TCP和UDP的优缺点以及区别(面试)

1、TCP

TCP是传输控制协议，是面向连接的通讯协议（如：打电话），
通过三次握手建立连接，通讯完成时四次挥手，一般应用在对安全性、完整性有严格要求的场景,如FTP、SMTP、HTTP等

• 优点：TCP 具有高可靠性，确保传输数据的正确性，不出现丢失或乱序
• 缺点：TCP相对于UDP速度慢一点，效率低，而且要求系统资源较多，每个连接都会占用系统的CPU、内存等硬件资源

2、UDP

UDP是用户数据报协议，是面向无连接的通讯协议（如：发短信）

• 优点：UDP速度快、操作简单、要求系统资源较少
• 缺点：不可靠，可能会出现丢包、乱序、数据不完整

3、TCP和UDP的区别

• 1、TCP 是面向连接的传输控制协议，而UDP 提供了无连接的数据报服务。
• 2、TCP是保证数据的正确性，UDP可能会丢包
• 3、UDP 具有较好的实时性，工作效率比 TCP 协议高。
• 4、每一条TCP连接只能是点到点的，UDP支持一对一，一对多，多对一和多对多的交互通信
• 5、TCP对系统资源要求较多，UDP对系统资源要求较少

TCP与UDP区别：

1、TCP面向连接（如打电话要先拨号建立连接）;UDP是无连接的，即发送数据之前不需要建立连接
2、TCP提供可靠的服务。也就是说，通过TCP连接传送的数据，无差错，不丢失，不重复，且按序到达;UDP尽最大努力交付，即不保证可靠交付

Tcp通过校验和，重传控制，序号标识，滑动窗口、确认应答实现可靠传输。如丢包时的重发控制，还可以对次序乱掉的分包进行顺序控制。

3、UDP具有较好的实时性，工作效率比TCP高，适用于对高速传输和实时性有较高的通信或广播通信。

4.每一条TCP连接只能是点到点的;UDP支持一对一，一对多，多对一和多对多的交互通信

5、TCP对系统资源要求较多，UDP对系统资源要求较少。

为什么UDP有时比TCP更有优势?

UDP以其简单、传输快的优势，在越来越多场景下取代了TCP,如实时游戏。
（1）网速的提升给UDP的稳定性提供可靠网络保障，丢包率很低，如果使用应用层重传，能够确保传输的可靠性。
（2）TCP为了实现网络通信的可靠性，使用了复杂的拥塞控制算法，建立了繁琐的握手过程，由于TCP内置的系统协议栈中，极难对其进行改进。

采用TCP，一旦发生丢包，TCP会将后续的包缓存起来，等前面的包重传并接收到后再继续发送，延时会越来越大，基于UDP对实时性要求较为严格的情况下，采用自定义重传机制，能够把丢包产生的延迟降到最低，尽量减少网络问题对游戏性造成影响。

1.Socket 通信简介及模型

Java Socket 可实现客户端–服务器间的双向实时通信。java.net包中定义的两个类socket和ServerSocket，分别用来实现双向连接的client和server端。

通过Socket实现TCP编程

1.1 TCP编程
　　TCP协议是面向连接，可靠的，有序的，以字节流的方式发送数据。基于TCP协议实现网络通信的类有客户端的Socket类和服务器端的ServerSocket类。

1.2 服务器端套路
　　1.创建ServerSocket对象，绑定监听端口。
　　2.通过accept（）方法监听客户端请求。
　　3.连接建立后，通过输入流读取客户端发送的请求信息。
　　4.通过输出流向客户端发送响应信息。
　　5.关闭响应的资源。

1.3 客户端套路
　　1.创建Socket对象，指明需要连接的服务器的地址和端口号。
　　2.连接建立后，通过输出流向服务器发送请求信息。
　　3.通过输入流获取服务器响应的信息。
　　4.关闭相应资源。
1.4 多线程实现服务器与多客户端之间通信步骤
　　1.服务器端创建ServerSocket，循环调用accept（）等待客户端连接。
　　2. 客户端创建一个socket并请求和服务器端连接。
　　3.服务器端接受客户端请求，创建socket与该客户建立专线连接。
　　4.建立连接的两个socket在一个单独的线程上对话。
　　5.服务器端继续等待新的连接。

通过Socket实现UDP编程

2.1 UDP编程
　　UDP协议又叫用户数据报协议，是无连接，不可靠的，无序的。特点是传输速度相对要快，UDP协议以数据报作为数据传输的载体。当进行数据传输时，首先需要将要传输的数据定义成数据报（Datagram），在数据报中指明数据所要达到的Socket（主机地址和端口号），然后再将数据报发送出去。相关操作类有：DatagramPacket数据报包，DatagramSocket进行端到端通信的类。

