TCP Socket通信是一種比較常用的基于連接的網(wǎng)絡通信方式。本文通過Java實現(xiàn)TCP Socket通信，并將其用于計算機端,Android手機端,硬件設備端,同時做到代碼規(guī)范化，實現(xiàn)代碼最大化復用。

| 本文代碼可在GitHub下載，建議對照源碼閱讀文章 https://github.com/IVanMissAya/tcp_server

TCP連接的建立

客戶端和服務器間通過 三次握手 建立TCP連接。在Java中，連接建立完成后，服務器端和客戶端分別獲取到一個Socket實例，之后就可以通過這個Socket實例進行通信。服務器端和客戶端使用不同的方法獲取Socket實例。

服務器端

在服務器端，通過ServerSocket實現(xiàn)對指定端口的監(jiān)聽，代碼如下。其中port為int型端口數(shù)值，取值0_65535，01024為系統(tǒng)保留端口，這里取值1234。如果發(fā)生錯誤將會拋出異常。

int port = 1234; ServerSocket server = new ServerSocket(port);

通過ServerSocket.accept()方法接受客戶端連接。這個方法是阻塞的，從調(diào)用時開始監(jiān)聽端口，直到客戶端連接建立時，執(zhí)行結(jié)束并返回Socket實例。連接建立失敗會拋出異常。

Socket socket = server.accept();

客戶端

客戶端直接通過實例化的形式，產(chǎn)生Socket實例。實例化的過程中，嘗試連接指定的服務器主機。連接成功則實例化完成，連接失敗則拋出異常。hostIP為主機的IP地址，port為端口號，和服務器主機監(jiān)聽的端口號保持一致。

String hostIP = "127.0.0.1"; int port = 1234; Socket socket = new Socket(hostIP, port);

連接的建立過程

以上代碼的執(zhí)行順序是：

• 服務器端實例化ServerSocket：new ServerSocket(port);
• 服務器端執(zhí)行accept()，監(jiān)聽指定端口，此方法阻塞等待客戶端連接：server.accept();
• 客戶端實例化Socket實例，嘗試連接服務器：new Socket(hostIP, port);
• TCP三次握手成功，服務器端的accept()返回Socket實例，同時客戶端的Socket實例化成功。

Socket的讀寫

以收發(fā)字符串為例來說明Socket的讀寫。

向Socket對象寫入數(shù)據(jù)，則會發(fā)送至TCP連接的另一方。這個操作在服務器端和客戶端是一樣的。可通過獲取Socket的輸出流來寫入UTF8格式編碼的字符串，代碼如下。寫入完成后，就會被發(fā)送到連接的另一端。

private DataOutputStream out; out = new DataOutputStream(socket.getOutputStream()); String s = "Test"; out.writeUTF(s); out.flush();

在接收端，通過獲取Socket的輸入流，就可以讀取字符串數(shù)據(jù)，代碼如下。readUTF()方法是阻塞的，直到對方發(fā)送完一個字符串，該方法才會執(zhí)行結(jié)束并返回收到的字符串。如果連接中斷，或強制關閉Socket的輸入流，即執(zhí)行socket.shutdownInput()，該方法會拋出異常。

private DataInputStream in; in = new DataInputStream(socket.getInputStream()); String s = in.readUTF();

在建立了TCP連接后，由于無法確定對方的數(shù)據(jù)發(fā)送時間，為了保證及時接收到數(shù)據(jù)，通過一個新線程不斷調(diào)用in.readUTF()方法讀取數(shù)據(jù)（相當于輪詢法）；并在接收到數(shù)據(jù)后回調(diào)相關函數(shù)，對數(shù)據(jù)進行處理。

TCP連接的斷開

TCP Socket連接是雙向的，通過 四次揮手 的方式斷開，雙方分別調(diào)用Socket.close()方法斷開連接。連接斷開的過程中，一般一方A先斷開連接，另一方B發(fā)現(xiàn)A斷開連接后，也斷開連接。為方便表述，將先斷開連接的一方A稱為“主動斷開連接”；后斷開的一方B，則為“被動斷開連接”。

在一方B阻塞執(zhí)行in.readUTF()方法時，如果對方A主動斷開Socket連接，這個方法會拋出異常。從而在B處理異常時，可以被動的斷開這邊的連接。

為保證主動斷開連接的一方不會阻塞在in.readUTF()方法中，需要先執(zhí)行socket.shutdownInput()。所以主動斷開連接的代碼如下。

socket.shutdownInput(); in.close(); socket.close();

被動斷開連接的一方，在捕獲到in.readUTF()的異常后，斷開Socket連接。

try {String s = in.readUTF(); } catch (IOException e) {// 連接被斷開(被動)try {in.close();socket.close();in = null;socket = null;} catch (IOException e) {e.printStackTrace();} }

SocketTransceiver的實現(xiàn)

考慮到在服務器端和客戶端，Socket對象的操作是完全一樣的，所以實現(xiàn)了一個SocketTransceiver（收發(fā)器），實現(xiàn)對Socket的直接操作，其他代碼則通過SocketTransceiver間接操作Socket對象實現(xiàn)數(shù)據(jù)收發(fā)、斷開連接等。

SocketTransceiver實現(xiàn)的功能有：

• 開啟新線程不斷查詢Socket是否收到數(shù)據(jù)；
• 將字符串、文件等類型的數(shù)據(jù)進行打包，并通過Socket發(fā)送；
• 從Socket接收數(shù)據(jù)，并自動解析出數(shù)據(jù)（字符串、文件等），接收完成后回調(diào)相應的方法；
• 在發(fā)生錯誤、連接被動斷開時，自動斷開連接并進行相關處理，并回調(diào)相應方法。
  SocketTransceiver.class 使用抽象類實現(xiàn)，回調(diào)方法是抽象的，實例化時對抽象方法進行實現(xiàn)，處理回調(diào)。完整代碼見附件。

TcpServer的實現(xiàn)

TcpServer為TCP Socket服務器端程序。為了讓服務器能同時接受并處理來自多個客戶端的TCP連接請求：

• TcpServer中用一個監(jiān)聽線程對端口進行監(jiān)聽，即阻塞執(zhí)行server.accept()方法，等待接受客戶端連接；
• 服務器端每次與一個客戶端建立連接，即accept()方法執(zhí)行結(jié)束并返回一個Socket對象，就會用一個SocketTransceiver對這個Socket進行操作；
• 連接建立后，監(jiān)聽線程再次執(zhí)行server.accept()方法，繼續(xù)監(jiān)聽端口并等待下一個連接；
• 服務器端有一個List，保存當前連接的每個客戶端對應的SocketTransceiver對象，在需要時可取出并進行操作。

TcpClient的實現(xiàn)

TcpClient為TCP Socket客戶端程序。主要工作是進行Socket的連接，并利用SocketTransceiver對Socket進行操作。

另附 windows 下tcp 測試工具

sokit 是一款開源免費的 TCP / UDP 測試（調(diào)試）工具， 可以用來接收，發(fā)送或轉(zhuǎn)發(fā)TCP/UDP數(shù)據(jù)包。 下載地址: http://sqdownd.onlinedown.net/down/sokit-1.3-win32-chs.zip

TCPUDP測試工具用于開發(fā)網(wǎng)絡通訊程序時，在服務器或客戶端測試TCP/UDP通訊連接和測試數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送情況。 下載地址: http://fastsoft.onlinedown.net/down/TCPUDPDebug102_Setup.exe

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的基于Java的TCP Socket通信详解的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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