面试题：Rust中同步网络I/O的基础类型与操作

Question

在Rust的同步网络I/O场景下，简述`TcpStream`和`UdpSocket`这两个基础类型的主要用途和区别。并且举例说明如何使用`TcpStream`建立一个简单的客户端连接到指定服务器，并发送一段文本数据。

Answer 1

TcpStream和UdpSocket的主要用途和区别

1. 主要用途
   • TcpStream：用于TCP协议的网络通信。TCP是一种面向连接的、可靠的传输协议，适用于对数据准确性和顺序要求较高的场景，如文件传输、HTTP 协议等。
   • UdpSocket：用于UDP协议的网络通信。UDP是一种无连接的、不可靠的传输协议，它的优点是速度快、开销小，适用于对实时性要求高但对数据准确性要求相对较低的场景，如视频流、音频流传输等。
2. 区别
   • 连接特性：
     • TcpStream需要在通信双方建立连接，通过三次握手来确保连接的可靠性。
     • UdpSocket无需建立连接，直接向目标地址发送数据。
   • 可靠性：
     • TcpStream保证数据的有序传输和完整性，丢失的数据会重传。
     • UdpSocket不保证数据的可靠传输，可能会出现数据丢失或乱序的情况。
   • 效率：
     • TcpStream由于要保证可靠性，有额外的开销，在某些场景下效率相对较低。
     • UdpSocket由于没有连接建立和重传机制，效率较高，尤其是在传输少量数据时。

使用TcpStream建立简单客户端连接并发送文本数据示例

use std::net::TcpStream;
use std::io::{Write, Read};

fn main() -> std::io::Result<()> {
    // 建立到指定服务器的TCP连接
    let mut stream = TcpStream::connect("127.0.0.1:8080")?;

    // 要发送的文本数据
    let data = "Hello, Server!";

    // 向服务器发送数据
    stream.write_all(data.as_bytes())?;

    // 接收服务器的响应
    let mut buffer = [0; 1024];
    let bytes_read = stream.read(&mut buffer)?;
    let response = String::from_utf8_lossy(&buffer[..bytes_read]);

    println!("Received from server: {}", response);

    Ok(())
}

在上述代码中：

1. 使用TcpStream::connect方法连接到指定的服务器地址127.0.0.1:8080。
2. 定义要发送的文本数据Hello, Server!。
3. 使用stream.write_all方法将数据发送到服务器。
4. 使用stream.read方法接收服务器的响应，并将其打印出来。