个 socket 组件，在应用程序启动时，会调用 socket 申请创建Socket，协议栈会根据应用程序的申请创建Socket：首先分配一个Socket所需的内存空间，这一步相当于是为控制信息准备一个容器，但只有容器并没有实际作用，所以你还需要向容器中放入控制信息；如果你不申请创建Socket所需要的内存空间，你创建的控制信息也没有地方存放，所以分配内存空间，放入控制信息缺一不可。至此Socket的创建就已经完成了。

Socket创建完成后，会返回一个Socket描述符给应用程序，这个描述符相当于是区分不同Socket的号码牌。根据这个描述符，应用程序在委托协议栈收发数据时就需要提供这个描述符。

Socket 是如何连接的

Socket创建完成后，最终还是为数据收发服务的。但是，在数据收发之前，还需要进行一步“连接”（术语就是 connect），建立连接有一整套过程。

实际上这个“连接”是应用程序通过 TCP/IP 协议标准从一个主机通过网络介质传输到另一个主机的过程。

Socket刚刚创建完成后，还没有数据，也不知道通信对象。

在这种状态下： 即使你让客户端应用程序委托协议栈发送数据，它也不知道发送到哪里。所以浏览器需要根据网址来查询服务器的 IP 地址，查询到目标主机后，再把目标主机的 IP 告诉协议栈。至此，客户端这边就准备好了。

在服务器上： 与客户端一样也需要创建Socket，但是同样的它也不知道通信对象是谁，所以我们需要让客户端向服务器告知客户端的必要信息： IP 地址和端口号 。

现在通信双方建立连接的必要信息已经具备，可以开始“连接”过程了。

首先： 客户端应用程序需要调用 Socket 库中的connect方法，提供 socket 描述符和服务器 IP 地址、端口号。

以下是connect的伪码调用：

1connect(<描述符>、<服务器IP地址和端口号>)

这些信息会传递给协议栈中的 TCP 模块，TCP 模块会对请求报文进行封装，再传递给 IP 模块，进行 IP 报文头的封装，然后传递给物理层，进行帧头封装。

之后通过网络介质传递给服务器，服务器上会对帧头、IP 模块、TCP 模块的报文头进行解析，从而找到对应的Socket。

Socket收到请求后，会写入相应的信息，并且把状态改为正在连接。

请求过程完成后： 服务器的 TCP 模块会返回响应，这个过程和客户端是一样的

Socket 是如何收发数据的

当控制流程上节中的连接过程回到应用程序之后，接下来就会直接进入数据收发阶段。

数据收发操作是从应用程序调用 write 将要发送的数据交给协议栈开始的，协议栈收到数据之后执行发送操作。

协议栈不会关心应用程序传输过来的是什么数据，因为这些数据最终都会转换为二进制序列，协议栈在收到数据之后并不会马上把数据发送出去，而是会将数据放在发送缓冲区，再等待应用程序发送下一条数据。

为什么收到数据包不会直接发送出去，而是放在缓冲区中呢？

因为只要一旦收到数据就会发送，就有可能发送大量的小数据包，导致网络效率下降（所以协议栈需要将数据积攒到一定数量才能将其发送出去）。

至于协议栈会向缓冲区放多少数据，这个不同版本和种类的操作系统有不同的说法。

D. 【计算机网络】Socket

socket进行通信的方式如下：

使用socket()系统调用能够创建一个socket，它返回一个用来在后续系统调用中引用该socket的文件描述符。

socket存在于一个通信domain中，它确定：

现在操作系统支持下列domain：

每个socket实现都至少提供了两种socket：流和数据报。这两种类型在UNIX和Internet domain中都得到了支持。

流socket提供了一个可靠的双向的字节流通信信道：

数据报socket允许数据以数据报的形式进行交换。在使用时无需与另一个socket简历连接。

传入bind()的addr比较复杂，每种socket domain都使用了不同的地址格式，如UNIX domain socket使用路径名，而Internet domain socket 使用IP地址和端口号。struct sockaddr适用于所有domain，将各种domain特定的地址结构转换成单个类型以供socket系统调用中的各个参数使用。

socket I/O 可以使用传统的read()和write()系统调用或使用一组socket特有的系统调用send() recv() sendto() recvfrom()。默认情况下，这些系统调用在I/O操作无法被立即完成时阻塞，使用fcntl() F_SETFL 操作用启用 O_NONBLOCK 打开文件状态标记可以执行非阻塞I/O

listen()系统调用将文件描述符sockfd引用的流socket标记为被动，这个socket后面会被用来接受来自其他（主动的）socket的链接。

无法再一个已连接的socket（已成功执行connect()的socket或由accept()调用返回的socket）上执行 listen()

