Java進階：Socket網絡編程完整指南與多線程實現

網絡編程的本質是兩台計算機之間的數據通訊。對開發者而言，掌握一套編程接口與模型即可輕鬆實現。Java SDK在java.net包中提供了豐富的API，其中Socket是核心組件之一，只需導入該包即可開展網絡開發。

客戶端-服務器模型

網絡編程的基礎模型是客戶端-服務器架構：兩個進程通訊，一方提供固定位置（服務器），另一方主動連接（客戶端）。Java通過ServerSocket支持服務端，創建實例並綁定端口即可建立監聽點：

ServerSocket server = new ServerSocket(6789);

注意：端口號範圍0-65535，前1024為系統保留，自定義服務需使用1024以上端口，且必須唯一。

客戶端連接

客戶端使用Socket發起連接，需知服務器IP地址。Java提供InetAddress類獲取地址信息：

Socket client = new Socket(InetAddress.getLocalHost(), 5678);

數據傳輸與I/O操作

網絡通訊本質是I/O操作。通過Socket的getInputStream()和getOutputStream()獲取流，再配合BufferedReader、PrintWriter處理文本：

BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
PrintWriter out = new PrintWriter(socket.getOutputStream());

單線程Echo服務示例

服務端

public class MyServer {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        ServerSocket server = new ServerSocket(5678);
        Socket client = server.accept();
        BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(client.getInputStream()));
        PrintWriter out = new PrintWriter(client.getOutputStream());
        
        while (true) {
            String str = in.readLine();
            System.out.println(str);
            out.println("has receive....");
            out.flush();
            if ("end".equals(str)) break;
        }
        client.close();
    }
}

客戶端

public class Client {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Socket server = new Socket(InetAddress.getLocalHost(), 5678);
        BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(server.getInputStream()));
        PrintWriter out = new PrintWriter(server.getOutputStream());
        BufferedReader wt = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        
        while (true) {
            String str = wt.readLine();
            out.println(str);
            out.flush();
            if ("end".equals(str)) break;
            System.out.println(in.readLine());
        }
        server.close();
    }
}

多客戶端併發處理

單線程模型下，服務端僅能串行處理請求。引入while(true)外層循環可接受多個連接，但仍屬串行。真正的併發需引入多線程：

public class MultiUser extends Thread {
    private Socket client;
    
    public MultiUser(Socket c) { this.client = c; }
    
    public void run() {
        try {
            BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(client.getInputStream()));
            PrintWriter out = new PrintWriter(client.getOutputStream());
            while (true) {
                String str = in.readLine();
                System.out.println(str);
                out.println("has receive....");
                out.flush();
                if ("end".equals(str)) break;
            }
            client.close();
        } catch (IOException ex) { }
    }
    
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        ServerSocket server = new ServerSocket(5678);
        while (true) {
            MultiUser mu = new MultiUser(server.accept());
            mu.start();
        }
    }
}

每個客戶端連接獨立線程處理，實現真正併發。主線程循環accept()，將Socket傳遞給工作線程，各線程獨享通訊通道，互不干擾。