Java中TCP通信的实现

左手的ㄟ右手 2024-03-22 08:36 19阅读 0赞

## 0、TCP通信 ##

传输控制协议（**TCP**，Transmission Control Protocol）是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的**传输层**通信协议，

![94692cc20c8797c7c0b4ff14f1689650.png][]

如果使用了 WireShark 工具，可以看到一次TCP连接建立时的整个过程。

![2bb4364b70aa76d0bea66e516c1d8951.png][]

## 1、单向通信 ##

单向通信中，一方固定为信息发送方，另外一方则固定为信息的接收方。

### 1.1 单向通信中的服务端 ###

服务端即为信息的接收方。

使用 ServerSocket 类创建服务端，并将服务的端口设置为 9527；

serverSocket.accept() 方法用于监听对 9527 端口的连接，该方法为阻塞式方法，当接收到数据后，程序才会继续向下执行，否则一直处于等待状态；

当接收到数据后，因是使用字节流传输，这里使用 使用 InputStreamReader 的转换流将字节数据转换为字符串，并使用 BufferedReader 进行读取和输出；

当服务端接收到客户端的请求后，需要向客户端发出响应数据，使用 PrintWriter 发送响应报文，需要使用 flush() 方法，将消息发出；

当客户端发出的消息为“再见”时，服务端即退出通信，关闭服务。

import java.io.*;
    import java.net.ServerSocket;
    import java.net.Socket;
    
    public class Server {
        public static void main(String[] args) {
            System.out.println("服务器启动！");
            try {
                ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(9527);
                Socket socket = serverSocket.accept();
                BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
                PrintWriter pw = new PrintWriter(socket.getOutputStream());
                System.out.println("接收客户端消息");
    
                while (true){
                    String in = br.readLine();
                    System.out.println("接收到客户端发来的请求：" + in);
                    if("再见".equals(in)){
                        break;
                    }
                    pw.print(in + "回报");
                    pw.flush();
                }
            } catch (IOException e) {
                System.out.println("服务启动失败！");
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

启动后，服务端输出为：

> 服务器启动！

### 1.2 单向通信中的客户端 ###

客户端即为信息的发送方。

*  创建 Socket 对象，`Socket("localhost", 9527)` 和端口为 9527 的服务建立通信；
 *  接收和发送消息的方法，和服务端相同；
 *  为了能够向服务端循环发送消息，使用了死循环，当用户输入“再见”时，终止循环；
 *  使用 Scanner 对象接收键盘输入。

import java.io.BufferedReader;
    import java.io.IOException;
    import java.io.InputStreamReader;
    import java.io.PrintWriter;
    import java.net.Socket;
    import java.util.Scanner;
    
    public class Client {
        public static void main(String[] args) {
            try {
                Socket socket = new Socket("localhost", 9527);
                //读取输入流
                BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
                //获取输出流
                PrintWriter pw = new PrintWriter(socket.getOutputStream());
                //从键盘获取输入
                Scanner scanner = new Scanner(System.in);
    
                while (true){
                    //从控制台获取向服务端发送的消息
                    String next = scanner.next();
                    pw.println(next);
                    pw.flush();
    
                    String s = br.readLine();
                    System.out.println("收到服务器响应：" + s);
    
                    if("再见".equals(next)){
                        break;
                    }
                }
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

### 1.3 建立通信 ###

启动客户端后，并在客户端的控制台输入“你好”，观察服务端和客户端的控制台

![d5deb6919b456df8c8994912469a3fd0.png][]

在客户端的控制台输入“再见”，观察服务端和客户端的控制台

![9c2af976fb4a6fea98a8b70f4fb36852.png][]

## 2、双向通信 ##

双向通信中，双方都可以既是信息的发送方，也可以是信息的接收方。

### 2.1 双向通信中的服务端 ###

在服务端设置发消息和收消息。

在服务端也使用了 Scanner ，用来接收控制台输入，并将其发送给客户端。

import java.io.BufferedReader;
    import java.io.InputStreamReader;
    import java.io.PrintWriter;
    import java.net.ServerSocket;
    import java.net.Socket;
    import java.util.Scanner;
    
    public class Server {
        public static void main(String[] args) {
            try{
                ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(9528);
                Socket socket = serverSocket.accept();
                //获取客户端请求
                BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
                //获取键盘输入
                Scanner scanner = new Scanner(System.in);
                //发送消息到客户端
                PrintWriter pw = new PrintWriter(socket.getOutputStream());
    
                while (true){
                    String input = br.readLine();
                    System.out.println("收到客户端请求： " + input);
                    String output = scanner.nextLine();
    
                    pw.println(output);
                    pw.flush();
    
                    if("再见".equals(input)){
                        break;
                    }
                }
            }catch (Exception e){
                e.printStackTrace();
                System.out.println("服务启动失败！");
            }
        }
    }

### 2.2 双向通信中的客户端 ###

在客户端设置发消息和收消息

import java.io.BufferedReader;
    import java.io.InputStreamReader;
    import java.io.PrintWriter;
    import java.net.Socket;
    import java.util.Scanner;
    
    public class Client {
        public static void main(String[] args) {
            try{
                Socket socket = new Socket("127.0.0.1", 9528);
                //获取服务端响应
                BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
                //获取客户端用户输入
                Scanner scanner = new Scanner(System.in);
                //向服务端发送请求
                PrintWriter pw = new PrintWriter(socket.getOutputStream());
                System.out.println("准备接收请求……");
                while (true){
                    String output = scanner.next();
                    pw.println(output);
                    pw.flush();
    
                    String input = br.readLine();
                    System.out.println("来自服务端的响应： " + input);
                    if("再见".equals(output)){
                        break;
                    }
                }
            }catch (Exception e){
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

### 2.3 建议通信 ###

启动服务端及客户端，并在控制台输入内容：

![0a3de61186b099cce6d95b8800d8bb51.png][]

存在的问题：

这样的通信，需要客户端发一次消息 -》 服务端回一次消息，如果客户端同时发送两条消息，就会导致消息不同步。

比如下边的情况：

![77cb859bf1fd808e6b096d1b1ec76558.png][]

这个问题可以先思考下，应该如何解决，后边将会给出解决方案。

[94692cc20c8797c7c0b4ff14f1689650.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/22/028d41c152644829a84b5c75ab57e2f5.png
[2bb4364b70aa76d0bea66e516c1d8951.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/22/bcd90506ae3c475e9e6809d9102b2569.png
[d5deb6919b456df8c8994912469a3fd0.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/22/af6ea121238541db885f6d8ec8a832f3.png
[9c2af976fb4a6fea98a8b70f4fb36852.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/22/313bf45f9fd34db9be0c48ffa16e343d.png
[0a3de61186b099cce6d95b8800d8bb51.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/22/ef9d1b1120ce440194cf9e598c6ff2ab.png
[77cb859bf1fd808e6b096d1b1ec76558.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/22/57d3a00feb39462e84d89bd744cced19.png