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网络编程和Socket套接字（UDP+TCP）（如果想知道Java中有关网络编程和Socket套接字的知识，那么只看这一篇就足够了！）

网友: 技术文档 2025-07-30 11:57:28

        前言：在当今互联网时代，网络已经成为我们生活和工作中不可或缺的一部分，从浏览网页、在线购物到视频通话、网络游戏，几乎所有的软件都离不开网络通信，网络编程就是让计算机能够通过网络相互交流，实现数据的传输和处理。

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在正式开始讲解之前，先让我们看一下本文大致的讲解内容：

目录

1.网络编程简介

        （1）什么是网络编程

        （2）为什么需要网络编程

2.网络编程中的基本概念

        （1）发送端和接收端

        （2）请求和响应

        （3）客户端和服务端

3.Socket套接字

        （1）Socket套接字的概念：

        （2）Socket套接字的分类：

        （3）UDP数据报套接字

        （4）TCP流套接字

总结

1.网络编程简介

        首先让我们先了解一下一些有关网络编程的知识：

        （1）什么是网络编程

        网络编程简单来说，就是让不同的设备（电脑、手机、服务器等）通过网络互相交流，它就像是让两个人通过电话、短信或者邮件沟通一样，只不过这里的“电话”是互联网，沟通的是数据。

——我们可以把网络编程比喻成“送快递”：

  1. 你（客户端）在某个购物网站下单（请求）。
  2. 购物网站（服务器）收到订单后，准备商品并打包（处理数据）。
  3. 快递员（网络）把包裹送到你手上（响应）。

        在网络编程中，客户端（你的设备）和服务器（淘宝服务器）需要相互沟通，而这就需要特定的“语言”和“规则”，这些规则就是网络协议（比如TCP和UDP），而网络编程的核心，就是通过这些协议，让计算机能够数据的收和发。

        

        （2）为什么需要网络编程

        想象一下，如果你的电脑或手机不能上网，那会是什么样子？你无法浏览网页、无法聊天、无法看视频、也无法在线购物，现代社会几乎所有的软件和应用都依赖网络，比如微信、淘宝、视频网站、在线游戏等等，网络编程就是让计算机能够通过网络相互通信，让我们可以实现这些功能，至此我们可以看出，有关网络相关的编程时至关重要的！

2.网络编程中的基本概念

        了解完了有关网络的相关介绍之后，不知道你是否对学习有关网络的编程提起了一定的兴趣呢？如果有的话，那么我们继续向下学习。

        ——这里我们需要了解一些有关网络编程中的基本概念：

        （1）发送端和接收端

        在一次网络数据传输中，发送端是指数据的发送方进程，接收端是指数据的接收方进程，发送端主机是网络通信中的源头主机，接收端主机是目的主机，这里我们需要注意的是，发送端和接收端是相对的，要根据一次数据传输中根据数据流向来进行判断。

        （2）请求和响应

        获取一个网络资源通常涉及两次网络数据传输：第一次是请求数据的发送，第二次是响应数据的发送，这个过程就好像快餐店点餐，用户先发起请求（比如点一份炒饭），然后快餐店再提供对应的响应（提供一份炒饭）

        （3）客户端和服务端

        在网络数据传输场景下，提供服务的一方进程称为服务端，获取服务的一方进程称为客户端，服务端通常提供资源的存储和访问服务，而客户端则通过请求获取这些资源，这里我们使用银行举个例子，银行提供存款和取款服务，而用户（客户端）可以通过服务端（银行）保存或获取资源（现金）

        ——通过上面的简短描述，我们应该就大致的了解了发送端和接收端、请求和响应、客户端和服务端都是什么了，那么接下来就让我们学习本文的重点——Socket套接字吧！

3.Socket套接字

        （1）Socket套接字的概念：

        Socket套接字是由系统提供的用于网络通信的技术，是基于TCP/IP协议的网络通信的基本操作单元，基于Socket套接字的网络程序开发就是网络编程。

       

        （2）Socket套接字的分类：

        ——Socket套接字主要针对传输层协议划分为三类：

  • ​流套接字：即传输层TCP协议，而TCP（Transmission Control Protocol）是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层协议。
  • ​数据报套接字：即传输层UDP协议。而UDP（User Datagram Protocol）是一种无连接的、不可靠的、面向数据报的传输层协议。
  • ​原始套接字：即自定义传输层协议，其读写内核没有处理的IP协议数据。

        虽然Socket套接字被分为三类，但是本文主要对UDP和TCP进行讲解！！！

        

