Java 中的 Socket 编程入门教程

Socket 是网络通信的基础，用于在计算机之间建立连接并交换数据。本文将介绍 Java 中的 Socket 编程，包括其背景、工作原理、常见用法，以及如何实现一个简单的客户端和服务端通信。

Socket 的背景与工作原理

背景

Socket 的定义
Socket 是网络通信的端点，允许两个应用程序通过网络进行数据交换。
Socket 的分类

* TCP Socket：基于传输控制协议 (TCP)，提供可靠的、面向连接的通信。

* UDP Socket：基于用户数据报协议 (UDP)，提供无连接的、快速但不可靠的通信。

Socket 的核心作用

* 建立连接：通过 IP 地址和端口号标识通信端点。

* 数据传输：实现应用程序之间的消息发送和接收。

工作原理

服务器端

* 绑定地址和端口，监听客户端连接请求。

* 与客户端建立连接后，通过输入输出流交换数据。

客户端

* 向服务器发送连接请求。

* 建立连接后，进行数据传输。

总结：Socket 是应用层和传输层之间的桥梁，封装了复杂的底层网络通信逻辑，使开发者可以专注于数据传输和处理。

Socket 编程的关键 API

1. 服务端相关 API

ServerSocket：监听特定端口的客户端连接。
accept() ：阻塞方法，等待并接受客户端连接。
getInputStream() & getOutputStream() ：用于接收和发送数据。

2. 客户端相关 API

Socket：表示一个客户端到服务器的连接。
connect() ：连接到指定服务器。
getInputStream() & getOutputStream() ：与服务端交换数据。

示例：实现简单的客户端-服务端通信

以下示例展示了如何使用 Java 实现一个 TCP Socket 通信。

服务端代码


import java.io.*;

import java.net.*;




public class Server {

    public static void main(String[] args) {

        int port = 12345; // 服务端监听端口

        try (ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(port)) {

            System.out.println("服务端已启动，等待客户端连接...");

            Socket socket = serverSocket.accept(); // 等待客户端连接




            // 获取输入输出流

            InputStream input = socket.getInputStream();

            BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(input));

            OutputStream output = socket.getOutputStream();

            PrintWriter writer = new PrintWriter(output, true);




            // 接收客户端消息

            String message = reader.readLine();

            System.out.println("接收到客户端消息: " + message);




            // 向客户端发送响应

            writer.println("Hello, Client! 我是服务端。");




            socket.close();

        } catch (IOException e) {

            e.printStackTrace();

        }

    }

}

客户端代码


import java.io.*;

import java.net.*;




public class Client {

    public static void main(String[] args) {

        String host = "localhost"; // 服务器地址

        int port = 12345; // 服务器端口

        try (Socket socket = new Socket(host, port)) {

            // 获取输入输出流

            OutputStream output = socket.getOutputStream();

            PrintWriter writer = new PrintWriter(output, true);

            InputStream input = socket.getInputStream();

            BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(input));




            // 向服务端发送消息

            writer.println("Hello, Server! 我是客户端。");




            // 接收服务端响应

            String response = reader.readLine();

            System.out.println("接收到服务端响应: " + response);

        } catch (IOException e) {

            e.printStackTrace();

        }

    }

}