一、前言：TCP原理簡(jiǎn)介

首先，保證文章完整性，TCP的理論原理還是需要簡(jiǎn)介一下，略顯枯燥๑?^◡?^๑。

TCP（傳輸控制協(xié)議，Transmission Control Protocol）是一種面向連接的、可靠的、基于字節(jié)流的傳輸層通信協(xié)議。TCP旨在適應(yīng)支持多網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的分層協(xié)議層次結(jié)構(gòu)。也就是說(shuō)，TCP是為了在不可靠的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)上提供可靠的端到端字節(jié)流而專門(mén)設(shè)計(jì)的一個(gè)傳輸協(xié)議。 連接到不同但互連的計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)的主計(jì)算機(jī)中的成對(duì)進(jìn)程之間依靠TCP提供可靠的通信服務(wù)。

以上TCP的特點(diǎn)，也正是與UDP的明顯不同之處。UDP（用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議）是一種無(wú)連接的、不可靠的、不以字節(jié)流傳輸通信協(xié)議。具體區(qū)別可對(duì)比之前這篇文章：

【基于UDP協(xié)議網(wǎng)絡(luò)Socket編程(java實(shí)現(xiàn)C/S通信案例) 】 [https://www.jb51.net/article/198498.htm]

接著，“三次握手”則是眾所周知的一個(gè)詞，是建立TCP連接的重要過(guò)程。許多文章有詳細(xì)解讀，本篇?jiǎng)t是詳細(xì)記錄在此原理之上，使用Java實(shí)現(xiàn)TCP的Socket網(wǎng)絡(luò)通信，包含C/S軟件架構(gòu)的程序設(shè)計(jì)，偏向?qū)嵺`，更加有趣！

二、Socket編程通信

本篇使用Java進(jìn)行Socket編程，Java的TCP/IP套接字編程將底層的細(xì)節(jié)進(jìn)行了封裝，其編程模型如圖：

我們自頂向下觀察，基于TCP的通信，必然有服務(wù)端Server和客戶端Client。

首先，建立連接。兩端分別有一個(gè)套接字Socket，用于兩者之間的通信。客戶端向服務(wù)器發(fā)送請(qǐng)求，創(chuàng)建socket進(jìn)行連接。服務(wù)端則隨時(shí)監(jiān)聽(tīng)客戶端發(fā)起的請(qǐng)求，接收并創(chuàng)建裂解Socket。

其次，開(kāi)始通信。服務(wù)和客戶兩端的輸入輸出流互相通信。邏輯上可理解為通信進(jìn)程的雙方具有兩個(gè)流（輸出流和輸入流）。邏輯上可將兩個(gè)流理解為兩個(gè)通信管道的全雙工通信模式，一個(gè)用于向?qū)Ψ桨l(fā)送數(shù)據(jù)，另一個(gè)用于接收對(duì)方的數(shù)據(jù)。

最后，結(jié)束通信。客戶端訪問(wèn)服務(wù)器結(jié)束，斷開(kāi)連接，關(guān)閉Socket和相關(guān)資源（輸入輸出流等）。服務(wù)端監(jiān)聽(tīng)客戶端狀態(tài)，同時(shí)關(guān)閉Socket等連接。

建立通信規(guī)則：

Server和Client之間需要約定相同的規(guī)則，保證正常通信。之后的程序設(shè)計(jì)，我們約定：

客戶端連接服務(wù)器，連接成功后，服務(wù)器首先給客戶端發(fā)送一條歡迎信息；

客戶端程序每發(fā)送一條信息給服務(wù)器，服務(wù)器接收并回送該信息到客戶端，客戶端接收并顯示該信息；

當(dāng)客戶端發(fā)送'bye'，則結(jié)束對(duì)話。

三、TCP服務(wù)器端（具體代碼）

第一步，創(chuàng)建服務(wù)端套接字。

類成員變量：ServerSocket serverSocket，監(jiān)聽(tīng)端口號(hào)port；

private int port =8008;//服務(wù)器監(jiān)聽(tīng)窗口 private ServerSocket serverSocket;//定義服務(wù)器套接字 public TCPServer() throws IOException{ serverSocket =new ServerSocket(port); System.out.println('服務(wù)器啟動(dòng)監(jiān)聽(tīng)在'+port+'端口...'); }

