门面模式的一个典型应用：Socket

什么是socket

套接字（Socket）是通信的基石，是支持TCP/IP协议的网络通信的基本操作单元。它是网络通信过程中端点的抽象表示，包含进行网络通信必须的五种信息：

• 连接使用的协议
• 本地主机的IP地址
• 本地进程的协议端口
• 远地主机的IP地址
• 远地进程的协议端口

在设计模式中,Socket 其实就是一个⻔面模式，它把复杂的TCP/IP协议族隐藏在Socket接⼝后面，对用户来说,一组简单的接口就是全部，让Socket去组织数据，以符合指定的协议。它是应用层与TCP/IP协议族通信的中间软件抽象层,它是⼀组接口。

⼀个生活中的场景：

你要打电话给一个朋友，那么你要先拨号，朋友听到电话铃声后提起电话，这时你和你的朋友就建立起了连接,就可以讲话了。等交流结束,挂断电话结束此次交谈。

从服务器端说起Socket

1. 服务器端先初始化Socket，然后与端口绑定(bind)，再对端口进⾏监听(listen)，调用accept阻塞，等待客户端连接

2. 在这时如果有个客户端初始化一个Socket,然后连接服务器(connect)

3. 如果客户端发送数据请求，服务器端接收请求并处理请求，然后连接成功，这时客户端与服务器端的连接就建⽴了。然后arc = send(fd,szText,cnt,0); 把回应数据发送给客户端,客户端读取数据,最后关闭连接,⼀次交互结束

整个过程类似我们在客户端输入服务器端的IP地址和发送的数据,然后按发送按钮,服务器端接收到数据,然后回应客户端。客户端读取回应的数据,显⽰示在界⾯面上。在服务器端,主要是启动Socket和监听线程。

再次回忆TCP/IP

拿手机来说，手机能够使用联网功能，是因为手机底层实现了TCP/IP协议，可以使手机终端通过无线网络建立TCP连接。TCP协议可以对上层网络提供接口，使上层网络数据的传输建立在“无差别”的网络之上。

建立起一个TCP连接需要经过“三次握手”：

1. 第一次握手：客户端发送syn包(syn=j)到服务器，并进入SYN_SEND状态，等待服务器确认；

2. 第二次握手：服务器收到syn包，必须确认客户的SYN（ack=j+1），同时自己也发送一个SYN包（syn=k），即SYN+ACK包，此时服务器进入SYN_RECV状态；

3. 第三次握手：客户端收到服务器的SYN＋ACK包，向服务器发送确认包ACK(ack=k+1)，此包发送完毕，客户端和服务器进入ESTABLISHED状态，完成三次握手。

握手过程中传送的包里不包含数据，三次握手完毕，客户端与服务器才正式开始传送数据。

理想状态下，TCP连接一旦建立，在通信双方中的任何一方主动关闭连接之前，TCP 连接都将被一直保持下去。断开连接时服务器和客户端均可以主动发起断开TCP连接的请求，断开过程需要经过“四次挥手”（服务器和客户端交互，最终确定断开）.

回忆HTTP协议

HTTP协议即超文本传送协议(Hypertext Transfer Protocol )，是Web联网的基础，也是手机联网常用的协议之一，HTTP协议是建立在TCP协议之上的一种应用。

HTTP连接最显著的特点是客户端发送的每次请求都需要服务器回送响应，在请求结束后，会主动释放连接。从建立连接到关闭连接的过程称为“一次连接”。

再看 Socket建立连接

建立Socket连接至少需要一对套接字，一个运行于客户端，称为ClientSocket，另一个运行于服务器端，称为ServerSocket 。套接字之间的连接过程分为三个步骤：服务器监听，客户端请求，连接确认。

• 服务器监听：服务器端套接字并不定位具体的客户端套接字，而是处于等待连接的状态，实时监控网络状态，等待客户端的连接请求。

• 客户端请求：指客户端的套接字提出连接请求，要连接的目标是服务器端的套接字。为此，客户端的套接字必须首先描述它要连接的服务器的套接字，指出服务器端套接字的ip地址和端口号，然后就向服务器端套接字提出连接请求。

• 连接确认：当服务器端套接字监听到或者说接收到客户端套接字的连接请求时，就响应客户端套接字的请求，建立一个新的线程，把服务器端套接字的描述发给客户端，一旦客户端确认了此描述，双方就正式建立连接。而服务器端套接字继续处于监听状态，继续接收其他客户端套接字的连接请求。

