如何创建一个简单的TCP客户端和服务器进行通信？

题目

如何创建一个简单的TCP客户端和服务器进行通信？

信息

• 类型：问答
• 难度：⭐

考点

TCP Socket编程, 客户端/服务器模型, 基本IO操作

快速回答

实现TCP通信需要分别创建服务器端和客户端：

• 服务器端：创建ServerSocket监听端口，通过accept()接收连接，获取输入输出流
• 客户端：创建Socket连接服务器，获取输入输出流
• 通信流程：客户端发送数据 → 服务器接收并回复 → 客户端读取回复
• 关键类：java.net.ServerSocket（服务器）, java.net.Socket（客户端）

1. 原理说明

TCP是一种面向连接的可靠传输协议。Java中使用Socket和ServerSocket实现：

• ServerSocket：在服务器端监听指定端口，等待客户端连接
• Socket：客户端主动连接服务器，或服务器接受连接后创建的通信端点
• 数据流：通过Socket的InputStream和OutputStream进行双向数据传输

2. 代码示例

服务器端代码

// SimpleServer.java
import java.io.*;
import java.net.*;

public class SimpleServer {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 1. 创建ServerSocket监听8888端口
        try (ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8888)) {
            System.out.println("服务器启动，等待连接...");

            // 2. 接受客户端连接（阻塞等待）
            try (Socket clientSocket = serverSocket.accept();
                 BufferedReader in = new BufferedReader(
                     new InputStreamReader(clientSocket.getInputStream()));
                 PrintWriter out = new PrintWriter(
                     clientSocket.getOutputStream(), true)) {

                System.out.println("客户端已连接");

                // 3. 读取客户端消息
                String clientMessage = in.readLine();
                System.out.println("收到客户端消息: " + clientMessage);

                // 4. 发送响应
                out.println("你好客户端，已收到你的消息: " + clientMessage);
            }
        }
    }
}

客户端代码

// SimpleClient.java
import java.io.*;
import java.net.*;

public class SimpleClient {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 1. 连接服务器（localhost:8888）
        try (Socket socket = new Socket("localhost", 8888);
             PrintWriter out = new PrintWriter(
                 socket.getOutputStream(), true);
             BufferedReader in = new BufferedReader(
                 new InputStreamReader(socket.getInputStream()))) {

            // 2. 发送消息到服务器
            out.println("Hello Server!");

            // 3. 读取服务器响应
            String response = in.readLine();
            System.out.println("服务器响应: " + response);
        }
    }
}

3. 最佳实践

• 资源关闭：使用try-with-resources确保Socket和流自动关闭
• 缓冲流：使用BufferedReader/PrintWriter提升IO效率
• 异常处理：实际代码需捕获IOException并处理
• 端口选择：使用1024以上的端口（0-1023为系统保留）

4. 常见错误

• 端口冲突：端口已被占用导致ServerSocket创建失败
• 连接拒绝：客户端连接地址/端口错误或服务器未启动
• 流关闭顺序：先关闭输出流可能导致输入流异常
• 阻塞问题：readLine()会阻塞直到收到换行符或流关闭

5. 扩展知识

• 多客户端处理：服务器需用多线程（每个Socket一个线程）
• UDP通信：使用DatagramSocket实现无连接通信
• NIO：Java New I/O提供非阻塞式网络编程（Selector/Channel）
• 超时设置：setSoTimeout()防止无限期阻塞