面试题：网络编程之非阻塞Socket协议选择基础

Question

在非阻塞Socket编程中，TCP和UDP协议各自有什么特点，在哪些场景下会优先选择TCP，哪些场景下会优先选择UDP？

Answer 1

TCP特点

1. 面向连接：在数据传输之前，需要通过三次握手建立连接，传输完成后通过四次挥手释放连接。这确保了通信双方的状态同步，提供了可靠的数据传输环境。
2. 可靠传输：通过序列号、确认应答机制以及超时重传机制，保证数据无差错、不丢失、不重复且按序到达。
3. 流量控制：利用窗口机制，接收方根据自身接收能力，向发送方通告自己的接收窗口大小，防止发送方发送数据过快导致接收方缓冲区溢出。
4. 拥塞控制：当网络出现拥塞时，TCP会通过调整发送窗口大小等机制来降低发送速率，避免网络进一步拥塞。

UDP特点

1. 无连接：发送数据前不需要建立连接，直接将数据封装成UDP数据包发送出去，减少了连接建立和释放的开销。
2. 不可靠传输：不保证数据一定能到达接收方，也不保证数据的顺序和完整性。没有确认应答机制和重传机制。
3. 面向报文：UDP对应用层交下来的报文，既不合并，也不拆分，而是保留报文的边界，直接封装成UDP数据包发送。
4. 传输效率高：由于没有连接建立、流量控制、拥塞控制等机制，UDP的传输效率相对较高，适合对实时性要求高但对数据准确性要求相对较低的场景。

优先选择TCP的场景

1. 文件传输：如FTP文件传输，文件的完整性至关重要，不能出现数据丢失或错误，TCP的可靠传输能保证文件准确无误地传输。
2. 电子邮件：邮件内容包含重要信息，需要确保邮件完整地发送到收件人服务器，TCP协议能满足这一需求。
3. 远程登录：像SSH远程登录，用户输入的命令和服务器返回的结果都必须准确无误，TCP的可靠特性保证了交互的正确性。

优先选择UDP的场景

1. 实时视频流：如网络视频会议、在线直播等场景，对实时性要求极高，偶尔丢失一些数据包对视频观看体验影响不大，而TCP的重传机制可能会导致延迟增加，影响实时性，所以优先选择UDP。
2. 实时音频流：如语音通话，更注重声音的实时传输，少量数据丢失可能只是造成短暂的声音卡顿，对整体通话影响较小，UDP的高传输效率能满足实时音频传输的需求。
3. DNS查询：DNS查询通常数据量较小，且对响应速度要求较高，即使偶尔丢失查询请求，客户端可以重新发起查询，因此UDP适用于DNS查询场景。