TCP應用場景詳解

一、網路通信

TCP是一種可靠的傳輸協議，它保證了數據的可靠傳輸。在網路通信中，TCP協議被廣泛應用。例如，電子郵件、FTP文件傳輸、HTTP網頁瀏覽等都是基於TCP/IP協議的。

以下是一個基於TCP協議的簡單聊天室伺服器和客戶端代碼示例：

// 伺服器端代碼
import java.io.*;
import java.net.*;

public class ChatServer {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            ServerSocket ss = new ServerSocket(8080); // 創建伺服器套接字
            System.out.println("伺服器已經啟動...");
            while (true) {
                Socket s = ss.accept(); // 接收客戶端套接字
                System.out.println("客戶端已經連接...");
                InputStream is = s.getInputStream(); // 獲取輸入流
                OutputStream os = s.getOutputStream(); // 獲取輸出流
                BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(is)); // 讀取客戶端發送的信息
                PrintWriter pw = new PrintWriter(new OutputStreamWriter(os), true); // 將服務端消息回傳給客戶端
                pw.println("歡迎來到聊天室！");
                while (true) {
                    String str = br.readLine();
                    if (str.equals("end")) {
                        break;
                    }
                    System.out.println("客戶端說：" + str);
                    pw.println("伺服器說：" + str);
                }
                s.close(); // 關閉客戶端套接字
                System.out.println("客戶端已經關閉...");
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

// 客戶端代碼
import java.io.*;
import java.net.*;

public class ChatClient {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            Socket s = new Socket("127.0.0.1", 8080); // 創建客戶端套接字並連接伺服器
            InputStream is = s.getInputStream(); // 獲取輸入流
            OutputStream os = s.getOutputStream(); // 獲取輸出流
            BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(is)); // 讀取服務端發送的信息
            PrintWriter pw = new PrintWriter(new OutputStreamWriter(os), true); // 將客戶端消息發送給服務端
            while (true) {
                String str = br.readLine();
                if (str == null) {
                    break;
                }
                System.out.println(str);
                BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
                pw.println(reader.readLine());
            }
            s.close(); // 關閉客戶端套接字
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

二、文件傳輸

TCP協議可以保證數據的可靠傳輸，因此在文件傳輸的場景下，TCP協議也是很常用的。例如，在FTP文件傳輸、P2P文件共享等應用中，都廣泛使用了TCP協議。

以下是一個基於TCP協議的文件傳輸伺服器和客戶端代碼示例：

// 伺服器端代碼
import java.io.*;
import java.net.*;

public class FileServer {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            ServerSocket ss = new ServerSocket(8080); // 創建伺服器套接字
            System.out.println("伺服器已經啟動...");
            while (true) {
                Socket s = ss.accept(); // 接收客戶端套接字
                System.out.println("客戶端已經連接...");
                InputStream is = s.getInputStream(); // 獲取輸入流
                OutputStream os = s.getOutputStream(); // 獲取輸出流
                BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(is); // 創建輸入緩衝流
                BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("file.txt")); // 創建輸出緩衝流
                byte[] buffer = new byte[1024];
                int len;
                while ((len = bis.read(buffer, 0, buffer.length)) != -1) {
                    bos.write(buffer, 0, len);
                }
                bos.flush();
                bos.close();
                bis.close();
                s.close(); // 關閉客戶端套接字
                System.out.println("客戶端已經關閉...");
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

// 客戶端代碼
import java.io.*;
import java.net.*;

public class FileClient {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            Socket s = new Socket("127.0.0.1", 8080); // 創建客戶端套接字並連接伺服器
            InputStream is = s.getInputStream(); // 獲取輸入流
            OutputStream os = s.getOutputStream(); // 獲取輸出流
            BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream("file.txt")); // 創建輸入緩衝流
            BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(os); // 創建輸出緩衝流
            byte[] buffer = new byte[1024];
            int len;
            while ((len = bis.read(buffer, 0, buffer.length)) != -1) {
                bos.write(buffer, 0, len);
            }
            bos.flush();
            bos.close();
            bis.close();
            s.close(); // 關閉客戶端套接字
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

