Java Socket 入門：TCP 客戶端/伺服器通訊完整範例

Socket 通訊基礎概念

Socket（套接字）是網路通訊的基礎抽象，代表兩台機器間連線的「端點」。Java 在 java.net 套件提供 Socket（客戶端）與 ServerSocket（伺服器端）類別，封裝了 TCP 協定的複雜細節，讓開發者專注於業務邏輯而非底層網路操作。

伺服器端實作 (tcpserver.java)

public class TcpServer {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8000);
        System.out.println("Server started on port 8000...");
        
        Socket clientSocket = serverSocket.accept(); // 阻塞等待客戶連線
        System.out.println("Client connected: " + clientSocket.getInetAddress());
        
        DataInputStream in = new DataInputStream(clientSocket.getInputStream());
        PrintStream out = new PrintStream(clientSocket.getOutputStream());
        
        out.println("Welcome to Java Socket Server!");
        
        String inputLine;
        while ((inputLine = in.readLine()) != null) {
            if ("quit".equalsIgnoreCase(inputLine)) break;
            System.out.println("Client said: " + inputLine);
            out.println("Echo: " + inputLine); // 回應客戶
        }
        
        // 資源釋放
        in.close();
        out.close();
        clientSocket.close();
        serverSocket.close();
    }
}

客戶端實作 (tcpclient.java)

public class TcpClient {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        if (args.length < 1) {
            System.out.println("Usage: java TcpClient ");
            return;
        }
        
        Socket socket = new Socket(args[0], 8000);
        System.out.println("Connected to server");
        
        DataInputStream in = new DataInputStream(socket.getInputStream());
        PrintStream out = new PrintStream(socket.getOutputStream());
        BufferedReader keyboard = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        
        // 讀取伺服器歡迎訊息
        System.out.println("Server: " + in.readLine());
        
        String userInput;
        while ((userInput = keyboard.readLine()) != null) {
            out.println(userInput); // 發送給伺服器
            if ("quit".equalsIgnoreCase(userInput)) break;
            System.out.println("Server echo: " + in.readLine()); // 讀取回應
        }
        
        // 資源釋放
        keyboard.close();
        in.close();
        out.close();
        socket.close();
    }
}

執行步驟與驗證

1. 先編譯：javac TcpServer.java TcpClient.java
2. 啟動伺服器：java TcpServer
3. 另開終端機啟動客戶端：java TcpClient 127.0.0.1
4. 在客戶端輸入文字，觀察雙向通訊
5. 輸入 quit 結束連線

進階擴充方向

• 多線程伺服器：將 accept() 後的處理邏輯移至獨立執行緒，支援多客戶端並發
• 訊息協定：定義訊息格式（如 JSON、Protocol Buffers）替代純文字行
• 心跳機制：定期發送 Ping/Pong 偵測連線存活狀態
• SSL/TLS 加密：使用 SSLSocket/SSLServerSocket 保障傳輸安全
• NIO 非阻塞：升級至 java.nio.channels 實作高併發伺服器

常見問題排查

連線被拒絕：確認伺服器已啟動、埠號正確、防火牆允許通訊。
中文亂碼：統一指定編碼 new InputStreamReader(is, "UTF-8")。
資料傳輸不完整：TCP 為串流協定，需自行定義訊息邊界（長度前綴、分隔符、固定長度）。