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wzjs 2025/8/27 20:00:15

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在日常开发中，我们经常使用封装良好的 TCP 协议栈，比如 HTTP 客户端、Moudou 网络库等，因此很少从“裸 API”角度深入了解 TCP 和 UDP 的套接字调用流程。但在一些系统底层开发或者网络编程面试中，常被问到“TCP 和 UDP 的调用流程差异”，本文旨在通过对比这两种协议的套接字接口（Socket API），帮助我们从实战角度梳理其区别，提升面试应对能力。

一、TCP 与 UDP 套接字调用流程对比

操作步骤	TCP（面向连接）	UDP（无连接）
创建套接字	`socket()`	`socket()`
绑定地址	`bind()`（可选，客户端通常不显式绑定）	`bind()`（服务端通常绑定）
监听连接	`listen()`	❌（UDP 无需监听）
接收连接	`accept()`	❌（UDP 无连接，无 accept）
连接远端	`connect()`（客户端调用）	可选：可 `connect()`，也可不调用
发送数据	`send()` / `write()`（仅在连接建立后）	`sendto()`（需提供目标地址）或 `send()`（已 connect）
接收数据	`recv()` / `read()`	`recvfrom()` 或 `recv()`（已 connect）
关闭连接	`close()`	`close()`

二、UDP 缺失的接口详解

UDP 相较于 TCP，缺失了“面向连接”的一整套接口调用，如下：

listen()
- 作用于 TCP：监听某个端口，等待连接请求。
- UDP 无需监听，因为它是无连接的，每个到来的报文可以直接接收。
accept()
- TCP 使用该函数从监听队列中取出一个已连接的 socket。
- UDP 不存在连接队列，自然也不需要 accept。
write() / send()（仅用于连接套接字）
- TCP 必须经过 connect/accept 建立连接后才能使用。
- UDP 如果未使用 connect()，不能直接调用 send，需使用 sendto()。

三、UDP 特有或灵活的接口行为

虽然接口上“缺失”了一些 TCP 所需的调用，但 UDP 也有自己灵活之处：

sendto() / recvfrom()
- 适用于无需绑定连接的场景，每次传输都指定对端地址，灵活应对多客户端。
connect() 可选
- UDP 虽是无连接，但也可以调用 connect() 来设定默认目标地址，之后就可以使用 send()/recv()，系统会隐式丢弃来自其他地址的包。
- 好处是调用时简洁，提高效率。
适合广播、多播
- TCP 无法进行广播/多播；UDP 支持通过 setsockopt() 开启广播、配置多播组。

四、开发者常见误区与面试提醒

1. “UDP 无需 `bind()`？”

❌错。UDP 服务端一般需要 bind()，否则不会接收到数据。

2. “UDP 无状态就不能使用 `connect()`？”

❌错。UDP 的 connect() 只是设定目标地址，并非建立真正连接。

3. “UDP 更简单”？

✅接口流程确实更短，但开发者需自行处理会话管理、数据可靠性、顺序等问题。

五、代码对比示例

TCP 服务器伪代码（C 风格）

int listenfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
bind(listenfd, ...);
listen(listenfd, SOMAXCONN);
int connfd = accept(listenfd, ...);
recv(connfd, ...);
send(connfd, ...);
close(connfd);

UDP 服务器伪代码

int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
bind(sockfd, ...);
recvfrom(sockfd, buffer, ..., &client_addr, ...);
sendto(sockfd, buffer, ..., &client_addr, ...);

六、适用场景差异总结

协议	特点	适用场景
TCP	面向连接、可靠、顺序、流式	Web服务、大文件传输
UDP	无连接、不保证可靠和顺序、报文式	DNS、音视频流、游戏、IoT、广播