Android開發:如何實現TCP和UDP傳輸

簡而言之,TCP與UDP之間的區別在於,TCP傳輸數據安全但速度慢,UDP傳輸容易丟包但速度快。一般銀行要采取TP協議,IM要使用UDP協議。

首先我們來看一下什麼是TCP和UDP。

什麼是TCP?

TCP:Transmission Control Protocol 傳輸控制協議TCP是一種面向連接(連接導向)的、可靠的、基於字節流的運輸層(Transport layer)通信協議,由IETF的RFC 793說明(specified)。在簡化的計算機網絡OSI模型中,它完成第四層傳輸層所指定的功能。應用層向TCP層發送用於網間傳輸的、用8位字節表示的數據流,然後TCP把數據流分割成適當長度的報文段(通常受該計算機連接的網絡的數據鏈路層的最大傳送單元(MTU)的限制)。之後TCP把結果包傳給IP層,由它來通過網絡將包傳送給接收端實體的TCP層。TCP為瞭保證不發生丟包,就給每個字節一個序號,同時序號也保證瞭傳送到接收端實體的包的按序接收。然後接收端實體對已成功收到的字節發回一個相應的確認(ACK);如果發送端實體在合理的往返時延(RTT)內未收到確認,那麼對應的數據(假設丟失瞭)將會被重傳。TCP用一個校驗和函數來檢驗數據是否有錯誤;在發送和接收時都要計算校驗和。

首先,TCP建立連接之後,通信雙方都同時可以進行數據的傳輸,其次,他是全雙工的;在保證可靠性上,采用超時重傳和捎帶確認機制。

在流量控制上,采用滑動窗口協議[1],協議中規定,對於窗口內未經確認的分組需要重傳。

在擁塞控制上,采用慢啟動算法。

什麼是UDP?

UDP 是User Datagram Protocol的簡稱, 中文名是用戶數據包協議,是 OSI 參考模型中一種無連接的傳輸層協議,提供面向事務的簡單不可靠信息傳送服務。它是IETF RFC 768是UDP的正式規范。在網絡中它與TCP協議一樣用於處理數據包。在OSI模型中,在第四層——傳輸層,處於IP協議的上一層。UDP有不提供數據報分組、組裝和不能對數據包的排序的缺點,也就是說,當報文發送之後,是無法得知其是否安全完整到達的。 UDP用來支持那些需要在計算機之間傳輸數據的網絡應用。包括網絡視頻會議系統在內的眾多的客戶/服務器模式的網絡應用都需要使用UDP協議。UDP協議從問世至今已經被使用瞭很多年,雖然其最初的光彩已經被一些類似協議所掩蓋,但是即使是在今天,UDP仍然不失為一項非常實用和可行的網絡傳輸層協議。

與所熟知的TCP(傳輸控制協議)協議一樣,UDP協議直接位於IP(網際協議)協議的頂層。根據OSI(開放系統互連)參考模型,UDP和TCP都屬於傳輸層協議。

UDP協議的主要作用是將網絡數據流量壓縮成數據報的形式。一個典型的數據報就是一個二進制數據的傳輸單位。每一個數據報的前8個字節用來包含報頭信息,剩餘字節則用來包含具體的傳輸數據。

TCP和UDP在android中的使用和在Java裡是完全一樣的。

首先我們看看TCP連接,下圖為TCP連接的一個示意圖:
TCP原理

TCP傳輸原理

是不是很好理解,這裡就不多說瞭,直接看代碼吧!實踐出真知。

TCP服務器端代碼:

try { 
            Boolean endFlag = false; 
            ServerSocket ss = new ServerSocket(12345); 
            while (!endFlag) { 
                // 等待客戶端連接 www.aiwalls.com  
                Socket s = ss.accept(); 
                BufferedReader input = new BufferedReader(newInputStreamReader(s.getInputStream())); 
                //註意第二個參數據為true將會自動flush,否則需要需要手動操作output.flush() 
                PrintWriter output = newPrintWriter(s.getOutputStream(),true); 
                String message = input.readLine(); 
                Log.d("Tcp Demo", "message from Client:"+message); 
                output.println("message received!"); 
                //output.flush(); 
                if("shutDown".equals(message)){ 
                    endFlag=true; 
                } 
                s.close(); 
            } 
            ss.close(); 
  
        } catch (UnknownHostException e) { 
            e.printStackTrace(); 
        } catch (IOException e) { 
            e.printStackTrace(); 
        }
TCP客戶端代碼:

try { 
            Socket s = new Socket("localhost", 12345); 
            // outgoing stream redirect to socket 
            OutputStream out = s.getOutputStream(); 
            // 註意第二個參數據為true將會自動flush,否則需要需要手動操作out.flush() 
            PrintWriter output = new PrintWriter(out, true); 
            output.println("Hello IdeasAndroid!"); 
            BufferedReader input = new BufferedReader(newInputStreamReader(s 
                    .getInputStream())); 
            // read line(s) 
            String message = input.readLine(); 
            Log.d("Tcp Demo", "message From Server:" + message); 
            s.close(); 
  
        } catch (UnknownHostException e) { 
            e.printStackTrace(); 
        } catch (IOException e) { 
            e.printStackTrace(); 
        }
下面我們看看UDP:

UDP傳輸遠離

UDP傳輸原理

UDP服務器端代碼:

// UDP服務器監聽的端口 
        Integer port = 12345; 
        // 接收的字節大小,客戶端發送的數據不能超過這個大小 
        byte[] message = new byte[1024]; 
        try { 
            // 建立Socket連接 
            DatagramSocket datagramSocket = new DatagramSocket(port); 
            DatagramPacket datagramPacket = new DatagramPacket(message, 
                    message.length); 
            try { 
                while (true) { 
                    // 準備接收數據 
                    datagramSocket.receive(datagramPacket); 
                    Log.d("UDP Demo", datagramPacket.getAddress() 
                            .getHostAddress().toString() 
                            + ":" + new String(datagramPacket.getData())); 
                } 
            } catch (IOException e) { 
                e.printStackTrace(); 
            } 
        } catch (SocketException e) { 
            e.printStackTrace(); 
        }
UDP客戶端代碼:

public static void send(String message) { 
        message = (message == null ? "Hello IdeasAndroid!" : message); 
        int server_port = 12345; 
        DatagramSocket s = null; 
        try { 
            s = new DatagramSocket(); 
        } catch (SocketException e) { 
            e.printStackTrace(); 
        } 
        InetAddress local = null; 
        try { 
            // 換成服務器端IP 
            local = InetAddress.getByName("localhost"); 
        } catch (UnknownHostException e) { 
            e.printStackTrace(); 
        } 
        int msg_length = message.length(); 
        byte[] messagemessageByte = message.getBytes(); 
        DatagramPacket p = new DatagramPacket(messageByte, msg_length, local, 
                server_port); 
        try { 
            s.send(p); 
        } catch (IOException e) { 
            e.printStackTrace(); 
        } 
    }

 

 

摘自 步步高的專欄

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