服务器 tcp java

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mob649e8166c3a5 2024-12-12 06:30:36 ©著作权

文章标签 TCP 客户端服务器 文章分类 Java 后端开发

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使用 Java 实现 TCP 服务器

在网络编程中，TCP（传输控制协议）是一种常见且重要的协议，它提供了可靠的、面向连接的通信。本文将带你了解如何使用 Java 编写一个简单的 TCP 服务器，并附带代码示例，以及一些 UML 图来帮助理解。

什么是 TCP？

TCP 是一种网络协议，它提供了在计算机网络上进行数据传输的标准方式。TCP 确保数据包的顺序、完整性和错误检查。与无连接的 UDP 协议不同，TCP 采用三次握手的方式建立连接，并在数据传输完成后关闭连接。

Java 中的 TCP 编程

Java 提供了丰富的网络编程支持，尤其是通过 java.net 包，我们可以快速实现 TCP 客户端和服务器。下面，我们将实现一个简单的 TCP 服务器，能够接收客户端发送的消息并返回响应。

TCP 服务器的架构

在设计 TCP 服务器时，可以将其分为几个主要部分：

启动服务器，在指定端口上监听连接请求
接收客户端连接
读取客户端发送的数据
处理数据并返回响应
关闭连接

示例代码

import java.io.*;
import java.net.*;

public class TcpServer {
    private ServerSocket serverSocket;

    public TcpServer(int port) throws IOException {
        serverSocket = new ServerSocket(port);
    }

    public void start() throws IOException {
        System.out.println("服务器启动，等待客户端连接...");
        while (true) {
            Socket clientSocket = serverSocket.accept();
            System.out.println("客户端已连接：" + clientSocket.getInetAddress().getHostAddress());

            // 创建线程处理客户端请求
            new Thread(new ClientHandler(clientSocket)).start();
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        try {
            TcpServer server = new TcpServer(12345);
            server.start();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

class ClientHandler implements Runnable {
    private Socket clientSocket;

    public ClientHandler(Socket socket) {
        this.clientSocket = socket;
    }

    @Override
    public void run() {
        try (BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(clientSocket.getInputStream()));
             PrintWriter out = new PrintWriter(clientSocket.getOutputStream(), true)) {

            String inputLine;
            while ((inputLine = in.readLine()) != null) {
                System.out.println("收到来自客户端的信息：" + inputLine);
                out.println("服务器响应：" + inputLine);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            try {
                clientSocket.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

代码解释

TcpServer 类负责启动服务器并监听客户端连接。
ClientHandler 类负责处理每个客户端的请求。使用 BufferedReader 读取数据，使用 PrintWriter 向客户端发送消息。
服务器在指定的端口（如 12345）上监听连接请求，每当有客户端连接时，都会创建一个新线程来处理这个连接。

类图

使用 UML 类图可以更直观地理解代码结构。下面是应用于本示例的类图：

classDiagram
    class TcpServer {
        +ServerSocket serverSocket
        +TcpServer(int port)
        +void start()
        +main(String[] args)
    }
    
    class ClientHandler {
        +Socket clientSocket
        +ClientHandler(Socket socket)
        +void run()
    }

    TcpServer --> ClientHandler : handles

序列图

接下来，我们可以使用序列图描述服务器和客户端之间的交互流程：

sequenceDiagram
    participant Client
    participant Server

    Client->>Server: Connect()
    Server->>Server: Accept Connection
    Server->>Client: Acknowledge Connection
    Client->>Server: Send Message
    Server->>Server: Process Message
    Server->>Client: Send Response
    Client->>Server: Disconnect()
    Server->>Server: Close Connection

测试服务器

要测试这个 TCP 服务器，可以使用简单的客户端代码。以下是一个基本的 TCP 客户端示例：

import java.io.*;
import java.net.*;

public class TcpClient {
    public static void main(String[] args) {
        String serverAddress = "127.0.0.1"; // 服务器地址
        int port = 12345; // 服务器端口

        try (Socket socket = new Socket(serverAddress, port);
             PrintWriter out = new PrintWriter(socket.getOutputStream(), true);
             BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()))) {

            // 发送消息
            out.println("你好，服务器！");
            System.out.println("服务器响应：" + in.readLine());
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}