前言
在工作开始之前，我们先来了解一下Socket
所谓Socket，又被称作套接字，它是一个抽象层，简单来说就是存在于不同平台（os）的公共接口。学过网络的同学可以把它理解为基于传输层TCP/IP协议的进
一步封装，封装到以至于我们从表面上使用就像对文件流一样的打开、读写和关闭等操作。此外，它是面向应用程序的，应用程序可以通过它发送或接收数据而不用过
多的顾及网络协议。
那么，Socket是存在于不同平台的公共接口又是什么意思呢？
形象的说就是“插座”，是不同OS之间进行通信的一种约定或一种方式。通过 Socket 这种约定，一台计算机可以接收其他计算机的数据，也可以向其他计算机发送
数据。Socket 的典型应用就是 Web 服务器和浏览器，浏览器获取用户输入的 URL，通过解析出服务器的IP地址，向服务器IP发起请求，服务器分析接收到的 URL，
将对应的网页内容返回给浏览器，浏览器再经过解析和渲染，就将文字、图片、视频等元素呈现给用户。
问题又来了，不通过系统之间能否进行Socket通信呢？
首先，我们了解一下常用操作系统中的Socket。
在 UNIX/Linux 系统中，为了统一对硬件的操作，简化接口，不同的硬件设备都被看成一个文件。对这些文件的操作，就等同于对磁盘上普通文件的操作。
你也许听很多高手说过，UNIX/Linux 中的一切都是文件！那个家伙说的没错。
学过操作系统的同学可能知道，当对文件进行I/O操作时，系统通常会为文件分配一个ID，也就是文件描述符。简单来讲就是系统对文件的操作转化为对文件描述符
的操作，它的背后可能是一个硬盘上的普通文件、FIFO、管道、终端、键盘、显示器，甚至是一个网络连接。
同样的，网络连接也被定义为是一种类似的I/O操作，类似于文件，它也有文件描述符。
所以当我们可以通过 Socket来进行一次通信时，也可以被称作操作网络文件的过程。在网络建立时，socket() 的返回值就是文件描述符。有了这个文件描述符，我们就可以使用普通的文件操作函数来传输数据了，例如：
- 用 read() 读取从远程计算机传来的数据；
- 用 write() 向远程计算机写入数据。
不难发现，除了不同主机之间的Socket建立过程我们还不清楚，Socket的通信过程就是简单的文件流处理过程。
在Windows系统中，也有类似“文件描述符”的概念，但通常被称为“文件句柄”。因此，本教程如果涉及 Windows 平台将使用“句柄”，如果涉及 Linux 平台则使用
“描述符”。与UNIX/Linux 不同的是，Windows 会区分 socket 和文件，Windows 就把 socket 当做一个网络连接来对待，因此需要调用专门针对 socket 而设计的数
据传输函数，针对普通文件的输入输出函数就无效了。
步入正题
说了这么多，到底不同系统间不同定义的Socket是怎么通信的呢？
在此，我们以JAVA Socket 与 Linux Socket的关系分析为例进行说明。首先，拿TCP Socket通信过程来讲，就是客户端与服务器进行TCP数据交互，它分为一下几个步骤：
- 系统分配资源，服务端开启Socket进程，对特定端口号进行监听
- 客户端针对服务端IP进行特定端口的连接
- 连接建立，开始通信
- 通信完成，关闭连接
具体来说，JAVA是怎样完成对底层Linux Socket接口的调用的呢？以下图为例，当我们在JAVA创建一个TCP连接时，需要首先实例化JAVA的ServerSocket类，其中封装了底层的socket（）方法、bind()方法、listen（）方法。
其中，socket()方法是JVM对Linux API的调用，详细如下：
1 创建socket结构体
2 创建tcp_sock结构体,刚创建完的tcp_sock的状态为:TCP_CLOSE
3 创建文件描述符与socket绑定
bind ()方法在Linux 的底层详细如下：
1.将当前网络命名空间名和端口存到bhash()
可以理解为，绑定到系统能够找到的地方。
listen()方法在Linux 的底层详细如下：
1.检查侦听端口是否存在bhash中
2.初始化csk_accept_queue
3.将tcp_sock指针存放到listening_hash表
简单来讲就是验证连接请求的端口是否被开启。
accpet()方法在Linux 的底层详细如下：
1.调用accept方法
2.创建socket(创建新的准备用于连接客户端的socket)
3.创建文件描述符
4.阻塞式等待(csk_accept_queue)获取sock
我们知道在listen阶段,会为侦听的sock初始化csk_accept_queue,此时这个queue为空，所以accept()方法会在此时阻塞住,直到后面有客户端成功握手后,这个queue才有sock.如果csk_accept_queue不为空,则返回一个sock.后续的逻辑如accept第二个图所示,其步骤如下:
5.取出sock
6.socket与sock互相关联
7.socket与文件描述符关联
8.将socket返回给线程
到此，JAVA调用Linux API的初始步骤完成。
Server端代码：
1 package tcp_network; 2 3 import java.io.DataInputStream; 4 import java.io.DataOutputStream; 5 import java.io.IOException; 6 import java.net.ServerSocket; 7 import java.net.Socket; 8 9 public class Tcp_server { 10 public static void main(String arg[]) throws IOException { 11 System.out.print("服务端启动.......\n"); 12 ServerSocket server = new ServerSocket(9660); 13 boolean isRunable = true; 14 while (isRunable){ 15 Socket client = server.accept(); 16 System.out.print("一个客户端建立了连接.......