【网络原理】使用Java基于TCP搭建简单客户端与服务器通信

在现代网络编程中，TCP（传输控制协议）是最常用的协议之一。它提供了可靠的、面向连接的字节流服务。本文将通过Java语言实现一个简单的TCP客户端与服务器通信示例，帮助读者理解TCP的基本概念和Java网络编程。

一、TCP的基本概念

TCP是一种面向连接的协议，通信的双方在数据传输前必须先建立一个连接。TCP可以保证数据的完整性和顺序，并且支持流量控制和拥塞控制。在Java中，使用Socket类进行TCP客户端编程，使用ServerSocket类进行服务器编程。

二、代码示例

我们将构建一个简单的TCP服务器和客户端。服务器端会接收客户端发送的消息并返回一个确认消息。

1. 服务器代码

下面是简单的TCP服务器实现：

import java.io.BufferedReader;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.OutputStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;

public class SimpleTcpServer {
    public static void main(String[] args) {
        int port = 12345; // 设置端口号
        try (ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(port)) {
            System.out.println("服务器正在运行，等待客户端连接...");

            // 循环接收客户端的连接
            while (true) {
                Socket clientSocket = serverSocket.accept();
                System.out.println("客户端已连接：" + clientSocket.getInetAddress());

                // 处理客户端请求
                new Thread(new ClientHandler(clientSocket)).start();
            }
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

class ClientHandler implements Runnable {
    private Socket clientSocket;

    public ClientHandler(Socket socket) {
        this.clientSocket = socket;
    }

    @Override
    public void run() {
        try {
            // 创建输入流以读取客户端消息
            BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(clientSocket.getInputStream()));
            // 创建输出流以发送信息给客户端
            OutputStream out = clientSocket.getOutputStream();

            String message;
            while ((message = in.readLine()) != null) {
                System.out.println("收到来自客户端的消息: " + message);
                out.write("消息已收到\n".getBytes());
                out.flush();
            }
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            try {
                clientSocket.close();
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

2. 客户端代码

下面是简单的TCP客户端实现：

import java.io.BufferedReader;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.OutputStream;
import java.net.Socket;
import java.util.Scanner;

public class SimpleTcpClient {
    public static void main(String[] args) {
        String serverAddress = "localhost"; // 服务器地址
        int port = 12345; // 服务器端口

        try (Socket socket = new Socket(serverAddress, port)) {
            System.out.println("成功连接到服务器：" + serverAddress + ":" + port);

            // 创建输出流以发送消息给服务器
            OutputStream out = socket.getOutputStream();
            // 创建输入流以读取服务器返回的消息
            BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));

            Scanner scanner = new Scanner(System.in);
            String message;

            while (true) {
                System.out.print("请输入要发送的消息 (输入exit退出): ");
                message = scanner.nextLine();
                if ("exit".equalsIgnoreCase(message)) {
                    break; // 退出循环
                }
                out.write((message + "\n").getBytes());
                out.flush();

                // 读取服务器的回复
                String response = in.readLine();
                System.out.println("服务器回复: " + response);
            }
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

三、运行方法

1. 首先，运行SimpleTcpServer类的main方法启动服务器。
2. 然后，运行SimpleTcpClient类的main方法启动客户端。
3. 在客户端中输入消息，服务端会接收到这些消息并返回确认。

四、总结

通过上述示例，我们实现了一个简单的TCP客户端和服务器通信。服务器可以处理多个客户端的连接请求，并且可以向每个客户端发送确认消息。这个例子演示了Java网络编程的基本用法，包括Socket的使用和线程的管理。在实际开发中，我们可以在这个基础上扩展更多的功能，如消息处理、数据存储等。