问题: Socket 通信的基本流程是什么（客户端和服务端）？

👇 点击展开/折叠 面试背诵模板（建议先背这个） Socket 通信遵循客户端-服务端模型。服务端流程：socket() 创建监听套接字 → bind() 绑定 IP 和端口 → listen() 进入被动监听状态 → accept() 阻塞等待客户端连接（完成 TCP 三次握手），返回新套接字用于数据收发 → recv()/send() 交换数据 → close() 关闭连接。客户端流程：socket() 创建套接字 → connect() 向服务端发起连接请求 → send()/recv() 交换数据 → close() 关闭连接。TCP 是面向连接的可靠流式传输，UDP 无需 connect 和 listen，直接 sendto/recvfrom。
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服务端与客户端核心调用对照表

阶段 服务端调用 客户端调用 说明
创建套接字 socket() socket() 指定地址族（AF_INET）和协议（SOCK_STREAM）
绑定地址 bind() （可选） 服务端需固定端口，客户端由系统分配临时端口
监听/连接 listen() connect() 服务端进入被动队列，客户端发起三次握手
接受连接 accept() （阻塞等待） 返回新的客户端套接字 fd
数据收发 recv() / send() recv() / send() 应用层协议解析，注意粘包问题
关闭连接 close() close() 触发四次挥手释放资源

TCP 三次握手与 accept/connect 的对应关系

  • 客户端调用 connect() 后，内核发送 SYN 包，进入 SYN_SENT 状态。
  • 服务端在 listen() 后，内核收到 SYN 回复 SYN+ACK，进入 SYN_RCVD 状态。
  • 客户端收到 SYN+ACK 回复 ACK，进入 ESTABLISHED，connect() 返回。
  • 服务端收到 ACK 进入 ESTABLISHED，但 accept() 仅在完成队列中有连接时返回（三次握手完成后）。因此 accept() 的返回标志着连接已可用，而非正在握手。

Python 代码模拟（TCP 回显服务）

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# server.py（服务端）
import socket
server = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
server.bind(('0.0.0.0', 8080))
server.listen(5)
print("服务端监听中...")
while True:
    client, addr = server.accept()
    data = client.recv(1024)
    client.send(b'echo: ' + data)
    client.close()

# client.py（客户端）
client = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
client.connect(('127.0.0.1', 8080))
client.send(b'hello')
resp = client.recv(1024)
print(resp.decode())   # echo: hello
client.close()

三次握手与四次挥手的核心时序（补充）

阶段 触发动作 网络包 状态变化
三次握手 connect() 客户端发起 SYN →, ← SYN+ACK, ACK → CLOSED → ESTABLISHED
数据传输 send() / recv() PSH/ACK 数据包 ESTABLISHED
四次挥手 主动调用 close() FIN →, ← ACK, ← FIN, ACK → FIN_WAIT → CLOSED

常见阻塞点与 I/O 模型选择

  • accept()、recv()、connect() 默认均为阻塞调用，若需非阻塞，需设置 setblocking(False) 或使用 select/poll/epoll 多路复用。
  • 阻塞 recv() 在连接断开时返回空字节串（b’’），需据此检测对端关闭。
  • 大并发场景下，单线程阻塞模型无法应对，建议使用多线程（每连接一线程）或异步 IO（如 asyncio）和事件驱动框架（如 Twisted、Tornado）。