?前言

不明白 Socket 是什么的主要原因其實(shí)就是沒有實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)編程經(jīng)驗(yàn)，就沒有在代碼里用過 Socket，背來背去還是腦袋一片漿糊，很正常，看完這篇文章肯定就清楚了（狗頭）

TCP 四元組

要說 Socket，那當(dāng)然不能繞過 TCP 了，各位不妨先來思考下如何確定一個(gè) TCP 連接?

以小黑和小白為例，他們分別位于不同的小區(qū)，小黑找小白玩，需要知道小白的小區(qū)和門牌號(hào)，也就是說，小區(qū) + 門牌號(hào)就是小白家的入口，知道了這個(gè)入口，小黑就能找到小白。反之也是同樣的。

小區(qū)類比于 IP 地址，門牌號(hào)類比于端口號(hào)，IP 地址 + 端口號(hào)（小區(qū) + 門牌號(hào)） 就能唯一確定一個(gè)程序。光有小區(qū)不行，光有門牌號(hào)也不行，所以這就是為什么說網(wǎng)絡(luò)層負(fù)責(zé)建立主機(jī)到主機(jī)的通信（IP 地址），傳輸層負(fù)責(zé)建立端口到端口的通信（端口號(hào)）了。

這個(gè)很好記憶，你上線一個(gè)網(wǎng)站的時(shí)候，如果沒有綁定域名的話，那么就只能通過 IP 地址 + 端口號(hào)（默認(rèn)是 80，瀏覽器上不顯示）訪問。

總結(jié)下就是，TCP 四元組可以唯一的確定一個(gè)連接，四元組包括如下：

• 目的 IP 地址
• 目的端口
• 源 IP 地址
• 源端口

其中：

• IP 地址（源地址和目的地址，32位）是在 IP 頭部中
• 端口號(hào)（源端口和目的端口，16位）是在 TCP 頭部中

Socket

掌握了四元組這個(gè)基本概念，我們?cè)賮斫忉?Socket。

上文說過，小區(qū) + 門牌號(hào)是住宅的入口，IP 地址 + 端口號(hào)是一個(gè)程序的入口，這個(gè)入口就是 Socket，那么服務(wù)端和客戶端之間想要進(jìn)行通信，只要互相暴露出自己的入口（Socket），就能夠找到彼此了。

更嚴(yán)謹(jǐn)來說，Socket 封裝了基本的通信功能，是 TCP/IP 協(xié)議的基本操作單元。

以 Java 中的 Socket? 類為例，服務(wù)端和客戶端首先都需要調(diào)用構(gòu)造函數(shù)創(chuàng)建 Socket 暴露自己的入口（綁定 IP 地址和端口，也可以調(diào)用 bind 方法進(jìn)行綁定）

光暴露了入口還不行，你還得豎起耳朵聽，不然別人來敲門你聽不見那也沒法通信啊，所以接下來服務(wù)端調(diào)用 accept() 方法，該方法將一直等待，直到客戶端請(qǐng)求服務(wù)端的入口，再就是 TCP 三次握手建立連接的過程了。

服務(wù)端 Socket 創(chuàng)建一般使用 ServerSocket 類，該類提供了非常重要的 accept（建立連接） ：

那客戶端是如何請(qǐng)求服務(wù)端的入口的呢？也就是是如何發(fā)起連接的呢，客戶端在創(chuàng)建好 Socket 后，調(diào)用 connect(host, port) 函數(shù)發(fā)起連接，該函數(shù)需要指明服務(wù)端的 IP 地址和端口號(hào)。

所以說，TCP 三次握手其實(shí)是發(fā)生在客戶端 connect? 和服務(wù)端 accept? 兩個(gè)函數(shù)之間。握手完了就可以通過 read()? 和 write() 來通信啦。這里需要重點(diǎn)注意的是：監(jiān)聽的 Socket 和真正用來傳數(shù)據(jù)的 Socket 是兩個(gè)不同的 Socket：