第二步，定義輸入輸出流方法：

private PrintWriter getWriter(Socket socket) throws IOException{ //獲得輸出流緩沖區(qū)的地址 OutputStream socketOut=socket.getOutputStream(); //網(wǎng)絡(luò)流寫(xiě)出需要使用flush，這里在printWriter構(gòu)造方法直接設(shè)置為自動(dòng)flush return new PrintWriter(new OutputStreamWriter(socketOut,'utf-8'),true); } private BufferedReader getReader(Socket socket) throws IOException{ //獲得輸入流緩沖區(qū)的地址 InputStream socketIn=socket.getInputStream(); return new BufferedReader(new InputStreamReader(socketIn,'utf-8')); }

第三步，服務(wù)端核心：

//單客戶版本，每次只能與一個(gè)用戶建立通信連接public void Service(){ while (true){ Socket socket=null; try { //此處程序阻塞，監(jiān)聽(tīng)并等待用戶發(fā)起連接，有連接請(qǐng)求就生成一個(gè)套接字 socket=serverSocket.accept(); //本地服務(wù)器控制臺(tái)顯示客戶連接的用戶信息 System.out.println('New connection accepted:'+socket.getInetAddress()); BufferedReader br=getReader(socket);//字符串輸入流 PrintWriter pw=getWriter(socket);//字符串輸出流 pw.println('來(lái)自服務(wù)器消息：歡迎使用本服務(wù)！'); String msg=null; //此處程序阻塞，每次從輸入流中讀入一行字符串 while ((msg=br.readLine())!=null){//如果用戶發(fā)送信息為”bye“，就結(jié)束通信if(msg.equals('bye')){ pw.println('來(lái)自服務(wù)器消息：服務(wù)器斷開(kāi)連接，結(jié)束服務(wù)！'); System.out.println('客戶端離開(kāi)。'); break;}pw.println('來(lái)自服務(wù)器消息：'+msg); } }catch (IOException e){ e.printStackTrace(); }finally { try {if (socket!=null) socket.close();//關(guān)閉socket連接以及相關(guān)的輸入輸出流 }catch (IOException e){e.printStackTrace(); } } }}

代碼關(guān)鍵解析很清楚易懂。可以看到，服務(wù)端提供服務(wù)放到了一個(gè)While(true)里面，這是因?yàn)榉?wù)器程序需要一直運(yùn)行，所以處理代碼一般放在while(true)這種無(wú)限循環(huán)中，TCPServer運(yùn)行一次，且自身不能終止運(yùn)行，要終止它運(yùn)行，只能通過(guò)強(qiáng)制方式（如在IDE環(huán)境強(qiáng)制關(guān)閉）。

四、TCP客戶端（具體代碼）

第一步，創(chuàng)建客戶端套接字，定義類構(gòu)造方法，實(shí)現(xiàn)輸入輸出流。

//單客戶版本，每次只能與一個(gè)用戶建立通信連接public void Service(){ while (true){ Socket socket=null; try { //此處程序阻塞，監(jiān)聽(tīng)并等待用戶發(fā)起連接，有連接請(qǐng)求就生成一個(gè)套接字 socket=serverSocket.accept(); //本地服務(wù)器控制臺(tái)顯示客戶連接的用戶信息 System.out.println('New connection accepted:'+socket.getInetAddress()); BufferedReader br=getReader(socket);//字符串輸入流 PrintWriter pw=getWriter(socket);//字符串輸出流 pw.println('來(lái)自服務(wù)器消息：歡迎使用本服務(wù)！'); String msg=null; //此處程序阻塞，每次從輸入流中讀入一行字符串 while ((msg=br.readLine())!=null){//如果用戶發(fā)送信息為”bye“，就結(jié)束通信if(msg.equals('bye')){ pw.println('來(lái)自服務(wù)器消息：服務(wù)器斷開(kāi)連接，結(jié)束服務(wù)！'); System.out.println('客戶端離開(kāi)。'); break;}pw.println('來(lái)自服務(wù)器消息：'+msg); } }catch (IOException e){ e.printStackTrace(); }finally { try {if (socket!=null) socket.close();//關(guān)閉socket連接以及相關(guān)的輸入輸出流 }catch (IOException e){e.printStackTrace(); } } }}

