Java 併發經典：多執行緒 TCP 伺服器與壓力測試客戶端實作

「每個連線一個執行緒」是傳統阻塞 IO (BIO) 下實現併發 TCP 服務的經典模式。本例提供完整的伺服器端與多執行緒客戶端測試代碼，展示 ServerSocket.accept() 循環分派、Thread 封裝處理邏輯、優雅關閉資源等核心模式，並內建簡單指令交互演示。

伺服器端架構

// 主執行緒：監聽與分派
ServerSocket server = new ServerSocket(8000);
while (true) {
    Socket sk = server.accept(); // 阻塞等待連線
    new ServerThread(sk).start(); // 交給工作執行緒
}

// 工作執行緒：處理單一客戶端
class ServerThread extends Thread {
    public void run() {
        BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(sk.getInputStream()));
        PrintWriter out = new PrintWriter(new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(sk.getOutputStream())), true);
        while (true) {
            String cmd = in.readLine();
            if (cmd == null) break; // 客戶端斷開
            if (cmd.toUpperCase().startsWith("BYE")) { out.println("BYE"); break; }
            out.println("你好，我是伺服器！");
        }
        // finally 關閉 in, out, sk
    }
}

客戶端壓測設計

// 客戶端執行緒：模擬單用戶行為
class SocketThreadClient extends Thread {
    public SocketThreadClient(InetAddress addr) {
        Socket sk = new Socket(addr, 8000);
        // ... 建立 in/out ...
        out.println("Hello");
        System.out.println(in.readLine()); // 讀取伺服器回應
        out.println("BYE");
        System.out.println(in.readLine());
    }
}

// 主程式：啟動 10 個並發客戶端
public static void main(String[] args) {
    InetAddress addr = InetAddress.getByName(null); // localhost
    for (int i = 0; i < 10; i++) new SocketThreadClient(addr);
    Thread.sleep(1000);
}

設計亮點

• 標準化 IO 包裝：InputStreamReader + BufferedReader (按行讀取) / OutputStreamWriter + BufferedWriter + PrintWriter(autoFlush) (按行寫入自動刷新)，跨平台換行符處理得當。
• 協議簡單明確：文字行導向，BYE 結束會話，適合教學演示。
• 資源釋放嚴謹：finally 區塊逐一 close()，捕獲 IOException 避免掩蓋主異常。
• 靜態計數器：count 記錄建立的客戶端數量，驗證併發效果。

BIO 模型的效能天花板與演進

生產環境建議

• 執行緒池化：替換 new Thread() 為 ExecutorService (固定/緩衝/單執行緒池)，避免執行緒無限創建導致 OOM。
• Netty 框架：業界標準 NIO 框架，封裝 EventLoop, Channel, Pipeline，解決半包/黏包、空閒檢測、SSL、協議編解碼等棘手問題。
• 優雅關機：註冊 ShutdownHook，停止接受新連線、等待處理中任務完成、關閉執行緒池與 ServerSocket。