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Java Socket 經典範例：Echo Server/Client 完整實作與運行指南

編輯：Java 相關知識

前言：最小可行性網路程式

Echo 服務是網路程式設計的「Hello World」。伺服端接收客戶端傳送的文字，原樣回傳 (加前綴 "Echo: ")，直到雙方約定結束 (輸入 "BYE")。本文提供完整、可直接編譯運行的 EchoServer1、EchoClient1 原始碼，並詳解關鍵 API、執行步驟與常見錯誤。

伺服端程式碼

import java.io.*;
import java.net.*;

public class EchoServer1 {
    public static void main(String[] args) {
        try (ServerSocket server = new ServerSocket(8500)) {
            System.out.println("Echo Server started on port 8500. Waiting for client...");
            try (Socket client = server.accept();
                 BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(client.getInputStream(), StandardCharsets.UTF_8));
                 PrintWriter out = new PrintWriter(new OutputStreamWriter(client.getOutputStream(), StandardCharsets.UTF_8), true)) {
                
                out.println("Hello! Enter BYE to exit.");
                String line;
                while ((line = in.readLine()) != null) {
                    if (line.trim().equalsIgnoreCase("BYE")) {
                        out.println("Echo: BYE - Goodbye!");
                        break;
                    }
                    out.println("Echo: " + line);
                }
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

客戶端程式碼

import java.io.*;
import java.net.*;

public class EchoClient1 {
    public static void main(String[] args) {
        if (args.length != 1) {
            System.err.println("Usage: java EchoClient1 ");
            return;
        }
        String host = args[0];
        int port = 8500;
        try (Socket socket = "localhost".equals(host) ? 
                new Socket(InetAddress.getLocalHost(), port) : 
                new Socket(InetAddress.getByName(host), port);
             BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream(), StandardCharsets.UTF_8));
             PrintWriter out = new PrintWriter(new OutputStreamWriter(socket.getOutputStream(), StandardCharsets.UTF_8), true);
             BufferedReader console = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in))) {
            
            System.out.println("Connected to " + host + ":" + port);
            String serverMsg = in.readLine(); // 讀取歡迎訊息
            System.out.println("Server: " + serverMsg);
            
            String input;
            while ((input = console.readLine()) != null) {
                out.println(input); // 發送給伺服器
                if ("bye".equalsIgnoreCase(input)) break;
                String echo = in.readLine(); // 讀取回應
                System.out.println("Server: " + echo);
            }
        } catch (UnknownHostException e) {
            System.err.println("Unknown host: " + host);
        } catch (IOException e) {
            System.err.println("I/O Error: " + e.getMessage());
        }
    }
}

關鍵 API 與設計細節

API	用途	關鍵參數
`ServerSocket(int port)`	建立伺服器監聽埠口	port=8500，0 表系統自動分配
`server.accept()`	阻塞等待客戶端連線，返回新 Socket	每個客戶端對應一個 Socket
`Socket(InetAddress, int)`	客戶端主動連線	支援 hostname 或 IP
`BufferedReader`	行導向讀取 (以 `\n`/`\r\n` 分隔)	包裝 `InputStreamReader` 指定 UTF-8
`PrintWriter(..., true)`	行導向寫入，autoFlush=true	呼叫 `println()` 自動 `flush()`
`try-with-resources`	JDK 7+ 自動關閉資源	確保 Socket/Stream 正確釋放

編譯與運行步驟

儲存檔案：EchoServer1.java、EchoClient1.java

編譯：

javac EchoServer1.java
javac EchoClient1.java

啟動伺服端 (終端機 1)：
```
java EchoServer1
```
輸出：Echo Server started on port 8500. Waiting for client...
啟動客戶端 (終端機 2)：
```
java EchoClient1 localhost
```
或跨機器：java EchoClient1 192.168.1.100
互動測試：客戶端終端機輸入文字，觀察伺服端回傳 "Echo: ..."，輸入 BYE 結束。

常見錯誤與排查

錯誤現象	原因	解決
`Connection refused`	伺服端未啟動、埠口錯誤、防火牆攔截	確認伺服端運行、埠口一致、防火牆放行 8500
`BindException: Address already in use`	埠口被佔用 (前次進程未完全釋放)	`lsof -i :8500` 找到 PID kill，或換埠口
中文亂碼	編碼不一致 (伺服端/客戶端/終端機)	統一指定 `StandardCharsets.UTF_8`，終端機設定 UTF-8
客戶端輸入無回應	伺服端未 `flush()` 或客戶端 `readLine()` 等待換行符	`PrintWriter(..., true)` 啟用 autoFlush，確保發送 `\n`
`UnknownHostException`	主機名無法解析	用 IP 替代、檢查 /etc/hosts 或 DNS

進階擴充練習

多執行緒伺服器：將 accept() 後的處理移入 new Thread(() -> handle(client)).start()，支援多客戶端同時連線。
加入時間戳：伺服端回傳 "Echo [" + Instant.now() + "]: " + line。
指令擴充：解析 /time 回傳伺服器時間、/ip 回傳客戶端 IP。
SSL 加密：改用 SSLServerSocketFactory/SSLSocketFactory，需產生 keystore。
NIO 非阻塞版：使用 ServerSocketChannel、Selector 實現單執行緒高併發。

總結

Echo 範例雖簡單，却涵蓋了 Java Socket 程式設計的完整生命週期：ServerSocket → accept() → Stream → readLine()/println() → close()。掌握此範例，即掌握了所有 TCP 文字協定 (HTTP、SMTP、POP3、IRC、自訂協定) 的開發基礎。建議動手運行、修改、擴充，建立肌肉記憶。