本节书摘来自异步社区《Android智能穿戴设备开发指南》一书中的第6章，第6.1节Socket编程基础，作者 王长青，更多章节内容可以访问云栖社区“异步社区”公众号查看
6.1 Socket编程基础Android智能穿戴设备开发指南网络编程中有两个主要问题，一个是如何准确地定位网络中的一台或多台主机，另一个就是找到主机后如何可靠、高效地进行数据传输。在TCP/IP协议中IP层主要负责网络主机的定位，数据传输的路由，并通过IP地址可以唯一地确定Internet上的一台主机。TCP层提供面向应用的可靠（TCP）的或非可靠（UDP）的数据传输机制，这是网络编程的主要对象，一般不需要关心IP层是如何处理数据的。目前较为流行的网络编程模型是客户机/服务器（C/S）结构。即通信双方一方作为服务器等待客户提出请求并予以响应。客户端则在需要服务时向服务器提出申请。服务器一般作为守护进程始终运行，监听网络端口，一旦有客户端请求，就会启动一个服务进程来响应该客户端，同时自己继续监听服务端口，使后来的客户端也能及时得到服务。在接下来的内容中，将简要讲解TCP/IP和UDP协议的基本知识。
6.1.1 TCP/IP协议基础TCP/IP是Transmission Control Protocol/Internet Protocol的简写，指传输控制协议/Internet互连协议，又名网络通信协议，是Internet最基本的协议、Internet的基础，由网络层的IP协议和传输层的TCP协议组成。TCP/IP定义了电子设备如何连入Internet，以及数据如何在它们之间传输的标准。TCP/IP协议采用了4层的层级结构，每一层都呼叫它的下一层所提供的协议来完成自己的需求。也就是说，TCP负责发现传输的问题，一旦发现问题便发出信号要求重新传输，直到所有数据安全、正确地传输到目的地。而IP的功能是给Internet的每一台计算机规定一个地址。
TCP/IP协议不是TCP和IP这两个协议的合称，而是指Internet整个TCP/IP协议族。从协议分层模型方面来讲，TCP/IP由4个层次组成，分别是网络接口层、网络层、传输层、应用层。
其实TCP/IP协议并不完全符合OSI（Open System Interconnect）的七层参考模型，OSI是传统的开放式系统互连参考模型，是一种通信协议的7层抽象的参考模型，其中每一层执行某一特定任务。该模型的目的是使各种硬件在相同的层次上相互通信。这7层是：物理层、数据链路层（网络接口层）、网络层（网络层）、传输层（传输层）、会话层、表示层和应用层（应用层）。而TCP/IP通信协议采用了4层的层级结构，每一层都呼叫它的下一层所提供的网络来完成自己的需求。由于ARPANET的设计者注重的是网络互连，允许通信子网（网络接口层）采用已有的或是将来有的各种协议，所以这个层次中没有提供专门的协议。实际上，TCP/IP协议可以通过网络接口层连接到任何网络上，如X.25交换网或IEEE 802局域网。
6.1.2 UDP协议UDP是User Datagram Protocol的简称，是一种无连接的协议，每个数据报都是一个独立的信息，包括完整的源地址或目的地址，它在网络上以任何可能的路径传往目的地，因此能否到达目的地，到达目的地的时间以及内容的正确性都不能保证。
在现实网络数据传输过程中，大多数功能是由TCP协议和UDP协议实现的，在接下来的内容中，将列出上述两种协议的主要特点，以便区分这两种数据传输协议。
1．TCP协议的特点① 面向连接的协议，在Socket之间进行数据传输之前必然要建立连接，所以在TCP中需要连接时间。
② TCP传输数据大小限制，一旦连接建立起来，双方的Socket就可以按统一的格式传输大的数据。
③ TCP是一个可靠的协议，它确保接收方完全正确地获取发送方所发送的全部数据。
2．UDP协议的特点① 每个数据报中都给出了完整的地址信息，因此不需要建立发送方和接收方的连接。
② UDP传输数据时是有大小限制的，每个被传输的数据报必须限定在64KB之内。
③ UDP是一个不可靠的协议，发送方所发送的数据报并不一定以相同的次序到达接收方。
在日常应用中，可以根据如下两点来选择使用哪一种传输协议。
① TCP在网络通信上有极强的生命力，例如，远程连接（Telnet）和文件传输（FTP）都需要不定长度的数据被可靠地传输。但是可靠的传输是要付出代价的，对数据内容正确性的检验必然占用计算机的处理时间和网络的带宽，因此TCP传输的效率不如UDP高。
