网络编程梳理：Android网络基础知识复习

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0x00 Http请求及其含义

• GET：请求获取Request-URI所标识的资源；
• POST：在Request-URI所标识的资源后附加新数据；
• PUT:请求服务器存储一个资源，并用Request-URI作为其标识；
• DELETE：请求服务器删除Request-URI标识的资源；
• OPTIONS:请求查询服务器的性能，或者查询与资源相关的选项和需求；
• HEAD:请求获取由Request-URI所标识的资源的响应消息头；
• TEACE:请求服务器回送收到的请求消息，主要用于测试和诊断；
• CONNECT:保留关键字，将来使用；

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0x01 TCP/IP 4层模型

• 应用层：在应用层中，数据以应用内部使用的格式进行传送，然后被编码成标准协议的格式，比如万维网的HTTP协议、接收电子邮件使用的POP3和IMAP协议、发送邮件使用的SMTP协议、文件传输使用的FTP协议，以及远程登录使用的SSH和Telnet等。所以用户通常至于应用层进行交互；
• 传输层：响应来自应用层的服务请求，并向网络层发出服务请求。传输层提供两台主机之间透明的数据传输，通常用于端到端连接、流量控制或错误恢复。这层最重要的两个协议是TCP（Transmission Control Protocol，传输控制协议）和UDP（User Datagram protocol，用户数据报协议）；
• 网络层：网络层提供端到端的数据包交付，负责数据包从源发送到目的地，任务包括网络路由，差错控制，IP编址等。这层包括的重要协议有：IP(IPv4，IPv6)、ICMP（Internet Message Control，Internet控制报文协议）、IPSec(Internet Protocol Security，Internet协议安全)；
• 网络接口层：负责通过主机发送和接收IP数据报；允许主机连入网络时使用多种现成流行的技术，比如以太网、令牌网、帧中继、ATM、X.25、DDN、SDH、WDM等。

下图是传统七层模型与TCP四层模型的对比

一个工程应用一般都会使用到两个传输层协议之一：面向连接的TCP传输控制协议和面向无连接的UDP用户数据报协议。

TCP协议

传输控制协议（Transmission Control Protocol, TCP），是一种面向连接的、可靠地、基于字节流的传输层通信协议。在保证可靠性的基础上，采用超时重传和稍待确认机制，在酒量控制上，采用滑动窗口协议，协议中规定，对于窗口内未经确认的分组需要重传；在拥塞控制上，采用慢启动算法。原理如下图：

TCP和UDP的区别

TCP和UDP在传输过程冲的具体实现方法不同，两者都接收传输协议数据包并将其内容向前传输到应用层。TCP把消息分解成数据包，并在接收端以正确的顺序把他们重新装配起来，TCP还处理对遗失数据包的重传请求，位于上层的应用层要处理的事情就少多了。UDP不提供装配和重传请求这些功能，它只是向前喜欢送数据包。位于上层的应用层必须确保消息是完整的。并且是以正确的顺序装配的。

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0x02 Socket套接字

一台服务器可能会提供多种服务，每服务都对应一个Socket（可以吧Socket理解为一个插座，客户需要哪种服务，就把插头插到服务对应的插座上）；用户的插头也是一个Socket。Socket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。Socket把复杂的TCP/IP协议隐藏在Socket接口后面，对用户来说，一组简单的Socket接口就是全部，Socket会组织数据，已符合指定的协议。Socket用于描述IP地址和端口，是一个通信链的句柄。应用程序通常通过套接字向网络发出请求或者应答网络的请求。Socket的基本操作包括：

• 连接远程机；
• 发送数据；
• 接收数据；
• 关闭连接；
• 绑定端口；
• 监听到大数据；
• 在绑定的端口上接受来自远程机器的连接；

java.net 包下提供了 ServerSocket 和 Socket 两个类，前者用于客户端可以实现连接远程服务器，发送数据，接收数据，关闭连接等，服务器端Socket还要实现绑定端口，监听到达数据，接收来自远程机器的连接。

客户端 Socket 有如下几个构造方法

有如下几个成员方法

• public InputStream getInputStream():读出该Socket数据
• public OutputStream getOutputStream():向该Socket写入数据
• public synchronized void close():关闭该Socket

服务端 ServerSocket 的构造方法如下：

有如下几个重要的重要的成员方法

构造完ServerSocket之后，需要调用ServerSocket.accept()方法来等待客户端的请求（因为Socket是绑定在端口上面的，所以知道是哪个客户端请求的），accept()方法会返回请求这个服务的客户端的Socket实例，然后调用这个Socket实例的相应的方法，操作传输过来的数据信息，当这个Socket实例操作完毕后，调用close()方法将其关闭。

