Android中Socket通讯之TCP与UDP传输原理

1、Socket通讯简介 

Android与服务器的通讯方式主要有两种，一是Http通讯，一是Socket通讯。二者的最大差别在于，http链接使用的是“请求—响应方式”，即在请求时创建链接通道，当客户端向服务器发送请求后，服务器端才能向客户端返回数据。

而Socket通讯中基于TCP/IP协议的通讯则是在双方创建起链接后就能够直接进行数据的传输，在链接时可实现信息的主动推送，而不须要每次由客户端想服务器发送请求。而UDP则是提供无链接的数据报服务，UDP在发送数据报前不需创建链接，不对数据报进行检查便可发送数据包。。 那么，什么是socket？Socket又称套接字，在程序内部提供了与外界通讯的端口，即端口通讯。经过创建socket链接，可为通讯双方的数据传输传提供通道。

1.1什么是Socket Socket
是一种抽象层，应用程序经过它来发送和接收数据，使用Socket能够将应用程序添加到网络中，与处于同一网络中的其余应用程序进行通讯。简单来讲，Socket提供了程序内部与外界通讯的端口并为通讯双方的提供了数据传输通道。

 1.2Socket的分类
 根据不一样的的底层协议，Socket的实现是多样化的。本文中只介绍TCP/IP协议和UDP协议的通讯，在这个协议族当中主要的Socket类型为流套接字（streamsocket）和数据报套接字(datagramsocket)。流套接字将TCP做为其端对端协议，提供了一个可信赖的字节流服务。数据报套接字使用UDP协议，提供数据打包发送服务。 下面，咱们来认识一下这两种Socket类型的基本实现模型。

2、Socket 基本通讯模型

3、Socket基本实现原理

 3.1基于TCP协议的Socket 
一、服务器端首先声明一个ServerSocket对象而且指定端口号，而后调用Serversocket的accept（）方法接收客户端的数据。accept（）方法在没有数据进行接收的处于堵塞状态。（Socketsocket=serversocket.accept()）,一旦接收到数据，经过inputstream读取接收的数据。
二、客户端建立一个Socket对象，指定目标主机（服务器端）的ip地址和端口号（Socketsocket=newSocket("172.168.10.108",8080);），而后获取客户端发送数据的输出流（OutputStreamoutputstream=socket.getOutputStream()），最后将要发送的数据写入到outputstream便可进行TCP协议的socket数据传输。
3.2基于UDP协议的数据传输 
一、服务器端首先建立一个DatagramSocket对象，而且指点监听的端口。接下来建立一个空的DatagramPacket数据包对象并指定大小，用于接收数据（byte[] data=new byte[1024];DatagramPacket  packet=new  DatagramPacket（data，data.length））,使用DatagramSocket的receive方法接收客户端发送的数据(datagramSocket.receive(packet))，receive（）与serversocket的accepet（）相似，在没有数据进行接收的处于堵塞状态。
二、客户端也建立个DatagramSocket对象，而且指点监听的端口。接下来建立一个InetAddress对象，这个对象是一个网络地址（InetAddress serveraddress=InetAddress.getByName（"172.168.1.100"））.定义要发送的一个字符串，建立一个DatagramPacke数据包t对象，并制定要讲这个数据报包发送到网络的哪一个地址以及端口号，最后使用DatagramSocket的对象的send（）发送数据包。（String str="hello";byte[] data=str.getByte();DatagramPacket packet=new DatagramPacket(data,data.length,serveraddress,4567);socket.send(packet);）