三、遠程控制

在遠程控制場景下，TCP協議也是非常重要的。例如，在遠程桌面控制、遠程維護等應用中，都需要使用TCP協議。

以下是一個基於TCP協議的遠程控制伺服器和客戶端代碼示例：

// 伺服器端代碼
import java.awt.*;
import java.io.*;
import java.net.*;

public class RemoteServer {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            ServerSocket ss = new ServerSocket(8080); // 創建伺服器套接字
            System.out.println("伺服器已經啟動...");
            while (true) {
                Socket s = ss.accept(); // 接收客戶端套接字
                System.out.println("客戶端已經連接...");
                OutputStream os = s.getOutputStream();
                Dimension screenSize = Toolkit.getDefaultToolkit().getScreenSize();
                Robot robot = new Robot();
                int width = (int) screenSize.getWidth();
                int height = (int) screenSize.getHeight();
                Rectangle screenRect = new Rectangle(0, 0, width, height);
                BufferedImage image = robot.createScreenCapture(screenRect);
                ImageIO.write(image, "jpg", os);
                os.flush();
                os.close();
                s.close(); // 關閉客戶端套接字
                System.out.println("客戶端已經關閉...");
            }
        } catch (IOException | AWTException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

// 客戶端代碼
import java.awt.*;
import java.io.*;
import java.net.*;

import javax.imageio.ImageIO;
import javax.swing.ImageIcon;
import javax.swing.JFrame;
import javax.swing.JLabel;

public class RemoteClient {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            Socket s = new Socket("127.0.0.1", 8080); // 創建客戶端套接字並連接伺服器
            InputStream is = s.getInputStream(); // 獲取輸入流
            byte[] buffer = new byte[1024];
            BufferedImage image = ImageIO.read(is);
            ImageIcon icon = new ImageIcon(image);
            JFrame frame = new JFrame("遠程監控");
            frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
            frame.setContentPane(new JLabel(icon));
            frame.pack();
            frame.setVisible(true);
            is.close();
            s.close(); // 關閉客戶端套接字
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

四、音視頻傳輸

TCP協議在音視頻傳輸場景下並不常用，因為它的可靠性會對音視頻傳輸的實時性產生影響。在音視頻傳輸場景下，一般會選擇UDP協議，以獲得更好的實時性。

以下是一個基於TCP協議的音視頻傳輸伺服器和客戶端代碼示例：

// 伺服器端代碼
import java.io.*;
import java.net.*;

public class AVServer {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            ServerSocket ss = new ServerSocket(8080); // 創建伺服器套接字
            System.out.println("伺服器已經啟動...");
            while (true) {
                Socket s = ss.accept(); // 接收客戶端套接字
                System.out.println("客戶端已經連接...");
                InputStream is = s.getInputStream(); // 獲取輸入流
                OutputStream os = s.getOutputStream(); // 獲取輸出流
                byte[] buffer = new byte[1024];
                int len;
                while ((len = is.read(buffer, 0, buffer.length)) != -1) {
                    os.write(buffer, 0, len);
                    os.flush();
                }
                os.close();
                is.close();
                s.close(); // 關閉客戶端套接字
                System.out.println("客戶端已經關閉...");
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

// 客戶端代碼
import java.io.*;
import java.net.*;

public class AVClient {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            Socket s = new Socket("127.0.0.1", 8080); // 創建客戶端套接字並連接伺服器
            InputStream is = new FileInputStream("av.mp4"); // 獲取輸入流
            OutputStream os = s.getOutputStream(); // 獲取輸出流
            byte[] buffer = new byte[1024];
            int len;
            while ((len = is.read(buffer, 0, buffer.length)) != -1) {
                os.write(buffer, 0, len); // 寫入數據
                os.flush();
            }
            os.close();
            is.close();
            s.close(); // 關閉客戶端套接字
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}