【网络编程通关之路】 Tcp 基础回显服务器(Java实现)及保姆式知识原理详解 ！ ！ ！_java tcp服务器

本篇会加入个人的所谓鱼式疯言

❤️❤️❤️鱼式疯言:❤️❤️❤️此疯言非彼疯言

而是理解过并总结出来通俗易懂的大白话,

小编会尽可能的在每个概念后插入鱼式疯言,帮助大家理解的.

🤭🤭🤭可能说的不是那么严谨.但小编初心是能让更多人能接受我们这个概念 ！！！

引言

在这个数字化时代，信息的快速流通已成为我们日常生活的一部分。想象一下，当你发送一封电子邮件或浏览网页时，背后是一系列复杂的网络协议在默默工作，确保数据的准确传输。

今天，我们将聚焦于这些协议中的一个核心成员——传输控制协议（TCP）。TCP协议是互联网通信的基石，它通过确保数据的可靠传输，支撑着我们每天使用的无数网络服务。

目录

1. Tcp回显服务器的普通实现

2. Tcp 回显服务器的多线程实现

3. Tcp 回显服务器的线程池实现

一. Tcp 回显服务器的普通实现

1. Tcp 的特点

在上一篇 实现Udp 的回显服务器的文章中 ， 我们提及Tcp 和 Udp 分别有4个主要的特点

• Tcp 是 可靠 传输， Udp是 不可靠 传输。
• Tcp是面向 字节流， Udp是面向 数据报。
• Tcp 是 有连接 ， Udp是 无连接 。
• Tcp 是 全双工 ， Udp也是 全双工 。

关于以上这些 特点 还有 回显服务器 的详解全部都收录到了 【网络编程通关之路】 Udp 基础回响服务器(Java实现)及你不知道知识原理详解 ！ ！ ！ 这篇文章中 。

Tcp网络编程文章详解

还没学习过或者忘记的小伙伴记得去看看哦。

2. Tcp使用的相关类

Tcp 与Udp一样， 在进行网络通信的过程中，需要调用系统 Socket api ， 但在 Java标准库 中已经封装好了相关的类， 通过这几个类， 在 JVM 中来调用系统原生的 Socket api 来 操作网卡 ， 进行网络通信。

关于Tcp 来实现回显

ServerSocket 类 :

• 实例化ServerSocket 对象时， 只用于服务器一端 ， 并且进行 端口号 连接 进程 的过程。

• 用于建立 服务器 与 客户端 连接，并且返回 Socket 对象。

  accept() 方法

鱼式疯言

从上面可以确定 Tcp的 有连接 的特点之一。

ServerSocket的构造方法 的连接是 端口号与进程的连接 ， 相当于 “接好了电话线” 。

accept（） 的连接是 服务器与客户端的连接 ， 相当于 客户端那边给服务器 “打电话”， 而服务器这边就用 accept（） 来接电话。完成连接。

Socket 类 ：

• 用于客户端与服务器连接：

  Socket 的构造方法, 在 实例化Socket 对象 时， 添加 IP地址 和 端口号， 就意味着 建立了连接 。

• 操作 Socket对象 来获取各种 IP地址 和 输入和输出流对象 。

  获取IP地址

  getInetAddress()

  获取输入字节流方法
  getInputStream()

  获取输出字节流方法

  getOutputStream()

