Java Socket 網絡編程入門：從模型到完整通訊示例

網絡編程核心模型：Client-Server

本質是兩個進程通訊：Server 綁定固定 IP+Port 監聽，Client 主動連接。Java 在 java.net 包提供 ServerSocket 和 Socket 實現該模型。

關鍵類與方法

端口選擇規範

• 範圍：0–65535
• 0–1023 為系統保留（需特權）
• 應用層建議使用 1024–49151（已登記）或 49152–65535（動態/私有）

完整示例：回聲服務器與客戶端

Server 端

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

public class EchoServer {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        try (ServerSocket server = new ServerSocket(5678)) {
            System.out.println("Server 啟動，監聽 5678...");
            while (true) {
                try (Socket client = server.accept();
                     BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(client.getInputStream(), "UTF-8"));
                     PrintWriter out = new PrintWriter(new OutputStreamWriter(client.getOutputStream(), "UTF-8"), true)) {
                    String line;
                    while ((line = in.readLine()) != null) {
                        System.out.println("收到: " + line);
                        out.println("Echo: " + line);
                        if ("end".equalsIgnoreCase(line)) break;
                    }
                }
            }
        }
    }
}

Client 端

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

public class EchoClient {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        try (Socket socket = new Socket(InetAddress.getLocalHost(), 5678);
             BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream(), "UTF-8"));
             PrintWriter out = new PrintWriter(new OutputStreamWriter(socket.getOutputStream(), "UTF-8"), true);
             BufferedReader console = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in))) {
            System.out.println("已連接，輸入 'end' 退出");
            String line;
            while ((line = console.readLine()) != null) {
                out.println(line);
                System.out.println("服務端回覆: " + in.readLine());
                if ("end".equalsIgnoreCase(line)) break;
            }
        }
    }
}

進階必知點

• 多線程/IO 多路復用：單線程 accept() 循環只能串行處理，生產環境需線程池或 NIO (Selector)
• 協議設計：文本行協議簡單但低效，二進制協議（Protobuf、Avro）或 HTTP/WebSocket 更通用
• 超時與心跳：socket.setSoTimeout(ms) 防止讀阻塞永久等待；長連接需應用層心跳檢測存活
• 資源關閉：使用 try-with-resources 確保流與 Socket 正確關閉，避免句柄洩漏
• 安全性：生產環境必須使用 SSL/TLS (SSLSocket/SSLServerSocket) 加密傳輸