Socket

Socket是應(yīng)用層與TCP/IP協(xié)議族通信的中間軟件抽象層雕旨，它是一組接口蛤高。

常見(jiàn)的socket類(lèi)型有兩種：流式Socket和數(shù)據(jù)報(bào)式Socket脐湾。流式是一種面向連接的Socket诚撵，針對(duì)于面向連接的TCP服務(wù)應(yīng)用；數(shù)據(jù)報(bào)式Socket是一種無(wú)連接的Socket颤枪，對(duì)應(yīng)于無(wú)連接的UDP服務(wù)應(yīng)用。

TCP與UDP的區(qū)別

建立連接的的方式

• TCP

（1）第一次握手：

Client將標(biāo)志位SYN置為1淑际，隨機(jī)產(chǎn)生一個(gè)值seq=X畏纲，并將該數(shù)據(jù)包發(fā)送給Server，Client進(jìn)入SYN_SENT狀態(tài)春缕，等待Server確認(rèn)盗胀。

（2）第二次握手：

Server收到數(shù)據(jù)包后由標(biāo)志位SYN=1知道Client請(qǐng)求建立連接，Server將標(biāo)志位SYN和ACK都置為1淡溯，ack=X+1读整，隨機(jī)產(chǎn)生一個(gè)值seq=Y，并將該數(shù)據(jù)包發(fā)送給Client以確認(rèn)連接請(qǐng)求咱娶，Server進(jìn)入SYN_RCVD狀態(tài)米间。

（3）第三次握手：

Client收到確認(rèn)后，檢查ack是否為X+1膘侮，ACK是否為1，如果正確則將標(biāo)志位ACK置為1琼了，ack=Y+1逻锐，并將該數(shù)據(jù)包發(fā)送給Server夫晌，Server檢查ack是否為Y+1，ACK是否為1昧诱，如果正確則連接建立成功晓淀，Client和Server進(jìn)入ESTABLISHED狀態(tài)，完成三次握手盏档，隨后Client與Server之間可以開(kāi)始傳輸數(shù)據(jù)了凶掰。

（1）第一次揮手：

Client發(fā)送一個(gè)FIN，用來(lái)關(guān)閉Client到Server的數(shù)據(jù)傳送蜈亩，Client進(jìn)入FIN_WAIT_1狀態(tài)懦窘。

（2）第二次揮手：

Server收到FIN后，發(fā)送一個(gè)ACK給Client稚配，確認(rèn)序號(hào)為收到序號(hào)+1（與SYN相同畅涂，一個(gè)FIN占用一個(gè)序號(hào)），Server進(jìn)入CLOSE_WAIT狀態(tài)道川。

（3）第三次揮手：

Server發(fā)送一個(gè)FIN午衰，用來(lái)關(guān)閉Server到Client的數(shù)據(jù)傳送，Server進(jìn)入LAST_ACK狀態(tài)愤惰。

（4）第四次揮手：

Client收到FIN后苇经，Client進(jìn)入TIME_WAIT狀態(tài)，接著發(fā)送一個(gè)ACK給Server宦言，確認(rèn)序號(hào)為收到序號(hào)+1扇单，Server進(jìn)入CLOSED狀態(tài)，完成四次揮手奠旺。

為什么建立連接是三次握手蜘澜，而關(guān)閉連接卻是四次揮手呢？

這是因?yàn)榉?wù)端在LISTEN狀態(tài)下响疚，收到建立連接請(qǐng)求的SYN報(bào)文后鄙信，把ACK和SYN放在一個(gè)報(bào)文里發(fā)送給客戶(hù)端。而關(guān)閉連接時(shí)忿晕，當(dāng)收到對(duì)方的FIN報(bào)文時(shí)装诡，僅僅表示對(duì)方不再發(fā)送數(shù)據(jù)了但是還能接收數(shù)據(jù)，己方也未必全部數(shù)據(jù)都發(fā)送給對(duì)方了践盼，所以己方可以立即close鸦采，也可以發(fā)送一些數(shù)據(jù)給對(duì)方后，再發(fā)送FIN報(bào)文給對(duì)方來(lái)表示同意現(xiàn)在關(guān)閉連接咕幻，因此渔伯，己方ACK和FIN一般都會(huì)分開(kāi)發(fā)送。

• UDP

我們都知道 TCP 是面向連接的肄程、可靠的锣吼、有序的傳輸層協(xié)議选浑，而 UDP 是面向數(shù)據(jù)報(bào)的、不可靠的玄叠、無(wú)序的傳輸協(xié)議古徒，所以 UDP 壓根不會(huì)建立什么連接。