• 一個(gè)是 監(jiān)聽 Socket；
• 一個(gè)是 已連接 Socket；

看下上述的 ServerSocket.accept? 方法就明白了，accept會(huì)返回一個(gè) Socket 對(duì)象，后續(xù)服務(wù)端和客戶端之間的數(shù)據(jù)傳輸都用這個(gè) Socket：

事實(shí)上，在三次握手的過程中，內(nèi)核（Kernel）為每個(gè)連接都維護(hù)了兩個(gè)隊(duì)列：

• TCP 半連接隊(duì)列：這個(gè)隊(duì)列存儲(chǔ)沒有完成三次握手的 Socket，此時(shí)服務(wù)端處于 syn_rcvd 的狀態(tài)；
• TCP 全連接隊(duì)列：這個(gè)隊(duì)列存儲(chǔ)已經(jīng)完成了三次握手的 Socket，此時(shí)服務(wù)端處于 established 狀態(tài)；

當(dāng) TCP 全連接隊(duì)列不為空后，服務(wù)端的 accept() 函數(shù)，就會(huì)從內(nèi)核中的 TCP 全連接隊(duì)列里拿出一個(gè)已經(jīng)完成連接的 Socket 并返回，用于后續(xù)服務(wù)端和客戶端的通信。

總結(jié)

綜上， 基于 TCP 協(xié)議的 Socket 調(diào)用過程就結(jié)束了，下面由貼心助理 ChatGPT 總結(jié)下：

以下全是 ChatGPT 生成的結(jié)果，沒有一個(gè)字是我寫的（??），雖然是我引導(dǎo)了很多輪的結(jié)果，但是輸入合適的 Promt 并配合上下文 ChatGPT 基本能輸出 90% 想要的內(nèi)容，確實(shí)太強(qiáng)了

文字解釋：

代碼示例：

客戶端代碼示例

服務(wù)器端代碼示例

由于我懶得畫圖，所以決定再讓 ChatGPT 幫我生成下，雖然結(jié)果不是很行，不過還是能看，不用我費(fèi)勁畫了，舒服！

在上面的流程圖中，Socket 客戶端和服務(wù)端之間的通信過程如下：

1. 客戶端創(chuàng)建一個(gè) Socket 對(duì)象，指定服務(wù)端的 IP 地址和端口號(hào)，然后調(diào)用 connect() 方法發(fā)起連接請(qǐng)求。
2. 服務(wù)端創(chuàng)建一個(gè) ServerSocket 對(duì)象，并指定端口號(hào)，然后調(diào)用 accept() 方法等待客戶端連接請(qǐng)求。
3. 當(dāng)客戶端的連接請(qǐng)求到達(dá)服務(wù)端，服務(wù)端的 accept() 方法會(huì)返回一個(gè)新的 Socket 對(duì)象，該 Socket 對(duì)象代表了客戶端和服務(wù)端之間的通信連接。
4. 客戶端可以通過該 Socket 對(duì)象的 getOutputStream()? 方法獲取輸出流對(duì)象，用于向服務(wù)端發(fā)送數(shù)據(jù)；也可以通過該 Socket 對(duì)象的 getInputStream() 方法獲取輸入流對(duì)象，用于接收服務(wù)端發(fā)送的數(shù)據(jù)。
5. 服務(wù)端可以通過該 Socket 對(duì)象的 getOutputStream()? 方法獲取輸出流對(duì)象，用于向客戶端發(fā)送數(shù)據(jù)；也可以通過該 Socket 對(duì)象的 getInputStream() 方法獲取輸入流對(duì)象，用于接收客戶端發(fā)送的數(shù)據(jù)。
6. 客戶端和服務(wù)端可以通過各自的輸出流和輸入流進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀寫操作。
7. 當(dāng)通信完成后，客戶端和服務(wù)端都需要調(diào)用該 Socket 對(duì)象的 close() 方法關(guān)閉連接。