第二步，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信發(fā)送和接收方法。

public void send(String msg){ //輸出字符流，由socket調(diào)用系統(tǒng)底層函數(shù)，經(jīng)網(wǎng)卡發(fā)送字節(jié)流 pw.println(msg); } public String receive(){ String msg=null; try { //從網(wǎng)絡(luò)輸入字符流中讀取信息，每次只能接受一行信息 //不夠一行時(shí)（無(wú)行結(jié)束符），該語(yǔ)句阻塞 //直到條件滿足，程序往下運(yùn)行 msg=br.readLine(); }catch (IOException e){ e.printStackTrace(); } return msg; }

第三步，定義網(wǎng)絡(luò)連接關(guān)閉方法供外部調(diào)用。

public void close(){ try { if (socket!=null)socket.close(); }catch (IOException e){ e.printStackTrace(); } }

TCP連接的釋放也有“四次握手”一說(shuō)，必須經(jīng)過(guò)2MSL后才真正釋放。具體過(guò)程如下圖：

五、通信效果演示

GIF動(dòng)圖演示：

六、“創(chuàng)意”機(jī)器人：價(jià)值一個(gè)億的AI核心代碼（具體代碼）

這部分我們要實(shí)現(xiàn)“聊天機(jī)器人”，效果這樣：

是不是迫不及待想知道如何實(shí)現(xiàn)呢！堪稱“價(jià)值一個(gè)億的AI核心代碼”！！？？

就這樣實(shí)現(xiàn)了！

不賣(mài)關(guān)子了，就一行代碼！

msg=msg.replace('?','!').replace('？','!').replace('嗎','').replace('嗎？','');

具體想實(shí)現(xiàn)機(jī)器人如何回復(fù)可以自行調(diào)整代碼。

七、最后

本篇?jiǎng)t是詳細(xì)記錄在此原理之上，使用Java實(shí)現(xiàn)TCP的Socket網(wǎng)絡(luò)通信，包含C/S軟件架構(gòu)的程序設(shè)計(jì)，偏向?qū)嵺`，更加有趣！仔細(xì)閱讀的朋友可以發(fā)現(xiàn)，在服務(wù)器端核心部分，有一行注釋說(shuō)明了該程序只支持單用戶，也就是單線程通信，可以嘗試一下，如果再開(kāi)一個(gè)客戶端連接該服務(wù)，是否因?yàn)閱尉€程阻塞程序卡住了。

這個(gè)問(wèn)題關(guān)鍵就在于：服務(wù)器和客戶端互相約定通信規(guī)則，否則就可能有問(wèn)題，例如，如果服務(wù)器在一個(gè)客戶端連接成功后，并沒(méi)有一條信息發(fā)送給客戶端，客戶端的讀取歡迎信息的語(yǔ)句無(wú)法讀取到內(nèi)容，就被阻塞住，由于是單線程，甚至整個(gè)程序都會(huì)被卡住。要解決這個(gè)問(wèn)題，等待更新下一篇！

另外，UI界面的設(shè)計(jì)可參考上一篇博客：【基于UDP協(xié)議網(wǎng)絡(luò)Socket編程(java實(shí)現(xiàn)C/S通信案例) 】 [https://www.jb51.net/article/198498.htm]

到此這篇關(guān)于java實(shí)現(xiàn)基于TCP協(xié)議網(wǎng)絡(luò)socket編程(C/S通信)的文章就介紹到這了,更多相關(guān)java TCP協(xié)議socket編程內(nèi)容請(qǐng)搜索好吧啦網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持好吧啦網(wǎng)！