鱼式疯言

1. 由于我们 Tcp 特点 之一就是 面向字节流 ， 并且是 全双工 。

所以我们既可以获取到 输入字节流对象 ，也可以获取到 输出字节流对象 。

2. ServerSocket 类一般只适用于 服务器一端的端口号和进程的连接 ， 而 Socket 一般只适用于 客户端一端 与 服务器 的连接， 但是都适用于 服务器和客户端 的 获取输入流与输出流 的操作。

3. 在 同一台主机 上，同一个协议 ， 一个 端口号 直接连接 一个进程 。

   但是在不同协议中， 一个端口号 可以连接 不同协议 下的进程。

4. 无论是 ServerSocket 类 还是 Socket 类 ， 都是属于 java.net 下的包的类。

回显服务器的普通实现代码展示

. 服务器实现

package echoTCP;import java.io.IOException;import java.io.InputStream;import java.io.OutputStream;import java.io.PrintWriter;import java.net.ServerSocket;import java.net.Socket;import java.util.Scanner;import java.util.concurrent.Executor;import java.util.concurrent.Executors;public class MyTcpEchoServer { ServerSocket serverSocket = null; // 进行连接 public MyTcpEchoServer(int port) { try { // 进行连接 serverSocket = new ServerSocket(port); } catch (IOException e) { throw new RuntimeException(e); } } public void start() { // 开始交互 System.out.println(\"服务器开始运行...\"); while(true) { // 使用线程池 Socket socket = null; try { socket = serverSocket.accept(); } catch (IOException e) { throw new RuntimeException(e); } // 进行接收请求并响应 ProcessServerConnect(socket); } } private void ProcessServerConnect(Socket socket) { try(InputStream inputSTream = socket.getInputStream(); OutputStream outputStream = socket.getOutputStream() ) { while(true) {  System.out.printf(\"客户端上线 : [客户端ip = %s,  客户端端口号 = %d]\\n\"  ,socket.getInetAddress(),  socket.getPort());  // 得到请求  Scanner scanner = new Scanner(inputSTream);  if(!scanner.hasNext()) { break;  }  // 得到请求  String request = scanner.nextLine();  // 计算响应  // 执行业务  String response = process(request);  // 返回响应  // 让客户端得到业务的执行结果  PrintWriter printWriter = new  PrintWriter(outputStream);  // 开始返回  printWriter.println(response);  // 进行刷新  printWriter.flush();//  打印日志  System.out.printf(\"客户端下线 : [ip = %s ,  port = %d], 请求 = %s , 响应 = %s\\n\", socket.getInetAddress(), socket.getPort(),request,response); } } catch (IOException e) { throw new RuntimeException(e); } finally { System.out.printf(\"任务执行结束： [%s,%d]\\n\", socket.getInetAddress(), socket.getPort()); try {//  关闭 socket 流  socket.close(); } catch (IOException e) {  throw new RuntimeException(e); } } } private String process(String request) { return request; } public static void main(String[] args) { MyTcpEchoServer myTcpEchoServer = new MyTcpEchoServer(9090); myTcpEchoServer.start(); }}

服务器一端的实现的整体流程可分为以下几步：

1. 创建 ServerSocket 对象 , 在构造方法中参数列表添加 端口号 ， 建立端口号与进程的 连接 。

 // 进行连接 serverSocket = new ServerSocket(port);

2. 调用 accept 方法让服务器与客户端进行，并返回一个 Socket 对象。

 Socket socket = null; try { socket = serverSocket.accept(); } catch (IOException e) { throw new RuntimeException(e); }

3. 获取到输入流，利用 Scanner 包装输入流 得到请求 。

// 得到请求Scanner scanner = new Scanner(inputSTream);if(!scanner.hasNext()) { break;}// 得到请求String request = scanner.nextLine();

4. 计算响应 并把 输出流对象 包装到 printWriter 输出到客户端

// 计算响应 // 执行业务 String response = process(request); // 返回响应 // 让客户端得到业务的执行结果 PrintWriter printWriter = new PrintWriter(outputStream); // 开始返回 printWriter.println(response);// 进行刷新 printWriter.flush();

5. 打印日志，并关闭 Socket 对象

//  打印日志  System.out.printf(\"客户端下线 : [ip = %s ,  port = %d], 请求 = %s , 响应 = %s\\n\", socket.getInetAddress(), socket.getPort(),request,response); } } catch (IOException e) { throw new RuntimeException(e); } finally { System.out.printf(\"任务执行结束： [%s,%d]\\n\", socket.getInetAddress(), socket.getPort()); try {//  关闭 socket 流  socket.close(); } catch (IOException e) {  throw new RuntimeException(e); } }

鱼式疯言

补充细节：

1. 对于大部分 IO流 来说， 并不是 输入或输出一个/ 一段 就会加载到 硬盘 , 而是会存放到一个叫 缓冲区的地方， 当数据积攒到 一定的量 ， 才会 加载过去 。

   所以我们为了每次只加载 一个 / 一段数据 ， 可以调用 flush 这个方法 来将 缓冲区 的数据全部
   刷新出去。

 // 进行刷新 printWriter.flush();

2. 小编在这里利用了 Scanner 和 printWriter 来包装输入和输出流。 但是小伙伴们也可以利用小编之前提及过的 IO流的操作方式 来进行哦， 效果是一样的 。