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0x03 TCP的C/S通信模型

TCP服务端工作步骤如下：

1. 调用ServerSocket(int port) 创建一个ServerSocket，并绑定到指定端口上；
2. 调用accept()方法监听连接请求，如果客户端请求连接，则接受连接并返回通信套接字Socket；
3. 调用Socket类的getOutputStream()和getInoputStream()方法获取输入流和输出流，开始网络数据的发送和接收；
4. 关闭通信Socket；

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// 创建一个ServerSocket对象
ServerSocket serverSocket = null;
try {
	// TCP_SERVICE_PORT为指定端口号，为int类型
	serverSocket = new ServerSocket(TCP_SERVICE_PORT);
	// 监听连接请求
	Socket socket = serverSocket.accept();
	// 开始读写
	BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStream(socket.getInputStream()));
	BufferedWriter out = new BufferedWriter(new OutputStream(socket.getOutputStream()));
	// 读取接收信息，转换为字符串
	String incomingMsg = in.readLine() + System.getProperty("line.separator");
	// 生成发送字符串
	String outgoingMsg = "goodbye from port " + TCP_SERVICE_PORT + System.getProperty("line.separator");
	out.write(outgoingMsg);
	// 刷新发送
	out.flush();
	// 关闭
	socket.close()；
} catch (InterruptedIOException e) { // 超时异常
	e.printStackTrace();
} catch (IOException e) { // IO异常
	e.printStackTrace();
} finally {
	if (serverSocket != null) {
		try {
			serverSocket.close();
		} catch (IOException e) {
			e.printStackTrace();
		}
	}
}

TCP客户端工作步骤如下：

1. 调用Socket()创建一个流套接字，并连接到服务器；
2. 调用Socket类的getOutputStream()方法和getInputStream()方法获取输出和输入流，开始网络数据的发送和接收；
3. 关闭通信套接字；

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try {
	// 初始化Socket，TCP_SERVICE_PORT为指定端口号，为int类型
	Socket socket = new Socket(TCP_SERVICE_PORT);
	// 生成输出流
	BuffereedReader in = new BufferedReader(new InputStream(socket.getInputStream()));
	BufferedWriter out = new BufferedWriter(new OutputStream(socket.getOutputStream()));
	// 读取接收信息，转换为字符串
	String incomingMsg = in.readLine() + System.getProperty("line.separator");
	// 生成发送字符串
	String outMsg = "TCP connected to " + TCP_SERVICE_PORT + System.getProperty("line.separator");
	out.write(outMsg);
	// 刷新发送
	out.flush();
	// 获取输入流
	String inMsg = in.readLine() + System.getProperty("line.separator");
	// 关闭连接
	socket.close();
} catch (UnknownHostException e) { // 超时异常
	e.printStackTrace();
} catch (IOException e) { // IO异常
	e.printStackTrace();
}

以上步骤需要注意

1. 无论是客户端还是服务端，都要添加 UnknownHostException，来处理网络异常；添加 IOException 来处IO异常；
2. 需要在Android客户端清单文件中添加网络权限：

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<uses-permision android:name="android.permission.INTERNET" />

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0x04 关于Apache HttpClient

简单来说，Apache HttpClient就是一个增强版的HttpURLConnection，HttpURLConnection的所有功能都能实现，不同点是它更加关注于如何发送请求、接收响应、以及管理HTTP连接。使用HttpClient发送请求、接收响应很简单，只需如下几步：

• 创建HttpClient对象；
• 如果需要发送GET请求，则创建HttpGet对象，如果需要发送POST请求，则常见HttpPost对象；
• 如果需要发送请求参数，则可调用HttpGet、HttpPost共同的setParams(HttpParams params)方法来添加请求参数；对于HttPost对象而言，也可调用setEntity(HttpEntity entity)方法来设置请求参数；
• 调用HttpClient对象的excute(HttpUriReuest request)等方法发送请求，执行该方法返回一个HttpResponse；
• 抵用HttpResponse的getAllHeaders()、getHeaders(String name)等方法可以获取服务器的响应头；调用HttpResponse的getEntity()方法可以获取HttpEntity对象，该对象包装了服务器的响应内容，程序可通过该对象获取服务器的响应内容；

在Android6.0+谷歌官方api移除了对HttpClient的支持，如果要使用HttpClient，可在moudle的build.gradle文件中添加如下库依赖即可：

android {
	...
	useLibrary 'org.apache.http.legacy'
}

URLConnection访问网络

在很多情况下，需要保存用户浏览过的网络页面，实现这个功能：通过网址生成URL对象，然后打开链接，写入buffer，最后写入字符串中。实现代码如下：

try {
	URL newUrl = new URL("http://translate.google.com");
	URLConnection connect = newUrl.openConnection();
	DataInputStream dis = new DataInputStream(connect.getInputStream());
	BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStream(dis, "UTF-8"));
	String html = "";
	String readLine = null;
	while ((readLine = in.readLine()) != null) {
		html = html + readLine;
		Log.d("OpenWebviewActivity", readLine);
	}
	in.close();
} catch (MalformedURLException me) {
} catch (IOException ioe) {
}