为什么玩游戏用UDP,看网页用TCP?

故事场景:两种不同的远程沟通方式

假设你需要和远方的朋友沟通一件重要的事情。

方式一:TCP --- 打一个重要的电话

打电话是一种非常严谨、可靠的沟通方式。

  • 1. 建立连接 (三次握手):

    • • 你拿起电话,拨号(SYN)。

    • • 朋友那边电话铃响,他拿起电话说"喂?"(SYN-ACK)。

    • • 你听到他的声音后,说"是我,能听清吗?"(ACK)。

    • • 至此,一条清晰、稳定、双向的通话线路建立完成

  • 2. 可靠传输 (确认与重传):

    • • 你说一句话,会下意识地等朋友"嗯"一声作为确认。如果他没反应,你可能会问"你还在听吗?我刚才说......",然后把刚才的话重说一遍

    • • 你说的话很长,你会把它分成几句,并按逻辑顺序说。朋友那边也会按你说的顺序理解。TCP保证了数据的完整有序

  • 3. 断开连接 (四次挥手):

    • • 聊完后,你说"那我挂了啊",朋友说"好的,再见",然后双方挂断电话,礼貌地结束通话

  • 性格总结: TCP 就像一个严谨、负责、有点啰嗦的管家。他必须确保每一个信息都被对方准确无误地、按顺序地接收到。虽然准备工作和确认过程有点慢,但绝对可靠。

方式二:UDP --- 寄一张随意的明信片

寄明信片是一种非常简单、快捷 ,但不太可靠的沟通方式。

  • 1. 无连接:

    • • 你写好一张明信片,填上地址,直接往邮筒里一扔,你的任务就结束了。你根本不需要提前确认朋友在不在家,或者他家的邮筒是不是好的。

  • 2. 不可靠传输:

    • • 这张明信片在路上可能会丢失 ,可能会被大雨淋湿字迹(数据损坏),你对此一无所知。

    • • 如果你连续寄了三张明信片,它们可能会因为不同的邮路,导致到达顺序和你寄出的顺序不一致。朋友可能先收到第三张,再收到第一张。

    • • 你完全不会收到任何"已收到"的回执

  • 性格总结: UDP 就像一个追求速度、心很大的快递小哥。他的任务就是用最快的速度把包裹扔出去,不打包票、不要求签收、不负责售后。虽然快,但可能会丢件或送错顺序。

故事总结:

特性 TCP (打电话) UDP (寄明信片)
是否连接 面向连接 (必须先"拨号"建立通话) 无连接 (直接"扔邮筒")
是否可靠 可靠 (有确认、有重传,保证送达) 不可靠 (尽力而为,可能丢失)
是否有序 有序 (保证信息按顺序到达) 无序 (可能先到后发)
速度 (准备工作和确认机制有开销) (没有额外开销,只管发送)
核心比喻 打电话 寄明信片
应用场景 要求绝对可靠 :网页浏览(HTTP)、文件传输(FTP)、电子邮件(SMTP) 追求速度,能容忍少量丢失 :在线游戏、视频直播、语音通话(VoIP)

如何选择?

  • • 当你发送的每一个字节都至关重要 ,绝不能出错或丢失时(比如网页、邮件、代码文件),选择 TCP

  • • 当你追求实时性 ,速度远比偶尔丢失一两个数据包更重要时(比如直播画面卡一下、游戏里一个位置信息更新慢了半拍),选择 UDP

第一步:核心代码

要完整实现这两种协议的通信,代码会比较长。因此,我们这里只展示它们在编程范式上最核心、最能体现差异的"骨架"代码。

1. TCP - 面向连接、可靠的信使

TCP的编程模式,就像是先建立一条专属的电话线,然后才能开始通话。

复制代码
// TCP Server - Conceptual Code
// 1. 开一家"总机"(ServerSocket),在特定端口上监听来电
ServerSocketserverSocket=newServerSocket(8080);
System.out.println("TCP 服务端:正在等待客户来电...");

// 2. 接听电话(accept),这是一个阻塞操作,会一直等到有人打进来
//    一旦接听,就建立了一个专属的通话线路(Socket)
SocketclientSocket= serverSocket.accept(); 
System.out.println("TCP 服务端:电话接通!可以开始通话了。");

// 3. 在这个专属线路上进行可靠的读写
InputStreaminput= clientSocket.getInputStream();
OutputStreamoutput= clientSocket.getOutputStream();
output.write("你好,这里是客服中心。".getBytes());
intdata= input.read(); // 读取对方发来的信息
// ...

// 4. 通话结束,挂断电话
clientSocket.close();
serverSocket.close();


// TCP Client - Conceptual Code
// 1. 拿出电话(Socket),拨打总机的号码(IP和端口)
Socketsocket=newSocket("localhost", 8080);
System.out.println("TCP 客户端:电话已拨通,连接成功!");

// 2. 在这个专属线路上进行可靠的读写
OutputStreamclientOutput= socket.getOutputStream();
InputStreamclientInput= socket.getInputStream();
clientOutput.write("我想咨询一个问题。".getBytes());
intresponse= clientInput.read(); // 读取对方的回应
// ...

// 3. 挂断电话
socket.close();

2. UDP - 无连接、尽力而为的信使

UDP的编程模式,就像是不断地往一个公共邮箱里寄送明信片,每张明信片都得写清楚收件人地址。

复制代码
// UDP Sender - Conceptual Code
// 1. 找一个"邮筒"(DatagramSocket)来寄信
DatagramSocketsocket=newDatagramSocket();
Stringmessage="紧急通知,下午三点开会!";
byte[] buffer = message.getBytes();

// 2. 写一张"明信片"(DatagramPacket),填上内容、收件人地址和端口
InetAddressaddress= InetAddress.getByName("localhost");
DatagramPacketpacket=newDatagramPacket(buffer, buffer.length, address, 9090);

// 3. 把明信片扔进邮筒,任务完成!不关心对方是否收到
System.out.println("UDP 发送方:已将通知明信片发出。");
socket.send(packet);

// 4. 关闭邮筒
socket.close();


// UDP Receiver - Conceptual Code
// 1. 在指定的"信箱"(端口)旁边准备一个"篮子"(DatagramSocket)收信
DatagramSocketsocket=newDatagramSocket(9090);
byte[] buffer = newbyte[1024];

// 2. 准备一张空白的"明信片"(DatagramPacket)来装信
DatagramPacketpacket=newDatagramPacket(buffer, buffer.length);

// 3. 等待信件投递,这是一个阻塞操作
System.out.println("UDP 接收方:正在等待接收明信片...");
socket.receive(packet); // 会一直等到有明信片进来

// 4. 收到信后,拆开看看
StringreceivedMessage=newString(packet.getData(), 0, packet.getLength());
System.out.println("UDP 接收方:收到通知:" + receivedMessage);

// 5. 关闭信箱
socket.close();
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