② UDP操作简单，而且仅需要较少的监护，因此，通常用于局域网高可靠性的分散系统中Client/Server应用程序。例如，视频会议系统并不要求音频视频数据绝对的正确，只要保证连贯性就可以了，这种情况下显然使用UDP会更合理一些。
6.1.3 基于Socket的Java网络编程网络上的两个程序通过一个双向的通信连接实现数据的交换，这个双向链路的一端称为一个Socket。Socket通常用来实现客户端和服务器端的连接。Socket是TCP/IP协议的一个十分流行的编程界面，一个Socket由一个IP地址和一个端口号唯一确定。但是，Socket所支持的协议种类也不光TCP/IP一种，因此，两者之间是没有必然联系的。在Java环境下，Socket编程主要是指基于TCP/IP协议的网络编程。
1．Socket通信的过程Server端Listen（监听）某个端口是否有连接请求，Client端向Server 端发出Connect（连接）请求，Server端向Client端发回Accept（接受）消息。一个连接就建立起来了。Server端和Client端都可以通过Send、Write等方法与对方通信。
在Java网络编程应用中，对于一个功能齐全的Socket来说，其工作过程包含如下步骤。
① 创建Socket。
② 打开连接到Socket的输入/出流。
③ 按照一定的协议对Socket进行读/写操作。
④ 关闭Socket（在实际应用中，并未使用到显示的close，虽然很多文章都推荐如此，不过在笔者的程序中，可能因为程序本身比较简单，要求不高，所以并未造成什么影响）。
2．创建Socket在Java网络编程应用中，在包java.net中提供了两个类Socket和ServerSocket，分别用来表示双向连接的客户端和服务端。这是两个封装得非常好的类，其中包含了如下构造方法。
① Socket(InetAddress address, int port)。 ② Socket(InetAddress address, int port, boolean stream)。 ③ Socket(String host, int prot)。 ④ Socket(String host, int prot, boolean stream)。 ⑤ Socket(SocketImpl impl)。 ⑥ Socket(String host, int port, InetAddress localAddr, int localPort)。 ⑦ Socket(InetAddress address, int port, InetAddress localAddr, int localPort)。 ⑧ ServerSocket(int port)。 ⑨ ServerSocket(int port, int backlog)。 ⑩ ServerSocket(int port, int backlog, InetAddress bindAddr)。在上述构造方法中，参数address、host和port分别是双向连接中另一方的IP地址、主机名和端口号，stream指明socket是流socket还是数据报socket，localPort表示本地主机的端口号，localAddr和bindAddr是本地机器的地址（ServerSocket的主机地址），impl是socket的父类，既可以用来创建serverSocket又可以用来创建Socket。count则表示服务端所能支持的最大连接数。例如：
Socket client = new Socket("127.0.01.", 80); ServerSocket server = new ServerSocket(80); Stnd001必须小心地选择端口，每一个端口提供一种特定的服务，只有给出正确的端口，才能获得相应的服务。0～1 023的端口号为系统所保留，例如，HTTP服务的端口号为80，TELNET服务的端口号为21，FTP服务的端口号为23，所以我们在选择端口号时，最好选择一个大于1 023的数以防止发生冲突。另外，在创建Socket时如果发生错误，将产生IOException，在程序中必须对之做出处理。所以在创建Socket或ServerSocket时必须捕获或抛出例外。
相关资源：敏捷开发V1.0.pptx