就好比發(fā)短信一樣读恃，UDP 只需要知道對(duì)方的 ip 地址描函，將數(shù)據(jù)報(bào)一份一份的發(fā)送過(guò)去就可以了，其他的作為發(fā)送方狐粱，都不需要關(guān)心。

數(shù)據(jù)發(fā)送方式的差異

TCP：由于 TCP 是建立在兩端連接之上的協(xié)議胆数，所以理論上發(fā)送的數(shù)據(jù)流不存在大小的限制肌蜻。但是由于緩沖區(qū)有大小限制，所以你如果用 TCP 發(fā)送一段很大的數(shù)據(jù)必尼，可能會(huì)截?cái)喑珊脦锥谓眩邮辗揭来蔚慕邮铡?/p>

UDP：由于 UDP 本身發(fā)送的就是一份一份的數(shù)據(jù)報(bào)，所以自然而然的就有一個(gè)上限的大小判莉。

數(shù)據(jù)有序性的差異

TCP：對(duì)于 TCP 來(lái)說(shuō)豆挽，本身 TCP 有著超時(shí)重傳、錯(cuò)誤重傳券盅、還有等等一系列復(fù)雜的算法保證了 TCP 的數(shù)據(jù)是有序的帮哈，假設(shè)你發(fā)送了數(shù)據(jù) 1、2锰镀、3娘侍，則只要發(fā)送端和接收端保持連接時(shí)，接收端收到的數(shù)據(jù)始終都是 1泳炉、2憾筏、3。

UDP：而 UDP 協(xié)議則要奔放的多花鹅，無(wú)論 server 端無(wú)論緩沖池的大小有多大氧腰，接收 client 端發(fā)來(lái)的消息總是一個(gè)一個(gè)的接收。并且由于 UDP 本身的不可靠性以及無(wú)序性刨肃，如果 client 發(fā)送了 1古拴、2、3 這三個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)過(guò)來(lái)之景，server 端接收到的可能是任意順序斤富、任意個(gè)數(shù)三個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)的排列組合。

可靠性的差異

TCP：TCP 內(nèi)部的很多算法機(jī)制讓他保持連接的過(guò)程中是很可靠的锻狗。比如：TCP 的超時(shí)重傳满力、錯(cuò)誤重傳焕参、TCP 的流量控制、阻塞控制油额、慢熱啟動(dòng)算法叠纷、擁塞避免算法、快速恢復(fù)算法 等等潦嘶。所以 TCP 是一個(gè)內(nèi)部原理復(fù)雜涩嚣，但是使用起來(lái)比較簡(jiǎn)單的這么一個(gè)協(xié)議。

UDP：UDP 是一個(gè)面向非連接的協(xié)議掂僵，UDP 發(fā)送的每個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)帶有自己的 IP 地址和接收方的 IP 地址航厚，它本身對(duì)這個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)是否出錯(cuò)，是否到達(dá)不關(guān)心锰蓬，只要發(fā)出去了就好了幔睬。

使用場(chǎng)景

• UDP

對(duì)實(shí)時(shí)性要求高：比如實(shí)時(shí)會(huì)議，實(shí)時(shí)視頻這種情況下芹扭，如果使用 TCP麻顶，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)不好發(fā)生重傳時(shí)，畫(huà)面肯定會(huì)有延時(shí)舱卡，甚至越堆越多辅肾。如果使用 UDP 的話，即使偶爾丟了幾個(gè)包轮锥，但是也不會(huì)影響什么矫钓，這種情況下使用 UDP 比較好；
多點(diǎn)通信：TCP 需要保持一個(gè)長(zhǎng)連接舍杜，那么在涉及多點(diǎn)通訊的時(shí)候份汗，肯定需要和多個(gè)通信節(jié)點(diǎn)建立其雙向連接，然后有時(shí)在NAT環(huán)境下蝴簇，兩個(gè)通信節(jié)點(diǎn)建立其直接的 TCP 連接不是一個(gè)容易的事情杯活，而 UDP 可以無(wú)需保持連接，直接發(fā)就可以了熬词，所以成本會(huì)很低旁钧，而且穿透性好。這種情況下使用 UDP 也是沒(méi)錯(cuò)的互拾。

• TCP

其他場(chǎng)景歪今，基本都是TCP更加適合。

第三方庫(kù)

CocoaAsyncSocket：https://github.com/robbiehanson/CocoaAsyncSocket

CocoaAsyncSocket provides easy-to-use and powerful asynchronous socket libraries for Mac and iOS. The classes are described below.

參考鏈接：
http://www.ruanyifeng.com/blog/2017/06/tcp-protocol.html