socket

2015-09-13

##写在前面

最近一直在找更好的实习，发现网络编程是一个优秀的程序员必备的技能。而自己在学校中学到的东西很少（逃。要不是有之前的实习和做个一个小小的项目，对于很多知识可能还只是停留在书本上（其实就是没进脑）。最近有人问我是否了解socket，我顿时语塞。对与socket的认识还是学习java的时候知道可以使用socket进行客户端与服务器端的通信，可是当时并没有去实践。欠下的债都是要还的。

此外为什么我每篇博文的开头都写点自己的感受。我觉得博客不仅仅是记录自己的技术积累，也是抒发自己心情的一个途经，所以我会在每篇文章前面写一点点自己在写博文的时候的心情。

##正文

socket，套接字，是基于TCP/IP协议族下的一种网络通信方式。我们知道，在本地，进程之间有多种方法去通信。在网络中，我们同样可以使用socket进行通信。接下来一步步来看socket是如何使网络上的进程相互通信的。

我们知道，要像让进程通信，首先必须确认进程的身份。如同我们只有知道了和自己谈话的是谁，我们才知道谈什么。在本地，进程拥有唯一的标识PID。在网络上，基于TCP/IP协议，通过IP，协议，端口号，我们可以确认一个进程的唯一身份。

使用TCP/IP协议的应用程序通常采用应用编程接口，有本文讲到的socket（套接字）和TIL（被淘汰了）。目前而言，绝多大数的应用程序都是基于socket进行网络通信的，所以了解socket是一个程序员必备的。

##scocket 究竟是什么

socket起源于UNIX。我们知道UNIX的设计原理就是一切皆文件，操作都是open -> read/write -> close。所以说，我们可以认为socket也是一个文件，是基于上述设计原理的实现。socket函数就是专门来完成相应操作的。

##socket 操作

在上面我们知道了socket是一个文件，那么socket自然有对应的操作方法，下面是基于TCP的几个基本操作。
(注，本文的方法是使用Objective-C写的，其实socket在任何语言都是差不多的)


// 创建并初始化socket，返回socket的文件描述符，如果返回值为-1则创建失败
int socket(int addresFamily, int type, int protocol)

// 关闭socket
int close(int socketFileDescriptor)
 
// 将socket与特定的IP地址和端口号绑定，成功返回0，失败返回-1
int bind(int socketFileDescriptor, sockadd *addressToBind)

// 接受客户端的请求并且将客户端的网络地址信息存入clientAddress
// 当客户端的连接请求被接受后，双方的通信链路就建立好了，两者就可以开始通信了。

int accept(int socketFileDescriptor, sockaddr *clientAddress, int clientAddressStructLength)

// 客户端向特定的IP的服务器发送连接请求，成功返回0，失败返回-1
// 当服务器建立好后，客户端就可以通过这个函数与服务器端建立连接。
// 对于UDP来说，该接口是可选的，如果调用了这个接口表明设置了UDP socket默认的网络地址.
// 对于TCP来说，这里就是三次握手发生的地方

int connect(int socketFileDescriptor, sockaddr *serverAddress, int serverAddressLength)

// 通过DNS查找特定的IP，如果找不到返回NULL
hostent *gethostbyname(char *hostname)

// 发送数据，发送成功后返回成功发送的字节数，否则返回-1
int send(int socketFileDescriptor,char *buffer, int flags)

// 接收数据，成功后返回成功读取的字节数，否则返回-1
int receive(int socketFileDesciptor,char *buffer,int flags)

// 下面两个方法是UDP的方法

// UDP发送,返回状态同上
int sendto(int socketFileDesciptor, char *buffer, int bufferLength, int flags, sockaddr *destinationAddress, int destinationAddressLength)

// UDP读取，返回状态同上
int recvfrom(int socketFileDesciptor, char *buffer, int bufferLength, int flags, sockaddr *fromAddress, int fromAddressLength)

通过观察方法，我们发现socket其实就是确认目标 ->建立连接 -> 传送/读取 -> 断开 的过程

我们再来看看TCP和UDP下socket操作的不同的地方

####TCP

TCP

####UDP
UDP

##最后

到此，对于socket编程的概念有了个一个初步的认识了。在实际开发中，我们一般不会直接调用这些底层的API。借助于一些开源的第三方库更有利于项目的开发运行。不过，对于基本的理论知识还是必须要掌握的。