Socket连接与TCP/IP连接

创建Socket连接时，可以指定使用的传输层协议是哪一个，Socket可以支持不同的传输层协议（TCP或UDP），当使用TCP协议进行连接时，该Socket连接就是一个TCP连接。

Socket连接与HTTP连接

很多情况下，需要服务器端主动向客户端推送数据，保持客户端与服务器数据的实时与同步。此时若双方建立的是Socket连接，服务器就可以直接将数据传送给客户端；若双方建立的是HTTP连接，则服务器需要等到客户端发送一次请求后才能将数据传回给客户端，因此，客户端定时向服务器端发送连接请求，不仅可以保持在线，同时也是在“询问”服务器是否有新的数据，如果有就将数据传给客户端。

http协议是应用层的协义 ：一个是发动机(Socket),提供了网络通信的能力 ，一个是轿车(Http)，提供了具体的方式

两个计算机之间的交流无非是两个端口之间的数据通信,具体的数据会以什么样的形式展现，是以不同的应用层协议来定义的。如HTTP、FTP...Socket是对端口通信开发的工具,它要更底层一些。

get和post

http协议的两种方法，这两种方法有本质的区别，get只有一个流，参数附加在url后，大小个数有严格限制且只能是字符串。post的参数是通过另外的流传递的，不通过url，所以可以很大，也可以传递二进制数据，如文件的上传。

TCP/IP、Http、Socket的区别

IP协议对应于网络层，TCP协议对应于传输层，而HTTP协议对应于应用层。平时说的最多的socket是什么呢，实际上socket是对TCP/IP协议的封装，Socket本身并不是协议，而是一个API。通过Socket，我们才能使用TCP/IP协议。

Socket跟TCP/IP协议没有必然的联系，Socket编程接口在设计的时候，就希望也能适应其他的网络协议。所以说，Socket的出现只是使得程序员更方便地使用TCP/IP协议栈而已，是对TCP/IP协议的抽象，从而形成了我们知道的一些最基本的函数接口，比如create、listen、connect、accept、send、read和write等等。

记住：TCP/IP只是一个协议栈，就像操作系统的运行机制一样，必须要有具体的实现，同时还要提供对外的操作接口，程序员才能使用。

那么HTTP协议（即超文本传送协议）就好像是轿车，提供了封装或者显示数据的具体形式，Socket是发动机，提供了网络通信的能力。且HTTP连接最显著的特点是客户端发送的每次请求都需要服务器回送响应，在请求结束后，会主动释放连接。从建立连接到关闭连接的过程称为“一次连接”。

而传输层的TCP是基于网络层的IP协议，而应用层的HTTP协议又是基于传输层的TCP协议，又Socket本身不是协议，就像上面所说，它只是提供了一个针对TCP/UDP或套接字之间的连接过程。分为三个步骤：服务器监听，客户端请求，连接确认。

1. 服务器监听：服务器端套接字并不定位具体的客户端套接字，而是处于等待连接的状态，实时监控网络状态，等待客户端的连接请求。

2. 客户端请求：指客户端的套接字提出连接请求，要连接的目标是服务器端的套接字。为此，客户端的套接字必须首先描述它要连接的服务器的套接字，指出服务器端套接字的地址和端口号，然后就向服务器端套接字提出连接请求。

3. 连接确认：当服务器端套接字监听到或者说接收到客户端套接字的连接请求时，就响应客户端套接字的请求，建立一个新的线程，把服务器端套接字的描述发给客户端，一旦客户端确认了此描述，双方就正式建立连接。而服务器端套接字继续处于监听状态，继续接收其他客户端套接字的连接请求。

TCP和UDP的区别

1. TCP是面向链接的，虽然说网络的不安全不稳定特性决定了多少次握手都不能保证连接的可靠性，但TCP的三次握手在最低限度上(实际上也很大程度上保证了)保证了连接的可靠性;而UDP不是面向连接的，UDP传送数据前并不与对方建立连接，对接收到的数据也不发送确认信号，发送端不知道数据是否会正确接收，当然也不用重发，所以说UDP是无连接的、不可靠的一种数据传输协议。

2. 也正由于1所说的特点，使得UDP的开销更小数据传输速率更高，因为不必进行收发数据的确认，所以UDP的实时性更好。

知道了TCP和UDP的区别，就不难理解为何采用TCP传输协议的MSN比采用UDP的QQ传输文件慢了，但并不能说QQ的通信是不安全的，因为程序员可以手动对UDP的数据收发进行验证，比如发送方对每个数据包进行编号然后由接收方进行验证，即使是这样，UDP因为在底层协议的封装上没有采用类似TCP的“三次握手”而实现了TCP所无法达到的传输效率。