2.2 服务器端实现套路
　　1.创建DatagramSocket，指定端口号。
　　2.创建DatagramPacket。
　　3.接收客户端发送的数据信息。
　　4.读取数据。

2.3 客户端实现套路
　　1.定义发送信息，比如发送地址，端口号和内容。
　　2. 创建DatagramPacket，包含将要发送的信息。
　　3.创建DatagramSocket。
　　4.发送数据。

2.4 多线程实现服务器与多客户端之间通信步骤
　　1.服务器端创建DatagramSocket的实例socket，循环调用receive（）方法，此方法在接收到数据报之前会一直阻塞。
　　2.客户端创建DatagramSocket，将含有地址，端口号和内容的数据报包发送出去。
　　3. 服务器端收到数据报包packet，通过DatagramSocket和packet与客户端建立一个线程
　　4. 服务器端继续等待新的数据报包。
　　5. 发送方的DatagramPacket构造方法传递四个参数包含数据内容，数据大小，地址和端口号。接收方的DatagramPacket构造方法有两个参数接收数据和数据大小。

2. Socket 通信实现tcp方法

2.1 服务器端（非多线程）

1、用指定的端口实例化一个SeverSocket对象。服务器就可以用这个端口监听从客户端发来的连接请求。
2、调用ServerSocket的accept()方法，以在等待连接期间造成阻塞，监听连接从端口上发来的连接请求。
3、利用accept方法返回的客户端的Socket对象，进行读写IO的操作
4、关闭打开的流和Socket对象

package socket;import java.io.*;
import java.net.InetAddress;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;/*** 创建服务器* 写出数据：输出流* 读取数据：输入流*/
public class Server {public static void main(String[] args) {try {//1、创建一个服务器端Socket，即ServerSocket，指定绑定的端口，并监听此端口ServerSocket serverSocket =new ServerSocket(10086);//1024-65535的某个端口Socket socket=null;System.out.println("***服务器即将启动，等待客户端的连接***");//循环监听等待客户端的连接while(true){//2、调用accept()方法开始监听，等待客户端的连接socket = serverSocket.accept();//3、获取输入流，并读取客户端信息InputStream is = socket.getInputStream();InputStreamReader isr =new InputStreamReader(is);BufferedReader br =new BufferedReader(isr);String info =null;while((info=br.readLine())!=null){System.out.println("Hello,我是服务器，客户端说："+info);}socket.shutdownInput();//关闭输入流//4、获取输出流，响应客户端的请求OutputStream os = socket.getOutputStream();PrintWriter pw = new PrintWriter(os);pw.write("Hello World！");pw.flush();//5、关闭资源pw.close();os.close();br.close();isr.close();is.close();
//                socket.close();
//                serverSocket.close();}} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}
}

2.2 客户端

1、用服务器的IP地址和端口号实例化Socket对象。
2、调用connect方法，连接到服务器上。
3、获得Socket上的流，把流封装进BufferedReader/PrintWriter的实例，以进行读写
4、利用Socket提供的getInputStream和getOutputStream方法，通过IO流对象，向服务器发送数据流
5、关闭打开的流和Socket。

package socket;import java.io.*;
import java.net.Socket;
import java.net.UnknownHostException;/*** 创建客户端：发送数据+接收数据* 写出数据：输出流* 读取数据：输入流* <p>* 输入流与输出流应该独立处理，彼此独立，在不同的线程中* 加入名称*/
public class Client {public static void main(String[] args) {try {//1、创建客户端Socket，指定服务器地址和端口Socket socket = new Socket("127.0.0.1", 10086);//2、获取输出流，向服务器端发送信息OutputStream os = socket.getOutputStream();//字节输出流PrintWriter pw = new PrintWriter(os);//将输出流包装成打印流pw.write("用户名：admin；密码：admin");pw.flush();socket.shutdownOutput();//3、获取输入流，并读取服务器端的响应信息InputStream is = socket.getInputStream();BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(is));String info = null;while ((info = br.readLine()) != null) {System.out.println("Hello,我是客户端，服务器说：" + info);}//4、关闭资源br.close();is.close();pw.close();os.close();socket.close();} catch (UnknownHostException e) {e.printStackTrace();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}
}

