Java 非同步網路程式設計：打造穩健的客戶端/伺服器應用

在開發 Java 客戶端/伺服器系統時，網路非同步處理是確保系統穩定性的關鍵。當伺服端發生故障或重啟時，客戶端應能自動偵測並重新連線，而不阻塞其他任務。本文介紹一種基於 javax.swing.Timer 的非同步通訊架構，封裝於 NetComm 類別中，讓應用層無感知定時器的存在，專注於業務邏輯。

核心需求

• 客戶端啟動時自動偵測伺服端是否存在，不存在則背景輪詢，啟動後即時建立連線。
• 通訊過程中伺服端異常中斷，客戶端能偵測並自動清理連線資源，回到初始狀態等待重連。
• 網路故障透過 IO 例外捕獲，統一由定時器事件驅動重連邏輯。

設計架構

NetComm 實作 ActionListener，內含一個週期 3 秒的 Timer 與狀態機 net_state（0=斷線/待連，1=已連）。主要方法：

• NetComm_Init()：嘗試建立 Socket 連線，成功啟動定時器，失敗重設狀態。
• NetComm_Data()：讀寫資料流，遇到 IOException 呼叫 NetComm_Close() 關閉連線並歸零狀態。
• actionPerformed()：定時器觸發點，依狀態決定執行初始化或資料收發。

程式碼範例

public class NetComm implements ActionListener {
    private javax.swing.Timer timer = new javax.swing.Timer(3000, this);
    private Socket sock;
    private InetAddress serverAddr;
    private int serverPort;
    public static int net_state = 0;

    public NetComm(InetAddress addr, int port) {
        this.serverAddr = addr;
        this.serverPort = port;
    }

    public void NetComm_Init() {
        net_state = 1;
        try {
            sock = new Socket(serverAddr, serverPort);
        } catch (IOException e) {
            net_state = 0;
        }
        timer.start();
    }

    public void NetComm_Data() {
        try (OutputStream os = sock.getOutputStream();
             BufferedWriter out = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(os));
             BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(sock.getInputStream()))) {

            out.write("Java Client");
            out.flush();

            String line;
            while ((line = in.readLine()) != null) {
                System.out.println(line); // 處理接收資料
            }
        } catch (IOException e) {
            NetComm_Close();
            net_state = 0;
        }
        timer.start();
    }

    public void NetComm_Close() {
        if (sock != null) {
            try { sock.close(); } catch (IOException ignored) {}
        }
    }

    @Override
    public void actionPerformed(ActionEvent e) {
        if (net_state == 0) NetComm_Init();
        else NetComm_Data();
    }
}

擴充建議

可引入回呼介面 EventNotifier，於連線建立、斷開、重連成功時通知上層應用，實現解耦。伺服端同樣可套用此模式，只需調整監聽與接受連線的邏輯。

總結

此模式將「連線管理」與「業務處理」分離，利用定時器輪詢實現非同步自動重連，適合需長時間運行、對網路波動具彈性的 Java 網路應用。