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文章标题：如何创建和使用 Java Socket？
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在Java编程中，Socket编程是实现网络通信的一种基础且强大的方式。它允许两台或多台计算机上的应用程序通过网络相互通信，无论是局域网(LAN)还是广域网(WAN)。在Java中，java.net和java.nio.channels包提供了支持TCP和UDP协议的Socket类。由于TCP提供了面向连接的、可靠的字节流服务，因此在大多数应用场景中，我们会使用TCP Socket。以下将详细介绍如何在Java中创建和使用TCP Socket。

一、TCP Socket基础

TCP（Transmission Control Protocol，传输控制协议）是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议。在Java中，TCP Socket编程主要涉及到ServerSocket和Socket两个类。

  • ServerSocket：用于服务器端，可以监听来自客户端的连接请求。
  • Socket：用于客户端，用于连接到服务器端的ServerSocket。

二、创建服务器端

服务器端的任务主要是监听来自客户端的连接请求，并与之建立连接，然后接收数据并发送响应。

步骤1：创建ServerSocket

首先，服务器端需要创建一个ServerSocket实例，并指定一个端口号（如果为0，则系统会自动选择一个端口）。

ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(12345); // 监听12345端口

步骤2：接受客户端连接

通过ServerSocket的accept()方法，服务器可以阻塞等待直到一个连接到来。当连接到来时，accept()方法会返回一个与客户端对应的Socket对象。

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

步骤3：读取客户端数据

通过客户端的Socket对象，可以获取到输入流（InputStream或BufferedReader），然后从中读取数据。

BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(clientSocket.getInputStream()));
String inputLine;
while ((inputLine = in.readLine()) != null) {
    System.out.println("Received: " + inputLine);
    // 处理接收到的数据
}

步骤4：发送响应给客户端

同样地，通过客户端的Socket对象，也可以获取到输出流（OutputStream或PrintWriter），然后写入数据发送给客户端。

PrintWriter out = new PrintWriter(clientSocket.getOutputStream(), true);
out.println("Hello from server");

步骤5：关闭资源

完成通信后，应关闭所有打开的资源，包括Socket和ServerSocket。

clientSocket.close();
serverSocket.close();

三、创建客户端

客户端的任务是连接到服务器，发送数据，并接收服务器的响应。

步骤1：创建Socket

客户端通过指定服务器的IP地址和端口号来创建Socket实例。

Socket socket = new Socket("localhost", 12345); // 连接到本机的12345端口

步骤2：发送数据到服务器

通过Socket对象获取输出流，然后写入数据发送给服务器。

PrintWriter out = new PrintWriter(socket.getOutputStream(), true);
out.println("Hello from client");

步骤3：读取服务器响应

通过Socket对象获取输入流，然后读取服务器发送的数据。

BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
String inputLine;
while ((inputLine = in.readLine()) != null) {
    System.out.println("Server: " + inputLine);
    // 处理接收到的响应
}

步骤4：关闭资源

完成通信后，关闭Socket。

socket.close();

四、完整示例

以下是服务器端和客户端的完整示例代码。

服务器端（EchoServer.java）

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

public class EchoServer {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(12345);
        System.out.println("Server is running on port 12345");

        while (true) {
            Socket clientSocket = serverSocket.accept();
            BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(clientSocket.getInputStream()));
            PrintWriter out = new PrintWriter(clientSocket.getOutputStream(), true);

            String inputLine;
            while ((inputLine = in.readLine()) != null) {
                System.out.println("Received: " + inputLine);
                out.println(inputLine.toUpperCase()); // 将接收到的文本转换为大写后回显
            }

            clientSocket.close();
        }
    }
}

客户端（EchoClient.java）

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

public class EchoClient {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        Socket socket = new Socket("localhost", 12345);
        PrintWriter out = new PrintWriter(socket.getOutputStream(), true);
        BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));

        BufferedReader stdIn = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        String userInput;

        System.out.println("Enter messages (type 'exit' to quit):");
        while ((userInput = stdIn.readLine()) != null) {
            out.println(userInput);
            if (userInput.equalsIgnoreCase("exit"))
                break;

            System.out.println("Server: " + in.readLine());
        }

        socket.close();
    }
}

五、注意事项与进阶

  1. 异常处理：上述示例中，异常处理通过throws声明在main方法中，实际应用中可能需要更细致的异常处理逻辑。
  2. 多线程：为了同时处理多个客户端连接，服务器端通常需要使用多线程或线程池。
  3. 安全性：在实际应用中，需要考虑数据的安全性，如使用SSL/TLS加密通信。
  4. 资源管理：确保在通信完成后关闭所有资源，避免资源泄露。
  5. 性能优化：根据应用场景，可能需要对网络通信进行性能优化，如调整缓冲区大小、使用NIO（非阻塞IO）等。

六、结语

通过上面的介绍，你应该已经掌握了在Java中如何创建和使用TCP Socket进行网络通信的基本方法。Socket编程是Java网络编程的基础，掌握它对于深入理解Java网络通信机制具有重要意义。希望你在实践中不断积累经验，提升编程能力。如果你对Java网络编程有更深入的兴趣，可以访问码小课网站，那里有更多关于Java网络编程的教程和案例，帮助你进一步提升技能。

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