背了一年的計網(wǎng)八股，還不知道什么是 Socket？
?前言
不明白 Socket 是什么的主要原因其實就是沒有實際的網(wǎng)絡編程經(jīng)驗，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，那當然不能繞過 TCP 了，各位不妨先來思考下如何確定一個 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，也就是說，小區(qū) + 門牌號就是小白家的入口，知道了這個入口，小黑就能找到小白。反之也是同樣的。
小區(qū)類比于 IP 地址，門牌號類比于端口號，IP 地址 + 端口號（小區(qū) + 門牌號） 就能唯一確定一個程序。光有小區(qū)不行，光有門牌號也不行，所以這就是為什么說網(wǎng)絡層負責建立主機到主機的通信（IP 地址），傳輸層負責建立端口到端口的通信（端口號）了。
這個很好記憶，你上線一個網(wǎng)站的時候，如果沒有綁定域名的話，那么就只能通過 IP 地址 + 端口號（默認是 80，瀏覽器上不顯示）訪問。
總結下就是，TCP 四元組可以唯一的確定一個連接，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（源端口和目的端口，16位）是在 TCP 頭部中
Socket
掌握了四元組這個基本概念，我們再來解釋 Socket。
上文說過，小區(qū) + 門牌號是住宅的入口，IP 地址 + 端口號是一個程序的入口，這個入口就是 Socket，那么服務端和客戶端之間想要進行通信，只要互相暴露出自己的入口（Socket），就能夠找到彼此了。
更嚴謹來說，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，服務端和客戶端首先都需要調(diào)用構造函數(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，所以接下來服務端調(diào)用 accept() 方法，該方法將一直等待，直到客戶端請求服務端的入口，再就是 TCP 三次握手建立連接的過程了。
服務端 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） ：
那客戶端是如何請求服務端的入口的呢？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)需要指明服務端的 IP 地址和端口號。
所以說，TCP 三次握手其實是發(fā)生在客戶端 connect? 和服務端 accept? 兩個函數(shù)之間。握手完了就可以通過 read()? 和 write() 來通信啦。這里需要重點注意的是：監(jiān)聽的 Socket 和真正用來傳數(shù)據(jù)的 Socket 是兩個不同的 Socket：
- 一個是 監(jiān)聽 Socket；
- 一個是 已連接 Socket；
看下上述的 ServerSocket.accept? 方法就明白了，accept會返回一個 Socket 對象，后續(xù)服務端和客戶端之間的數(shù)據(jù)傳輸都用這個 Socket：
事實上，在三次握手的過程中，內(nèi)核（Kernel）為每個連接都維護了兩個隊列：
- TCP 半連接隊列：這個隊列存儲沒有完成三次握手的 Socket，此時服務端處于 syn_rcvd 的狀態(tài)；
- TCP 全連接隊列：這個隊列存儲已經(jīng)完成了三次握手的 Socket，此時服務端處于 established 狀態(tài)；
當 TCP 全連接隊列不為空后，服務端的 accept() 函數(shù)，就會從內(nèi)核中的 TCP 全連接隊列里拿出一個已經(jīng)完成連接的 Socket 并返回，用于后續(xù)服務端和客戶端的通信。
總結
綜上， 基于 TCP 協(xié)議的 Socket 調(diào)用過程就結束了，下面由貼心助理 ChatGPT 總結下：
以下全是 ChatGPT 生成的結果，沒有一個字是我寫的（??），雖然是我引導了很多輪的結果，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，確實太強了
文字解釋：
代碼示例：
客戶端代碼示例
服務器端代碼示例
由于我懶得畫圖，所以決定再讓 ChatGPT 幫我生成下，雖然結果不是很行，不過還是能看，不用我費勁畫了，舒服！
在上面的流程圖中，Socket 客戶端和服務端之間的通信過程如下：
- 客戶端創(chuàng)建一個 Socket 對象，指定服務端的 IP 地址和端口號，然后調(diào)用 connect() 方法發(fā)起連接請求。
- 服務端創(chuàng)建一個 ServerSocket 對象，并指定端口號，然后調(diào)用 accept() 方法等待客戶端連接請求。
- 當客戶端的連接請求到達服務端，服務端的 accept() 方法會返回一個新的 Socket 對象，該 Socket 對象代表了客戶端和服務端之間的通信連接。
- 客戶端可以通過該 Socket 對象的 getOutputStream()? 方法獲取輸出流對象，用于向服務端發(fā)送數(shù)據(jù)；也可以通過該 Socket 對象的 getInputStream() 方法獲取輸入流對象，用于接收服務端發(fā)送的數(shù)據(jù)。
- 服務端可以通過該 Socket 對象的 getOutputStream()? 方法獲取輸出流對象，用于向客戶端發(fā)送數(shù)據(jù)；也可以通過該 Socket 對象的 getInputStream() 方法獲取輸入流對象，用于接收客戶端發(fā)送的數(shù)據(jù)。
- 客戶端和服務端可以通過各自的輸出流和輸入流進行數(shù)據(jù)的讀寫操作。
- 當通信完成后，客戶端和服務端都需要調(diào)用該 Socket 對象的 close() 方法關閉連接。