2.2 服务器端 （多线程）

1、服务器端创建ServerSocket，循环调用accept()等待客户端连接
2、客户端创建一个socket并请求和服务器端连接
3、服务器端接受客户端请求，创建socket与该客户建立专线连接
4、建立连接的两个socket在一个单独的线程上对话
5、服务器端继续等待新的连接

package socket;import java.io.*;
import java.net.InetAddress;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;/** 基于TCP协议的Socket通信，实现用户登陆* 服务器端*/
public class Server {public static void main(String[] args) {try {//1.创建一个服务器端Socket，即ServerSocket，指定绑定的端口，并监听此端口ServerSocket serverSocket=new ServerSocket(8888);Socket socket=null;//记录客户端的数量int count=0;System.out.println("***服务器即将启动，等待客户端的连接***");//循环监听等待客户端的连接while(true){//2、调用accept()方法开始监听，等待客户端的连接socket=serverSocket.accept();//创建一个新的线程ServerThread serverThread=new ServerThread(socket);//启动线程serverThread.start();count++;//统计客户端的数量System.out.println("客户端的数量："+count);InetAddress address=socket.getInetAddress();System.out.println("当前客户端的IP："+address.getHostAddress());}} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}
}

线程处理类

package socket;import java.io.*;
import java.net.Socket;/*** Created by Administrator on 2017/5/28.*/
/** 服务器线程处理类*/
public class ServerThread extends Thread {// 和本线程相关的SocketSocket socket = null;public ServerThread(Socket socket) {this.socket = socket;}//线程执行的操作，响应客户端的请求public void run() {InputStream is = null;InputStreamReader isr = null;BufferedReader br = null;OutputStream os = null;PrintWriter pw = null;try {//3、获取输入流，并读取客户端信息is = socket.getInputStream();isr = new InputStreamReader(is);br = new BufferedReader(isr);String info = null;while ((info = br.readLine()) != null) {//循环读取客户端的信息System.out.println("我是服务器，客户端说：" + info);}socket.shutdownInput();//关闭输入流//4、获取输出流，响应客户端的请求os = socket.getOutputStream();pw = new PrintWriter(os);pw.write("欢迎您！");pw.flush();//调用flush()方法将缓冲输出} catch (IOException e) {e.printStackTrace();} finally {//关闭资源try {if (pw != null)pw.close();if (os != null)os.close();if (br != null)br.close();if (isr != null)isr.close();if (is != null)is.close();if (socket != null)socket.close();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}}
}

参考：

JAVA Socket 编程学习笔记（一）

Java Socket实现基于TCP和UDP多线程通信

UDP通信demo

服务端

package socket;import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetAddress;/*** Created by Administrator on 2017/5/28.*/
public class UDPServer {public static void main(String[] args) throws IOException {
//1.创建DatagramSocket，指定端口号。DatagramSocket socket = new DatagramSocket(8800);DatagramPacket packet = null;byte[] data = null;int count = 0;System.out.println("***服务器端启动，等待发送数据***");while (true) {data = new byte[1024];//创建字节数组，指定接收的数据包的大小
// 2.创建DatagramPacket。packet = new DatagramPacket(data, data.length);socket.receive(packet);//此方法在接收到数据报之前会一直阻塞Thread thread = new Thread(new UDPThread(socket, packet));thread.start();count++;System.out.println("服务器端被连接过的次数：" + count);InetAddress address = packet.getAddress();System.out.println("当前客户端的IP为：" + address.getHostAddress());}}
}

服务端线程类

package socket;import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetAddress;/*** Created by Administrator on 2017/5/28.*/
public class UDPThread implements Runnable {DatagramSocket socket = null;DatagramPacket packet = null;public UDPThread(DatagramSocket socket, DatagramPacket packet) {this.socket = socket;this.packet = packet;}@Overridepublic void run() {String info = null;InetAddress address = null;int port = 8800;byte[] data2 = null;DatagramPacket packet2 = null;try {
// 3.接收客户端发送的数据信息。
// 4.读取数据。info = new String(packet.getData(), 0, packet.getLength());System.out.println("我是服务器，客户端说：" + info);address = packet.getAddress();port = packet.getPort();data2 = "我在响应你！".getBytes();packet2 = new DatagramPacket(data2, data2.length, address, port);socket.send(packet2);} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}//socket.close();不能关闭}}

客户端

package socket;import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetAddress;/*** Created by Administrator on 2017/5/28.*/
public class UDPClient {public static void main(String[] args) throws IOException {//1、定义服务器的地址，端口号，数据InetAddress address = InetAddress.getByName("localhost");int port = 8800;byte[] data = "用户名：admin;密码：12345".getBytes();//将字符串转换为字节数组//2、创建DatagramPacket，包含将要发送的信息。DatagramPacket packet = new DatagramPacket(data, data.length, address, port);//3、创建DatagramSocket，实现数据发送和接收DatagramSocket socket = new DatagramSocket();//4、向服务器端发送数据报socket.send(packet);//接收服务器响应数据byte[] data2 = new byte[1024];DatagramPacket packet2 = new DatagramPacket(data2, data2.length);socket.receive(packet2);String info = new String(data2, 0, packet2.getLength());System.out.println("我是客户端，服务器说：" + info);socket.close();}
}

推荐

Java Socket实现基于TCP和UDP多线程通信