好了，下面就来看看代码怎么实现吧！

4、实现android基于TCP/IP协议的通讯

一、Android端（客户端）代码：

TCP_Send.java

//TCP向服务端发送数据
	public void TCP_sendMsg(String msg) {
		Socket socket = null;
		OutputStream output = null;
		InputStream input = null;
		try {
			// socket = new Socket(InetAddress.getByName("192.168.1.100"), 8888);//这种形式也行
			socket = new Socket("192.168.1.100", 8888);// 第一个参数是目标主机名或目标主机的ip地址，第二个参数是目标主机端口号
			output = socket.getOutputStream();
			output.write(msg.getBytes());// 把msg信息写入输出流中
			//--------接收服务端的返回信息-------------
			socket.shutdownOutput(); // 必定要加上这句，不然收不到来自服务器端的消息返回 ，意思就是结束msg信息的写入
			input = socket.getInputStream();
			byte[] b = new byte[1024];
			int len = -1;
			sb = new StringBuffer();
			while ((len = input.read(b)) != -1) {
				sb.append(new String(b, 0, len, Charset.forName("gbk")));// 获得返回信息
			}
			// 在主线程中更新UI
			runOnUiThread(new Runnable() {
				@Override
				public void run() {
					mTextView.setText(sb.toString());// 将返回信息设置到界面显示
				}
			});
		} catch (UnknownHostException e) {
			e.printStackTrace();
		} catch (IOException e) {
			e.printStackTrace();
		} finally {
			try {
				// 注意，输出流不须要关闭，由于它只是在Socket中获得输出流对象，并无建立
				if (socket != null) {
					socket.close();// 释放资源，关闭这个Socket
				}
			} catch (IOException e) {
				e.printStackTrace();
			}
		}
	}

二、服务端代码：

public void ReceiveMsg() {
		ServerSocket server = null;
		Socket socket = null;
		try {
			server = new ServerSocket(8888);// 建立一个ServerSocket对象，并让这个Socket在8080端口监听
			// 调用ServerSocket的accept()方法，接受客户端所发送的请求，同时建立一个Socket对象
			// 若是客户端没有发送数据，那么该线程就停滞不继续,也就是阻塞
			while(true){
				socket = server.accept();
				System.out.println(socket.getInetAddress().getHostName());
				System.out.println(socket.getInetAddress().getHostAddress());//获得当前发送数据Socket对象的主机名和ip地址
				InputStream input = socket.getInputStream();// 获得该Socket对象的输入流
				BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(input);
				byte[] b = new byte[1024];
				int len = -1;
				while ((len = bis.read(b)) != -1) {// 从InputStream当中读取客户端所发送的数据
					System.out.println(new String(b, 0, len,"UTF-8"));
				}
				//--------向客户端的返回信息-------------
				socket.shutdownInput();//结束读取
				OutputStream outputResult = socket.getOutputStream();//不须要关闭
				outputResult.write("ok,我已经收到！".getBytes());
				
				bis.close();//关闭缓存输入流，注意，输入流input不须要关闭，由于它只是在Socket中获得输入流对象，并无建立
				socket.close();//接收这个Socket的数据后释放资源，由于每一次客户端发送数据都会在服务端建立一个Socket对象，注意ServerSocket不该该关闭，由于这是服务器ServerSocket对象，关闭了客户端就不能发送数据了
				socket = null;
			}		
		} catch (IOException e) {
			e.printStackTrace();
		}
	}

