TCP和UDP的区别以及应用

TCP定义

传输控制协议 (Transmission Control Protocol)。TCP协议是面向连接的通信协议，即传输数据之前，在发送端和接收端建立逻辑连接，然后再传输数据，它提供了两台计算机之间可靠无差错的数据传输。

在TCP连接中必须要明确客户端与服务器端，由客户端向服务端发出连接请求，每次连接的创建都需要经过“三次握手”。

三次握手：TCP协议中，在发送数据的准备阶段，客户端与服务器之间的三次交互，以保证连接的可靠。
- 第一次握手，客户端向服务器端发出连接请求，等待服务器确认。
- 第二次握手，服务器端向客户端回送一个响应，通知客户端收到了连接请求。
- 第三次握手，客户端再次向服务器端发送确认信息，确认连接。整个交互过程如下图所示。
  
  应用场景:下载文件、浏览网页。

TCP通讯的使用

TCP通信能实现两台计算机之间的数据交互，通信的两端，要严格区分为客户端（Client）与服务端（Server）。

两端通信时步骤：

服务端程序，需要事先启动，等待客户端的连接。
客户端主动连接服务器端，连接成功才能通信。服务端不可以主动连接客户端。

在Java中，提供了两个类用于实现TCP通信程序：

客户端：java.net.Socket 类表示。创建Socket对象，向服务端发出连接请求，服务端响应请求，两者建立连接开始通信。
服务端：java.net.ServerSocket 类表示。创建ServerSocket对象，相当于开启一个服务，并等待客户端的连接。

Socket类

Socket 类：该类实现客户端套接字，套接字指的是两台设备之间通讯的端点。

构造方法
- public Socket(String host, int port) :创建套接字对象并将其连接到指定主机上的指定端口号。如果指定的host是null ，则相当于指定地址为回送地址。
- public Socket() :创建套接字对象，不指定主机和端口号，在 connect(SocketAddress endpoint, int timeout)方法中进行指定。
小贴士：回送地址(127.x.x.x) 是本机回送地址（Loopback Address），主要用于网络软件测试以及本地机进程间通信，无论什么程序，一旦使用回送地址发送数据，立即返回，不进行任何网络传输。

构造举例，代码如下：

Socket client = new Socket("127.0.0.1", 6666);

Socket socket = new Socket();

成员方法
- public InputStream getInputStream() ：返回此套接字的输入流。
  - 如果此Scoket具有相关联的通道，则生成的InputStream 的所有操作也关联该通道。
  - 关闭生成的InputStream也将关闭相关的Socket。
- public OutputStream getOutputStream() ：返回此套接字的输出流。
  - 如果此Scoket具有相关联的通道，则生成的OutputStream 的所有操作也关联该通道。
  - 关闭生成的OutputStream也将关闭相关的Socket。
- public void close() ：关闭此套接字。
  - 一旦一个socket被关闭，它不可再使用。
  - 关闭此socket也将关闭相关的InputStream和OutputStream 。
- public void shutdownOutput() ：禁用此套接字的输出流。
  - 任何先前写出的数据将被发送，随后终止输出流。
- public void connect(SocketAddress endpoint, int timeout) :设置建立链接超时时间
  - 一旦超时，会抛出java.net.SocketTimeoutException: connect timed out异常。
- public synchronized void setSoTimeout(int timeout) :设置读超时时间
  - 一旦超时，会抛出java.net.SocketTimeoutException: Read timed out。

小贴士：如果setSoTimeout()和connect()都没设置，那么默认链接超时时间20秒，读超时时间1分钟。

2.3 ServerSocket类

ServerSocket类：这个类实现了服务器套接字，该对象等待通过网络的请求。

构造方法
- public ServerSocket(int port) ：使用该构造方法在创建ServerSocket对象时，就可以将其绑定到一个指定的端口号上，参数port就是端口号。

构造举例，代码如下：

ServerSocket server = new ServerSocket(6666);

成员方法
- public Socket accept() ：侦听并接受连接，返回一个新的Socket对象，用于和客户端实现通信。该方法会一直阻塞直到建立连接。

UDP定义

户数据报协议(User Datagram Protocol)。UDP是无连接通信协议，即在数据传输时，数据的发送端和接收端不建立逻辑连接。简单来说，当一台计算机向另外一台计算机发送数据时，发送端不会确认接收端是否存在，就会发出数据，同样接收端在收到数据时，也不会向发送端反馈是否收到数据。

使用UDP协议消耗资源小，通信效率高。

应用场景:音频、视频

UDP通讯的使用

略