Java Socket网络编程的核心知识点

2025-03-02 / java socket

以下是Java Socket网络编程的核心知识点梳理，结合应用场景及常见问题总结：

一、基础概念

Socket定义
- 用于不同主机或进程间的双向通信端点，基于TCP/UDP协议实现。
- TCP：面向连接，保证数据可靠传输（如文件传输、HTTP请求）。
- UDP：无连接，强调传输效率（如视频流、实时消息）。
核心要素
- IP地址：标识网络中的设备（通过InetAddress类操作）。
- 端口号：区分同一主机上的不同应用程序（0-65535）。
- 协议：规定通信规则（如HTTP默认端口80）。

二、核心类与API

类名	用途
ServerSocket	TCP服务端监听指定端口，等待客户端连接
Socket	TCP客户端与服务端通信的端点，支持输入/输出流操作
DatagramSocket	UDP通信端点，通过数据报（DatagramPacket）传输数据
InetAddress	封装IP地址，支持通过主机名获取IP（如InetAddress.getByName("localhost") ）

三、TCP编程实现

1. 服务端步骤

ServerSocket server = new ServerSocket(8888);  // 绑定端口 
while (true) {
    Socket client = server.accept();            // 阻塞等待客户端连接 
    new Thread(() -> handleClient(client)).start();  // 多线程处理[2]()
}
 
void handleClient(Socket client) {
    try (InputStream in = client.getInputStream();  
         OutputStream out = client.getOutputStream())  {
        // 读取数据并处理 
    }
}

2. 客户端步骤

Socket socket = new Socket("127.0.0.1", 8888);  // 连接服务端
OutputStream out = socket.getOutputStream(); 
out.write("Hello".getBytes());

3. 关键问题

消息结束标识：需约定结束符（如END）或通过shutdownOutput()关闭输出流。
资源释放：优先关闭Socket而非单独关闭流，避免连接残留。

四、UDP编程实现

1. 服务端/客户端通用流程

DatagramSocket socket = new DatagramSocket(9999);  // 绑定端口 
byte[] buffer = new byte[1024]();
DatagramPacket packet = new DatagramPacket(buffer, buffer.length); 
socket.receive(packet);   // 接收数据报
String msg = new String(packet.getData(),  0, packet.getLength());

2. 发送数据示例

InetAddress address = InetAddress.getByName("localhost"); 
DatagramPacket sendPacket = new DatagramPacket(
    "Data".getBytes(), "Data".length(), address, 9999);
socket.send(sendPacket);

五、常见问题与优化

多线程优化
- 服务端使用线程池处理请求，避免频繁创建线程。
- 设置线程优先级（如thread.setPriority(4) ）平衡性能。
参数调优
- SO_TIMEOUT：设置等待超时时间。
- SO_REUSEADDR：允许端口复用，解决重启时地址占用问题。
性能瓶颈
- 高并发场景建议使用NIO（非阻塞IO）替代传统Socket。

六、应用场景对比

场景	适用协议	特点
文件传输、网页访问	TCP	数据完整性要求高，需稳定连接
实时视频、在线游戏	UDP	容忍部分数据丢失，追求低延迟

扩展建议：若需深入TCP粘包/拆包处理或NIO进阶用法，可参考中的Socket参数详解及中的多线程优化实践。