教你轻松读懂Java中的Socket编程("轻松掌握Java Socket编程：从入门到实践")

原创

ithorizon 4周前 (10-20) 阅读数 14 #后端开发

轻松掌握Java Socket编程：从入门到实践

一、Socket编程简介

Socket编程是计算机网络编程的基础，它允许计算机之间通过网络进行通信。在Java中，Socket编程重点涉及到两个类：Socket和ServerSocket。Socket类用于实现客户端，而ServerSocket类用于实现服务端。

二、Java Socket编程基本概念

在进行Java Socket编程之前，我们需要了解以下几个基本概念：

IP地址：用于标识网络中的每台计算机的唯一地址。

端口号：用于标识计算机上的应用程序。

协议：规定了数据传输的格式和规则，如TCP和UDP。

三、Java Socket编程入门

下面我们将通过一个单纯的例子来介绍Java Socket编程的基本步骤。

3.1 创建服务端ServerSocket

首先，我们需要创建一个ServerSocket对象，并指定端口号。端口号范围从0到65535，其中0到1023为系统端口，1024到65535为用户端口。


ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(12345);

3.2 等待客户端连接

通过调用ServerSocket的accept()方法，等待客户端的连接。


Socket socket = serverSocket.accept();

3.3 创建客户端Socket

客户端需要创建一个Socket对象，并指定服务器的IP地址和端口号。


Socket socket = new Socket("127.0.0.1", 12345);

3.4 数据传输

在构建连接后，我们可以通过Socket对象的输入输出流进行数据传输。

3.5 关闭Socket

数据传输完成后，我们需要关闭Socket，释放资源。


socket.close();
serverSocket.close();

四、Java Socket编程进阶

在实际应用中，我们大概会遇到多线程、长连接等繁复场景。下面我们将对这些场景进行介绍。

4.1 多线程处理客户端连接

当服务器端需要处理多个客户端连接时，我们可以使用多线程来尽大概降低损耗程序的并发性能。


while (true) {
    Socket socket = serverSocket.accept();
    new Thread(new ClientHandler(socket)).start();
}

其中，ClientHandler是一个实现了Runnable接口的类，用于处理客户端请求。

4.2 长连接

在某些场景下，客户端和服务器之间需要保持长时间的连接。这时，我们可以使用长连接来优化网络通信。

客户端在发送请求后，不关闭Socket，而是等待服务器响应。服务器在处理完请求后，也不关闭Socket，而是继续等待下一个请求。

五、Java Socket编程实践

下面我们将通过一个单纯的聊天室程序来实践Java Socket编程。

5.1 服务器端

服务器端需要创建一个ServerSocket，监听指定端口，并处理客户端连接。


public class ChatServer {
    private static final int PORT = 12345;
    private static ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(10);
    private static ConcurrentHashMap<Socket, String> clients = new ConcurrentHashMap<>();
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(PORT);
        System.out.println("服务器已启动，等待客户端连接...");
        while (true) {
            Socket clientSocket = serverSocket.accept();
            executorService.submit(new ClientHandler(clientSocket));
        }
    }
}

5.2 客户端

客户端需要创建一个Socket，连接到服务器，并接收服务器发送的消息。


public class ChatClient {
    private static final String SERVER_IP = "127.0.0.1";
    private static final int SERVER_PORT = 12345;
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        Socket socket = new Socket(SERVER_IP, SERVER_PORT);
        // 省略数据处理逻辑
    }
}

5.3 数据处理

在服务器端和客户端，我们需要对数据进行读取和发送。这里以服务器端的ClientHandler类为例，展示数据处理逻辑。


public class ClientHandler implements Runnable {
    private Socket socket;
    private BufferedReader reader;
    private PrintWriter writer;
    public ClientHandler(Socket socket) {
        this.socket = socket;
        try {
            reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
            writer = new PrintWriter(socket.getOutputStream(), true);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
    @Override
    public void run() {
        try {
            String message;
            while ((message = reader.readLine()) != null) {
                // 省略消息处理逻辑
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            try {
                socket.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}