\n"); 17 new Thread(new Channel(client)).start(); 18 } 19 server.close(); 20 } 21 public static class Channel implements Runnable{ 22 private Socket client; 23 private DataInputStream in_data; 24 private DataOutputStream out_data; 25 public Channel(Socket client) throws IOException { 26 this.client = client; 27 in_data = new DataInputStream(client.getInputStream()); 28 out_data = new DataOutputStream(client.getOutputStream()); 29 } 30 public String receive() throws IOException { 31 String data = in_data.readUTF(); 32 return data; 33 } 34 public void send(String msg) throws IOException { 35 out_data.writeUTF(msg); 36 out_data.flush(); 37 } 38 public void release() throws IOException { 39 in_data.close(); 40 out_data.close(); 41 client.close(); 42 } 43 @Override 44 public void run() { 45 try { 46 String receive_data; 47 while (true){ 48 receive_data = receive(); 49 if(!receive_data.equals("")) 50 { 51 if(receive_data.equals("Hello")) 52 { 53 System.out.print("IP:"+client.getInetAddress()+" 客户端信息："+receive_data+"\n"); 54 send("Hi"); 55 } 56 else { 57 System.out.print("IP:"+client.getInetAddress()+" 客户端信息："+receive_data+"\n"); 58 send(receive_data.toUpperCase()); 59 } 60 } 61 } 62 } catch (IOException e) { 63 try { 64 release(); 65 } catch (IOException ex) { 66 ex.printStackTrace(); 67 } 68 e.printStackTrace(); 69 } 70 } 71 } 72 }
Client端代码：
package tcp_network; import java.io.*; import java.net.Socket; public class Tcp_client { public static void main(String arg[]) throws IOException { Socket client = new Socket("localhost",9660); boolean isRuning = true; while (isRuning) { //new Send(client).send(); //new Receive(client).receive(); new Thread(new Send(client)).start(); new Thread(new Receive(client)).start(); } } public static class Send implements Runnable { private DataOutputStream out_data; private BufferedReader console; private String msg; public Send(Socket client) throws IOException { this.console = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in)); this.msg = init(); try { this.out_data = new DataOutputStream(client.getOutputStream()); }catch (Exception e){ e.printStackTrace(); } } private String init() throws IOException { String msg=console.readLine(); return msg; } @Override public void run() { try { out_data.writeUTF(msg); out_data.flush(); System.out.println("send date !"); }catch (Exception e){ e.printStackTrace(); } } } public static class Receive implements Runnable{ private DataInputStream in_data; private String msg; public Receive(Socket client){ try{ in_data = new DataInputStream(client.getInputStream()); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } @Override public void run() { String data = null; try { data = in_data.readUTF(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } System.out.print("服务端："+data+"\n"); } } }
参考：
https://blog.csdn.net/vipshop_fin_dev/article/details/102966081