如果服务器正忙于处理其他客户端，那么客户端的connect()可能并不能马上被accept()，这将产生一个未决的连接。

内核必须要记录所有未决的连接请求的相关信息，backlog参数允许限制这种未决连接的数量。在这个限制之内的连接请求会立即成功，之外的连接请求就会阻塞直到一个未决的连接被接受，并从未决连接队列中删除。

accept()系统调用会文件描述符sockfd引用的监听流socket上接受一个连入连接。如果在调用accept时不存在未决的连接，那么调用会阻塞直到有连接请求到达为止。

返回的结果是已连接的socket的文件描述符。addr参数指向一个用来返回socket地址的结构。

一对连接的流 socket 在两个端点之间提供了一个双向通信信道。

关闭一个连接之后，对等应用程序读取数据时将会收到文件结束（所有缓冲数据都读取之后），如果要写入数据，会收到一个SIGPIPE信号，并且系统调用返回EPIPE错误。

无法保证顺序，也无法保证能够到达。由于底层协议有时会重新传包，也可能多次到达。

尽管数据报socket是无连接的，但在数据报socket上应用connect()系统调用仍然起作用，会导致内核记录这个socket的对等socket地址。

当一个数据报socket已连接后：

在UNIX domain中，socket地址以路径名来表示，domain特定的socket地址结构的定义如下：

为将一个UNIX domain socket绑定到一个地址上，需要初始化一个sockaddr_un结构，然后将指向这个结构的一个指针作为addr参数传入bind()并将addrlen指定为这个结构的大小。

当用来绑定UNIX domain socket时，bind()会在文件系统中创建一个条目，作为socket路径名的一部分的目录需要可访问和可写。这个文件会被标记为一个socket，当再这个路径名上应用stat()时，它会在stat结构的st_mode字段中的文件类型部分返回值S_IFSOCK。

尽管UNIX domain socket是通过路径名来标识的，但这些socket上发生的I/O无须对底层设备进行操作。

有关绑定一个UNIX domain socket的注意点：

服务器流程：

客户端流程：

对于UNIX domain socket来说，数据报的传输是在内核中发生的，也是可靠的，所有消息都会按序被递送并且不会发生重复的状况。

服务器创建socket后并绑定后，进入一个无线循环，在循环中使用recvfrom()接收来自客户端的数据报，将接收到的文本转换成大小格式并使用通过recvfrom()获取的地址将转换过的文本返回给客户端。

socket文件的所有权和权限决定了哪些进程能够与这个socket进行通信

有时候让单个进程创建一对socket并将它们连接起来是比较有用的。

允许将一个UNIX domain socket绑定到一个名字上但不会在文件系统中创建的名字

要传输数据，数据链路层需要将网络层传递过来的数据报封装进被称为帧的一个一个单元。最大传输单元MTC是改层所能传输的帧大小的上限。

网络层任务：

网络层的协议是IP，IPv4使用32位地址来标识子网和主机，IPv6则使用了128位的地址。

一个裸socket（SOCK_RAW）,允许程序直接与IP层进行通信，但大多数都会基于一种传输层协议之上的socket。

IP以数据报（包）的形式来传输数据。在两个主机之间发送的每一个数据报都是在网络上独立传输的，它们经过的路径可能会不同。一个IP数据报包含一个头，其大小范围为20字节到60字节。包含目标主机的地址，源地址。

一个IP实现可能会给它所支持的数据报的大小设定一个上限。所有IP实现都必须做到数据报的大小上限至少与规定的IP最小重组缓冲区大小一样大。IPv4限制值是576字节，IPv6是1500字节。

IP是一种无连接协议，并没有在相互连接的两个主机之间提供一个虚拟电路。

IP是一种不可靠的协议：尽最大可能将数据报从发送者传输给接收者，但并不保证包到达的顺序与它们被传输的顺序一致，也不保证是否重复，甚至到达。IP也美誉错误恢复。可靠性是通过使用TCP来保证的。

IPv4为IP头提供了一个校验和，这样能够检测出头中的错误，但并没有为包中所传输的数据提供任何错误检测机制。IPv6并没有为IP头提供校验和，它依赖高层协议来完成错误检测和可靠性。

IP数据报的重复使可能发生的，数据链路层采用一些技术确保可靠性以及IP数据报可能会以隧道形式穿越采用了重传机制。

IP会将数据报分段成一个个大小合适的传输单元，这些分段在到达最终目的之后会被重组成原始的数据报（每个IP分段本身就包含一个偏移量）

E. socket是什么

Socket是英文“插座”的意思，它在计算机领域中指的是一种网络编程接口。

socket 网络编程

Socket通信可以使用不同的凯猜仿协议，如TCP、UDP等。其中，TCP协议是一种可靠的协议，保证数据传输的完整性和可盯纤靠性，通常用于重要数据的传输。而UDP协议则是一种不可靠的协议，传输速度更快，但可能会存在数据兆唯丢失或冗余。
Socket技术被广泛应用于各种网络应用程序的开发和实现，如Web服务器、聊天软件、网络游戏等。

