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Java中基于TCP的Socket编程

article 2025/1/14 18:35:46

一、概述

Socket（套接字）是网络通信的一种机制，允许不同主机之间的进程进行通信。在Java中，Socket支持TCP（传输控制协议）和UDP（用户数据报协议）。

1、TCP协议介绍

TCP协议在通信之前需要先建立连接，数据传输过程中能保证数据的完整性和顺序性。

2、UDP协议介绍

UDP协议可用于发送数据包，所需付出的开销比TCP协议少得多，但是UDP协议传输数据包时不会按照顺序传输，也可能会在数据传输中丢失数据。

二、socket编程步骤

1、创建一个Socket服务端，指定服务要监听的端口

// port为监听端口
ServerSocket socketServer = new ServerSocket(port);

2、监听客户端连接请求并接受连接

Socket socket = serverSocket.accept();

3、通过Socket对象获取输入流，用于读取客户端发送的数据

InputStream inputStream = socket.getInputStream();

完整代码：

InputStream inputStream = socket.getInputStream();
int len;
byte[] data = new byte[1024 * 1024];
ByteArrayOutputStream byteArrayOutputStream = new ByteArrayOutputStream();
while ((len = inputStream.read(data)) != -1) {
    byteArrayOutputStream.write(data, 0, len);
}
log.info("响应数据：{}", new String(byteArrayOutputStream.toByteArray()));

4、通过Socket对象获取输出流，用于向客户端发送数据

OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();

完整代码：

// 发送数据
OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();
outputStream.write("客户端1写入数据".getBytes());
// 超时时间，单位：毫秒
socket.setSoTimeout(timeout);
// 结束写入
socket.shutdownOutput();

5、创建Socket客户端，与客户端建立连接

// ip：服务端ip，port：服务端端口
Socket socket  = new Socket(ip, port);

三、socket服务端和socket客户端的完整代码

1、socket服务端

package com.xiaobai.java_core.socket;

import lombok.extern.slf4j.Slf4j;

import java.io.ByteArrayOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;

/**
 * @Author 王天文
 * @Date 2024/12/15 17:02
 * @Description:
 */
@Slf4j
public class SocketServerBIO {

    // 服务端监听器端口
    private static final int SERVER_PORT = 15000;

    public static void main(String[] args) {

        ServerSocket serverSocket = null;
        try {
            // 服务端绑定监听器端口
            serverSocket = new ServerSocket(SERVER_PORT);
            log.info("服务端启动，等待客户端连接，监听端口：{}", SERVER_PORT);

            while (true) {
                try {
                    // 获取新的连接
                    Socket socket = serverSocket.accept();
                    log.info("客户端已连接，端口：{}", socket.getPort());

                    // 每个连接创建一个线程（可使用ThreadPoolTaskExecutor或ThreadPoolExecutor创建线程）
                    Thread connectThread = new Thread(new Runnable() {
                        @Override
                        public void run() {

                            String connectThreadName = Thread.currentThread().getName();
                            log.info("连接线程名称，{}", connectThreadName);

                            try {
                                // 按字节流方式读取数据
                                InputStream socketInputStream = socket.getInputStream();
                                int len;
                                byte[] data = new byte[1024 * 1024];
                                ByteArrayOutputStream byteArrayOutputStream = new ByteArrayOutputStream();
                                while ((len = socketInputStream.read(data)) != -1) {
                                    byteArrayOutputStream.write(data, 0, len);
                                }
                                log.info("客户端消息：{}", new String(byteArrayOutputStream.toByteArray()));

                                // 客户端响应
                                String responseMsg = "客户端响应消息" + "_" + connectThreadName;
                                OutputStream socketOutputStream = socket.getOutputStream();
                                log.info("客户端响应消息：{}", responseMsg);
                                socketOutputStream.write(responseMsg.getBytes());

                                // 服务端结束写入
                                socket.shutdownOutput();
                            } catch (IOException e) {
                                e.printStackTrace();
                            }

                        }
                    });
                    connectThread.start();

                    // 判断连接是否断开
                    if (socket.isClosed()) {
                        log.info("客户端连接已断开");
                    }
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }

        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

2、socket客户端

package com.xiaobai.java_core.socket;

import lombok.extern.slf4j.Slf4j;

import java.io.*;
import java.net.Socket;

/**
 * @Author 王天文
 * @Date 2024/12/15 18:02
 * @Description:
 */
@Slf4j
public class SocketClient {
    private static final String SERVER_IP = "127.0.0.1";
    private static final int SERVER_PORT = 15000;
    private static final int timeout = 1800000;

    public static void main(String[] args) {

        Socket socket = null;
        try {
            // 与服务端建立连接
            socket  = new Socket(SERVER_IP, SERVER_PORT);

            // 发送数据
            OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();
            outputStream.write("客户端1写入数据".getBytes());
            // 超时时间，单位：毫秒
            socket.setSoTimeout(timeout);
            // 结束写入
            socket.shutdownOutput();

            // 获取响应数据
            InputStream inputStream = socket.getInputStream();
            int len;
            byte[] data = new byte[1024 * 1024];
            ByteArrayOutputStream byteArrayOutputStream = new ByteArrayOutputStream();
            while ((len = inputStream.read(data)) != -1) {
                byteArrayOutputStream.write(data, 0, len);
            }
            log.info("响应数据：{}", new String(byteArrayOutputStream.toByteArray()));
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            if (socket != null) {
                try {
                    socket.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }
}