        （3）UDP数据报套接字

        ——首先先让我们看一下Java中的UDP相关的API：

  • ​DatagramSocket：用于发送和接收UDP数据报。

    • DatagramSocket()：创建一个UDP数据报套接字，绑定到本机任意一个随机端口（一般用于客户端）。
    • DatagramSocket(int port)：创建一个UDP数据报套接字，绑定到本机指定的端口（一般用于服务端）。
    • void receive(DatagramPacket p)：从此套接字接收数据报。
    • void send(DatagramPacket p)：从此套接字发送数据报包。
    • void close()：关闭此数据报套接字。

  • ​DatagramPacket：用于发送和接收UDP数据报。

    • DatagramPacket(byte[] buf, int length)：构造一个DatagramPacket以用来接收数据报，接收的数据保存在字节数组中。
    • DatagramPacket(byte[] buf, int offset, int length, SocketAddress address)：构造一个DatagramPacket以用来发送数据报，发送的数据为字节数组中从0到指定长度，address用于指定目的主机的IP和端口号。

        我相信读者在耐心的读完上述的Java中有关UDP的API之后，会对它们如何真实的使用产生疑惑，那么让我们使用一个真实的案例来帮助你进行进一步的理解‘：

以下是使用UDP实现的服务端和客户端代码：

UDP 回显服务器

import java.io.IOException;import java.net.DatagramPacket;import java.net.DatagramSocket;import java.net.SocketException;public class UdpEchoServer { private DatagramSocket socket = null; // 服务器绑定端口 public UdpEchoServer(int port) throws SocketException { socket = new DatagramSocket(port); } // 启动服务器 public void start() throws IOException { System.out.println(\"服务器启动!\"); while (true) { // 1. 读取请求并解析 DatagramPacket requestPacket = new DatagramPacket(new byte[4096], 4096); socket.receive(requestPacket); // 获取客户端发送的数据 String request = new String(requestPacket.getData(), 0, requestPacket.getLength()); // 2. 计算响应（这里是回显，所以直接返回原数据） String response = process(request); // 3. 发送响应 DatagramPacket responsePacket = new DatagramPacket(  response.getBytes(),  response.getBytes().length,  requestPacket.getSocketAddress() ); socket.send(responsePacket); // 记录日志，方便观察 System.out.printf(\"[%s:%d] req: %s, resp: %s\\n\",  requestPacket.getAddress().toString(),  requestPacket.getPort(),  request,  response); } } // 回显逻辑，直接返回请求的内容 public String process(String request) { return request; } public static void main(String[] args) throws IOException { UdpEchoServer server = new UdpEchoServer(9090); server.start(); }}

UDP 回显客户端

import java.io.IOException;import java.net.DatagramPacket;import java.net.DatagramSocket;import java.net.InetAddress;import java.net.SocketException;import java.util.Scanner;public class UdpEchoClient { private DatagramSocket socket = null; private String serverIp; private int serverPort; // 构造方法：指定服务器的 IP 和端口 public UdpEchoClient(String ip, int port) throws SocketException { serverIp = ip; serverPort = port; // 让系统自动分配客户端端口 socket = new DatagramSocket(); } // 启动客户端 public void start() throws IOException { Scanner scanner = new Scanner(System.in); System.out.println(\"客户端启动!\"); while (true) { // 1. 读取用户输入 System.out.print(\"-> \"); String request = scanner.nextLine(); // 使用 nextLine() 以支持输入多词句 // 2. 发送数据给服务器 DatagramPacket requestPacket = new DatagramPacket(  request.getBytes(),  request.getBytes().length,  InetAddress.getByName(serverIp),  serverPort ); socket.send(requestPacket); // 3. 接收服务器响应 DatagramPacket responsePacket = new DatagramPacket(new byte[4096], 4096); socket.receive(responsePacket); // 解析响应数据 String response = new String(responsePacket.getData(), 0, responsePacket.getLength()); // 4. 显示服务器返回的数据 System.out.println(\"服务器响应：\" + response); } } public static void main(String[] args) throws IOException { UdpEchoClient client = new UdpEchoClient(\"127.0.0.1\", 9090); client.start(); }}

        ——通过上述案例，相信读者对UDP有了一定的了解了！！！

        （4）TCP流套接字

      ——学习完了UDP套接字之后，再让我们看一下Java中的TCP相关的API：

​ServerSocket：用于创建TCP服务端Socket：

  • ServerSocket(int port)：创建一个服务端流套接字Socket，并绑定到指定端口。
  • Socket accept()：开始监听指定端口，有客户端连接后，返回一个服务端Socket对象
  • void close()：关闭此套接字。