再贴出结果吧：

服务器显示：

192.168.1.102
192.168.1.102
HelloKitty，Java，哈哈哈

【总结】基于Socket流式网络编程，也即便用TCP/IP协议，能够对文件的传输进行操做

5、实现android基于UDP协议的通讯

一、Android端（客户端）代码：

//发送数据包给服务端和接收返回的数据
	public void UDP_send(String msg) {
		DatagramSocket socket = null;
		try {
			socket = new DatagramSocket(8880);// 建立DatagramSocket对象并绑定一个本地端口号，注意，若是客户端须要接收服务器的返回数据,还须要使用这个端口号来接收数据，因此必定要记住
			byte[] data = msg.getBytes();// 把字符串转为字节数组
			// Inet4Address inetAddress = (Inet4Address)Inet4Address.getByName("192.168.1.100");//使用这个也行，表示使用4个字节的ip地址
			InetAddress inetAddress = InetAddress.getByName("192.168.1.100");// 获得ip或主机名为192.168.1.100的网络地址对象
			DatagramPacket pack = new DatagramPacket(data, data.length,
					inetAddress, 8881);// 参数分别为：发送数据的字节数组对象、数据的长度、目标主机的网络地址、目标主机端口号，发送数据时必定要指定接收方的网络地址和端口号
			socket.send(pack);//发送数据包
			//-----------接收服务器返回的数据-------------
			byte[] b = new byte[4*1024];//建立一个byte类型的数组，用于存放接收到得数据
			DatagramPacket pack2 = new DatagramPacket(b, b.length);// 定义一个DatagramPacket对象用来存储接收的数据包，并指定大小和长度
			socket.receive(pack2);//接收数据包
			// data.getData()是获得接收到的数据的字节数组对象，0为起始位置，pack.getLength()获得数据的长度
			final String result = new String(pack2.getData(),0,pack2.getLength(), "gbk");//把返回的数据转换为字符串
			socket.close();//释放资源
			//在线程中更新UI
			runOnUiThread(new Runnable() {
				@Override
				public void run() {
					mTextView1.setText(result);
				}
			});
		} catch (SocketException e) {
			e.printStackTrace();
		} catch (UnknownHostException e) {
			e.printStackTrace();
		} catch (IOException e) {
			e.printStackTrace();
		}

	}

二、服务端代码：

public void ReceiveMsg(){
		DatagramSocket socket = null;
		try {
			socket = new DatagramSocket(8881);// 建立DatagramSocket对象并绑定一个本地端口号
			while(true){
				byte[] buf = new byte[4*1024];//建立一个byte类型的数组，用于存放接收到得数据
				DatagramPacket pack = new DatagramPacket(buf, buf.length);//建立一个DatagramPacket对象，并指定DatagramPacket对象的大小和长度
				socket.receive(pack);//读取接收到得数据 包,若是客户端没有发送数据包，那么该线程就停滞不继续，这个一样也是阻塞式的
				String str = new String(pack.getData(), 0,pack.getLength(),"UTF-8");//将接收到的数据包转为字符串输出显示
				String ip = pack.getAddress().getHostAddress();//获得发送数据包的主机的ip地址
				System.out.println(ip+"发送:"+str);
				//-----------返回数据给客户端------------
				InetAddress address = pack.getAddress();//获得发送数据包主机的网络地址对象
				byte[] data = "已收到！".getBytes();
				DatagramPacket p = new DatagramPacket(data, data.length, address, 8880);
				socket.send(p);
			}
			//注意不须要关闭服务器的socket，由于它一直等待接收数据
		} catch (SocketException e) {
			e.printStackTrace();
		} catch (IOException e) {
			e.printStackTrace();
		}
	}

客户端图片：

服务器显示：

192.168.1.102发送:HelloKitty，Java，哈哈哈，这是udp

【注】udp的多播还没实现，实现后我会加上来的

好了，这样就实现了基本的Socket网络编程了，注意：在android端使用时还须要加入权限哦：

[java]  view plain copy print ?

1. <!--容许应用程序改变网络状态-->      
2. <uses-permission android:name="android.permission.CHANGE_NETWORK_STATE"/>      
3.       
4. <!--容许应用程序改变WIFI链接状态-->      
5. <uses-permission android:name="android.permission.CHANGE_WIFI_STATE"/>      
6.       
7. <!--容许应用程序访问有关的网络信息-->      
8. <uses-permission android:name="android.permission.ACCESS_NETWORK_STATE"/>      
9.       
10. <!--容许应用程序访问WIFI网卡的网络信息-->      
11. <uses-permission android:name="android.permission.ACCESS_WIFI_STATE"/>      
12.       
13. <!--容许应用程序彻底使用网络-->      
14. <uses-permission android:name="android.permission.INTERNET"/>   

总结： 使用UDP方式android端和服务器端接收能够看出，客户端和服务端的发送和接收大庭相径，只要端口号和目标主机ip地址正确了，相互通讯就没有问题，并且UDP它们之间的通讯是不须要链接的，由于它无论服务端开启准备接收数据包没，它只管把数据包发出去了就行。而TCP就不同了，若是在服务器没有开启的状况下，它会报一个错，提示与服务端没有创建链接。TCP使用的是流的方式发送，UDP是以包的形式发送。