Java Socket 編程入門指南

Java Socket 編程是一個常見的網絡編程技術，它允許程序員在不同計算機之間建立網絡通信連接。在本指南中，我們將深入介紹 Java Socket 編程及其基本組成部分，以及如何使用 Socket 完成網絡通信。

一、Socket 概述

Java Socket 是網絡編程中最基本的部分。Socket 類封裝了一個套接字，它是一個 IP 地址和端口號的組合。通過 Socket，我們可以在不同的計算機之間建立連接通信。Socket 以 TCP 或 UDP 協議傳輸數據，它提供了一種簡單而又強大的客戶端/服務器編程方法。

二、Socket 創建

Java Socket 類有兩種構造函數，它們各自用於創建不同類型的套接字。

• 創建 TCP Socket：

  Socket socket = new Socket(String host, int port);

• 創建 UDP Socket：

  DatagramSocket socket = new DatagramSocket(int port);

三、TCP Socket 通信

TCP 協議提供可靠的面向連接的服務，它使用三次握手建立連接，保證了數據的可靠傳輸。在 TCP Socket 通信中，客戶端首先向服務器發起連接請求，服務器接受請求並返回確認信息，之後客戶端和服務器之間可以進行數據的傳輸。

下面是一個使用 TCP Socket 客戶端和服務器的示例代碼：

服務器端：

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

public class TCPServer {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        ServerSocket server = new ServerSocket(8888);
        Socket socket = server.accept(); // 監聽客戶端連接
        InputStream in = socket.getInputStream();
        OutputStream out = socket.getOutputStream();

        byte[] data = new byte[1024];
        int len = in.read(data);
        String request = new String(data, 0, len);
        System.out.println("接收到客戶端請求：" + request);

        String response = "歡迎使用 Socket 編程！";
        out.write(response.getBytes());

        in.close();
        out.close();
        socket.close();
    }
}

客戶端：

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

public class TCPClient {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        Socket socket = new Socket("127.0.0.1", 8888);
        InputStream in = socket.getInputStream();
        OutputStream out = socket.getOutputStream();

        String request = "Socket 編程示例";
        out.write(request.getBytes());

        byte[] data = new byte[1024];
        int len = in.read(data);
        String response = new String(data, 0, len);
        System.out.println("接收到服務器響應：" + response);

        in.close();
        out.close();
        socket.close();
    }
}

四、UDP Socket 通信

UDP 協議提供不可靠的無連接服務，它沒有建立連接的過程，並不保證數據傳輸的可靠性。在 UDP Socket 通信中，客戶端和服務器之間通過數據報進行通信。

下面是一個使用 UDP Socket 的示例代碼：

服務器端：

import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;

public class UDPServer {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        DatagramSocket server = new DatagramSocket(8888);

        byte[] data = new byte[1024];
        DatagramPacket packet = new DatagramPacket(data, data.length);
        server.receive(packet);

        String request = new String(packet.getData(), 0, packet.getLength());
        System.out.println("接收到客戶端請求：" + request);

        String response = "歡迎使用 Socket 編程！";
        DatagramPacket outPacket = new DatagramPacket(response.getBytes(), response.getBytes().length, packet.getAddress(), packet.getPort());
        server.send(outPacket);

        server.close();
    }
}

客戶端：

import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetAddress;

public class UDPClient {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        DatagramSocket client = new DatagramSocket();

        String request = "Socket 編程示例";
        DatagramPacket outPacket = new DatagramPacket(request.getBytes(), request.getBytes().length, InetAddress.getByName("127.0.0.1"), 8888);
        client.send(outPacket);

        byte[] data = new byte[1024];
        DatagramPacket inPacket = new DatagramPacket(data, data.length);
        client.receive(inPacket);

        String response = new String(inPacket.getData(), 0, inPacket.getLength());
        System.out.println("接收到服務器響應：" + response);

        client.close();
    }
}

五、總結

本文介紹了 Java Socket 編程的基本概念、創建、TCP Socket 和 UDP Socket 通信。高效的 Socket 編程可以用於實現各種網絡應用程序，例如：Web 服務器、聊天程序、文件傳輸程序等。學好 Socket 編程，對於高效的網絡編程至關重要。