Socket：用于客户端Socket，或服务端中接收到客户端建立连接（accept方法）的请求后，返回的服务端Socket

  • Socket(String host, int port)：创建一个客户端流套接字Socket，并与对应IP的主机上对应端口的进程建立连接。
  • InetAddress getInetAddress()：返回套接字所连接的地址。
  • InputStream getInputStream()：返回此套接字的输入流。
  • OutputStream getOutputStream()：返回此套接字的输出流。

        同样，为了让读者能更好的理解上述的API，我们也是使用服务端和客户端的例子进行讲解，只不过我们这次使用TCP流套接字：

TCP 回显服务器

import java.io.*;import java.net.ServerSocket;import java.net.Socket;import java.util.Scanner;public class TcpEchoServer { private ServerSocket serverSocket = null; // 绑定端口号 public TcpEchoServer(int port) throws IOException { serverSocket = new ServerSocket(port); } // 启动服务器 public void start() throws IOException { System.out.println(\"服务器启动!\"); while (true) { Socket clientSocket = serverSocket.accept(); processConnection(clientSocket); } } // 处理连接逻辑 private void processConnection(Socket clientSocket) { System.out.printf(\"[%s:%d] 客户端上线!\\n\", clientSocket.getInetAddress(), clientSocket.getPort()); // 获取输入输出流 try (InputStream inputStream = clientSocket.getInputStream(); OutputStream outputStream = clientSocket.getOutputStream(); Scanner scanner = new Scanner(inputStream); PrintWriter writer = new PrintWriter(outputStream, true)) { // 处理多次请求 while (scanner.hasNext()) { // 1. 读取请求 String request = scanner.next(); // 2. 计算响应 String response = process(request); // 3. 发送响应 writer.println(response); // 打印日志 System.out.printf(\"[%s:%d] req: %s, resp: %s\\n\",  clientSocket.getInetAddress(), clientSocket.getPort(), request, response); } System.out.printf(\"[%s:%d] 客户端下线!\\n\",  clientSocket.getInetAddress(), clientSocket.getPort()); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } finally { // 确保关闭 socket try { clientSocket.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } } // 业务逻辑：回显请求 public String process(String request) { return request; } public static void main(String[] args) throws IOException { TcpEchoServer server = new TcpEchoServer(9090); server.start(); }}

TCP 回显客户端

import java.io.IOException;import java.io.InputStream;import java.io.OutputStream;import java.io.PrintWriter;import java.net.Socket;import java.util.Scanner;public class TcpEchoClient { private Socket socket; // 构造函数：连接到服务器 public TcpEchoClient(String serverIp, int serverPort) throws IOException { socket = new Socket(serverIp, serverPort); } // 启动客户端 public void start() { System.out.println(\"客户端启动\"); // 控制台输入流 Scanner scannerConsole = new Scanner(System.in); try ( InputStream inputStream = socket.getInputStream(); OutputStream outputStream = socket.getOutputStream(); Scanner scannerNetwork = new Scanner(inputStream); PrintWriter printWriter = new PrintWriter(outputStream, true) // 自动刷新 ) { while (true) { // 1. 从控制台读取输入 System.out.print(\"-> \"); String request = scannerConsole.nextLine(); // 用户输入 exit 退出客户端 if (\"exit\".equalsIgnoreCase(request)) {  System.out.println(\"客户端退出...\");  break; } // 2. 发送请求到服务器 printWriter.println(request); // 3. 读取服务器的响应 if (scannerNetwork.hasNextLine()) {  String response = scannerNetwork.nextLine();  // 4. 输出响应  System.out.println(\"服务器响应: \" + response); } else {  System.out.println(\"服务器已关闭连接\");  break; } } } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } finally { try { socket.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } } // 客户端主函数 public static void main(String[] args) throws IOException { TcpEchoClient client = new TcpEchoClient(\"127.0.0.1\", 9090); client.start(); }}

        ——至此，我们使用了TCP实现了服务端和客户端的通信，希望读者能通过上述的案例加深对TCP的API的理解与使用。

总结

        网络编程是通过网络实现进程间通信的技术，核心是Socket套接字，其中Socket分为流套接字（TCP）和数据报套接字（UDP），TCP提供有连接、可靠的字节流传输，适用于需要稳定性的场景，而UDP提供无连接、不可靠的数据报传输，适用于实时性要求高的场景。在网络通信中，客户端发送请求，服务端返回响应，这些都是通过Socket实现数据的收发的。

以上就是本篇文章的全部信息了！！！

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