Java中如何進行TCP和套接字入門

今天就跟大家聊聊有關Java中如何進行TCP和套接字入門，可能很多人都不太了解，為了讓大家更加了解，小編給大家總結了以下內容，希望大家根據這篇文章可以有所收獲。

JDK 提供了對 TCP（Transmission Control Protocol，傳輸控制協議）和 UDP（User Datagram Protocol，用戶數據報協議）這兩個數據傳輸協議的支持。本文開始探討 TCP。

TCP 基礎知識

在“服務器-客戶端”這種架構中，服務器和客戶端各自維護一個端點，兩個端點需要通過網絡進行數據交換。TCP 為這種需求提供了一種可靠的流式連接，流式的意思是傳出和收到的數據都是連續的字節，沒有對數據量進行大小限制。一個端點由 IP 地址和端口構成（專業術語為“元組 {IP 地址, 端口}”）。這樣，一個連接就可以由元組 {本地地址, 本地端口, 遠程地址, 遠程端口} 來表示。

連接過程

在 TCP 編程接口中，端點體現為 TCP 套接字。共有兩種 TCP 套接字：主動和被動，“被動”狀態也常被稱為“偵聽”狀態。服務器和客戶端利用套接字進行連接的過程如下：

1、服務器創建一個被動套接字，開始循環偵聽客戶端的連接。

2、客戶端創建一個主動套接字，連接服務器。

3、服務器接受客戶端的連接，并創建一個代表該連接的主動套接字。

4、服務器和客戶端通過步驟 2 和 3 中創建的兩個主動套接字進行數據傳輸。

下面是連接過程的圖解：

一個簡單的 TCP 服務器

JDK 提供了 ServerSocket 類來代表 TCP 服務器的被動套接字。下面的代碼演示了一個簡單的 TCP 服務器（多線程阻塞模式），它不斷偵聽并接受客戶端的連接，然后將客戶端發送過來的文本按行讀取，全文轉換為大寫后返回給客戶端，直到客戶端發送文本行 bye：

public class TcpServer implements Runnable {       private ServerSocket serverSocket;           public TcpServer(int port) throws IOException {           // 創建綁定到某個端口的 TCP 服務器被動套接字。           serverSocket = new ServerSocket(port);       }           @Override     public void run() {           while (true) {               try {                   // 以阻塞的方式接受一個客戶端連接，返回代表該連接的主動套接字。                   Socket socket = serverSocket.accept();                   // 在新線程中處理客戶端連接。                   new Thread(new ClientHandler(socket)).start();               } catch (IOException ex) {                   ex.printStackTrace();               }           }       }   }       public class ClientHandler implements Runnable {       private Socket socket;           public ClientHandler(Socket socket) {           this.socket = Objects.requireNonNull(socket);       }           @Override     public void run() {           try (Socket s = socket) {  // 減少代碼量的花招……               // 包裝套接字的輸入流以讀取客戶端發送的文本行。               BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(                       s.getInputStream(), StandardCharsets.UTF_8));               // 包裝套接字的輸出流以向客戶端發送轉換結果。               PrintWriter out = new PrintWriter(new OutputStreamWriter(                       s.getOutputStream(), StandardCharsets.UTF_8), true);                   String line = null;               while ((line = in.readLine()) != null) {                   if (line.equals("bye")) {                       break;                   }                       // 將轉換結果輸出給客戶端。                   out.println(line.toUpperCase(Locale.ENGLISH));               }           } catch (IOException ex) {               ex.printStackTrace();           }       }   }

阻塞模式的編程方式簡單，但存在性能問題，因為服務器線程會卡死在接受客戶端的 accept() 方法上，不能有效利用資源。套接字支持非阻塞模式，現在暫時略過。

一個簡單的 TCP 客戶端

JDK 提供了 Socket 類來代表 TCP 客戶端的主動套接字。下面的代碼演示了上述服務器的客戶端：

public class TcpClient implements Runnable {       private Socket socket;           public TcpClient(String host, int port) throws IOException {           // 創建連接到服務器的套接字。           socket = new Socket(host, port);       }           @Override     public void run() {           try (Socket s = socket) {  // 再次減少代碼量……               // 包裝套接字的輸出流以向服務器發送文本行。               PrintWriter out = new PrintWriter(new OutputStreamWriter(                       s.getOutputStream(), StandardCharsets.UTF_8), true);               // 包裝套接字的輸入流以讀取服務器返回的文本行。               BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(                       s.getInputStream(), StandardCharsets.UTF_8));                   Console console = System.console();               String line = null;               while ((line = console.readLine()) != null) {                   if (line.equals("bye")) {                       break;                   }                       // 將文本行發送給服務器。                   out.println(line);                   // 打印服務器返回的文本行。                   console.writer().println(in.readLine());               }                   // 通知服務器關閉連接。               out.println("bye");           } catch (IOException ex) {               ex.printStackTrace();           }       }   }

從 JDK 文檔可以看到，ServerSocket 和 Socket 在初始化的時候，可以設定一些參數，還支持延遲綁定。這些東西對性能和行為都有所影響。后續兩篇文章將分別詳解這兩個類的初始化。

看完上述內容，你們對Java中如何進行TCP和套接字入門有進一步的了解嗎？如果還想了解更多知識或者相關內容，請關注億速云行業資訊頻道，感謝大家的支持。