F. 什么是socket网络什么是C-S结构

套接字Socket是指向基于网络的另一个应用程序的通信连的引用。应用程序通常通过套接字向网络发出请求或者答应网络请求。socket大致位于会话层。c/s结构就是客户机服务器模式。其中一台或者几台较大的计算机集中进行共享数据库的管理和存取，称为服务器。其他的应用处理工作分散到网络上其他计算机上进行。B/s就是中庸服务器结构，由若干个微机工作站与一台或者多台文件服务器通过通信链路连接。比如超市的收银机。

G. socket是什么呀

套接字(Socket)，就是对网络中不同主机上的应用进程之间进行双向通信的端点的抽象。

一个套接字就是网络上进程通信的一端，提供了应用层进程利用网络协议交换数据的机制。从所处的地位来讲，套接字上联应用进程，下联网络协议栈，是应用程序通过网络协议进行通信的接口，是应用程序与网络协议根进行交互的接口。

套接字是通信的基石，是支持TCP/IP协议的路通信的基本操作单元。

可以将套接字看作不同主机间的进程进行双间通信的端点，它构成了单个主机内及整个网络间的编程界面。套接字存在于通信域中，通信域是为了处理一般的线程通过套接字通信而引进的一种抽象概念。

套接字通常和同一个域中的套接字交换数据(数据交换也可能穿越域的界限，但这时一定要执行某种解释程序)，各种进程使用这个相同的域互相之间用Internet协议簇来进行通信。

Socket(套接字)可以看成是两个网络应用程序进行通信时，各自通信连接中的端点，这是一个逻辑上的概念。它是网络环境中进程间通信的API(应用程序编程接口)，也是可以被命名和寻址的通信端点，使用中的每一个套接字都有其类型和一个与之相连进程。

通信时其中一个网络应用程序将要传输的一段信息写入它所在主机的 Socket中，该 Socket通过与网络接口卡(NIC)相连的传输介质将这段信息送到另外一台主机的 Socket中，使对方能够接收到这段信息。

Socket是由IP地址和端口结合的，提供向应用层进程传送数据包的机制。

类型

1、数据报套接字

无连接套接字，使用用户数据报协议(UDP)。在数据报套接字上发送或接收的每个数据包都单独寻址和路由。数据报套接字不能保证顺序和可靠性，因此从一台机器或进程发送到另一台机器或进程的多个数据包可能以任何顺序到达或可能根本不到达。在数据报套接字上发送广播可能需要特殊配置。

为了接收广播数据包，数据报套接字不应该绑定到特定地址，尽管在某些实现中，当数据报套接字绑定到特定地址时也可能接收广播数据包。

2、流套接字

面向连接的套接字，使用传输控制协议(TCP)、流控制传输协议(SCTP) 或数据报拥塞控制协议(DCCP)。流套接字提供了无记录边界的有序且独特的无错误数据流，并具有用于创建和销毁连接以及报告错误的明确定义的机制。

流套接字以带外功能可靠地、有序地传输数据。在 Internet 上，流套接字通常使用 TCP 实现，以便应用程序可以使用 TCP/IP 协议在任何网络上运行。

3、原始套接字

允许直接发送和接收 IP 数据包，无需任何特定于协议的传输层格式。对于其他类型的套接字，根据选择的传输层协议（例如 TCP、UDP）自动封装有效载荷，并且套接字用户不知道与有效载荷一起广播的协议头的存在。从原始套接字读取时，通常包含标头。

从原始套接字传输数据包时，自动添加标头是可选的。

大多数套接字应用程序编程接口(API)，例如基于Berkeley 套接字的那些，支持原始套接字。Windows XP于 2001 年发布，在Winsock接口中实现了原始套接字支持，但三年后，微软出于安全考虑限制了 Winsock 的原始套接字支持。

原始套接字用于与安全相关的应用程序，如Nmap。原始套接字的一个用例是在用户空间中实现新的传输层协议。

原始套接字通常在网络设备中可用，用于路由协议，例如Internet 组管理协议(IGMP) 和开放最短路径优先(OSPF)，以及用于Internet 控制消息协议(ICMP) 等事情，由ping 实用程序。

以上内容参考网络-套接字

H. socket接口是什么意思

是指同一计算机不同功能层之间的通信规则称为接口。
java接口作用：
1、利于代码的规范。这样做的目的一方面是为了给开发人员一个清晰的指示，告诉他们哪些业务需要实现；同时也能防止由于开发人员随搜伏意命名而导致的命名不清晰和代码混乱，影响开发效率。
2、有利于对代码进行维护。可以一开始定义一个接口，把功能菜单放在接口里，然后定义类时实现这个接口，以后要换的话只不过是引用另一个类而已，这样就达到维护、拓展的方便性。
3、保证代码的安全和严密。一个好的程序一定符合高内聚低耦合的特征，能够让系统世坦携的功能较好地实现，而信手不涉及任何具体的实现细节。这样就比较安全、严密一些，这一思想一般在软件开发中较为常见。