关于IO的流的操作文章， 可以多学习学习并且回去哦 💖 💖 💖 💖

IO流理论篇文章详解

IO流Java实践篇文章详解

3. 对于上述 回显服务器 来说， 服务端一端 accept（） 只有当服务器每次发来请求时，才会进行 连接， 否则进行 阻塞等待。

. 客户端实现

package echoTCP;import java.io.IOException;import java.io.InputStream;import java.io.OutputStream;import java.io.PrintWriter;import java.net.ServerSocket;import java.net.Socket;import java.util.Scanner;public class MyTcpEchoClient { Socket clientSocket = null; // 进行连接 public MyTcpEchoClient(String ip , int port) { try { // 进行连接 clientSocket = new Socket(ip, port); } catch (IOException e) { throw new RuntimeException(e); } } public void start() { // 开始交互 System.out.println(\"客户端开始运行...\"); // 发送请求并接受响应 ProcessServerConnect(clientSocket); } private void ProcessServerConnect(Socket socket) { try(InputStream inputSTream = socket.getInputStream(); OutputStream outputStream = socket.getOutputStream() ) { while(true) { Scanner in = new Scanner(System.in); System.out.print(\"请输入你的需求-> \");// 输入请求并发送 String request = in.nextLine(); PrintWriter printWriter = new  PrintWriter(outputStream); printWriter.println(request); // 进行刷新 printWriter.flush(); // 接收响应并输出 Scanner scanner = new Scanner(inputSTream); if(!scanner.hasNext()) {  break; } String response = scanner.nextLine(); System.out.println(\"response = \"+ response); } } catch (IOException e) { throw new RuntimeException(e); } finally { System.out.printf(\"任务执行结束： [%s,%d]\\n\", socket.getInetAddress(), socket.getPort()); try {//  关闭 socket 流 socket.close(); } catch (IOException e) { throw new RuntimeException(e); } } } public static void main(String[] args) { MyTcpEchoClient myTcpEchoClient = new MyTcpEchoClient(\"127.0.0.1\",9090); myTcpEchoClient.start(); }}

具体客户端一端的整体实现流程梳理：

1. 实例化Socket 对象， 并把 IP地址 和 端口号 作为 Socket 构造方法的参数进行 客户端与服务端 的连接。

Socket clientSocket = null;// 进行连接public MyTcpEchoClient(String ip , int port) { try { // 进行连接 clientSocket = new Socket(ip, port); } catch (IOException e) { throw new RuntimeException(e); }}

2. 输入请求 并发送给 客户端

 Scanner in = new Scanner(System.in); System.out.print(\"请输入你的需求-> \");// 输入请求并发送 String request = in.nextLine(); PrintWriter printWriter = new  PrintWriter(outputStream); printWriter.println(request); // 进行刷新 printWriter.flush();

3. 接收服务器返回的 响应并输出

 // 接收响应并输出 Scanner scanner = new Scanner(inputSTream); if(!scanner.hasNext()) { break; } String response = scanner.nextLine(); System.out.println(\"response = \"+ response);

4. 宣布服务器执行结束， 并 关闭Socket对象

 finally { System.out.printf(\"任务执行结束： [%s,%d]\\n\", socket.getInetAddress(), socket.getPort()); try {//  关闭 socket 流 socket.close(); } catch (IOException e) { throw new RuntimeException(e); } }

鱼式疯言

补充细节 ：

1. 对应上述代码中的 hasNext() 方法来说， 出现了 换行 才会 break 结束 出去， 而当 服务器/ 客户端 没有 发来数据时， 是会进入 阻塞等待 的， 不会break 直接跳出。

 if(!scanner.hasNext()) { break; }

二. Tcp 回显服务器的多线程实现

1. 代码展示

服务器源码：

package echoTCP;import java.io.IOException;import java.io.InputStream;import java.io.OutputStream;import java.io.PrintWriter;import java.net.ServerSocket;import java.net.Socket;import java.util.Scanner;import java.util.concurrent.Executor;import java.util.concurrent.Executors;public class MyTcpEchoServer { ServerSocket serverSocket = null; // 进行连接 public MyTcpEchoServer(int port) { try { // 进行连接 serverSocket = new ServerSocket(port); } catch (IOException e) { throw new RuntimeException(e); } } public void start() { // 开始交互 System.out.println(\"服务器开始运行...\");// 使用多线程 while(true) { Thread t = new Thread(()->{ Socket socket = null; try {  socket = serverSocket.accept(); } catch (IOException e) {  throw new RuntimeException(e); } // 进行接收请求并响应 ProcessServerConnect(socket); }); t.start(); } } private void ProcessServerConnect(Socket socket) { try(InputStream inputSTream = socket.getInputStream(); OutputStream outputStream = socket.getOutputStream() ) { while(true) {  System.out.printf(\"客户端上线 : [客户端ip = %s,客户端端口号 = %d]\\n\",socket.getInetAddress(),socket.getPort());  // 得到请求  Scanner scanner = new Scanner(inputSTream);  if(!scanner.hasNext()) { break;  }  // 得到请求  String request = scanner.nextLine();  // 计算响应  // 执行业务  String response = process(request);  // 返回响应  // 让客户端得到业务的执行结果  PrintWriter printWriter = new PrintWriter(outputStream);  // 开始返回  printWriter.println(response);  // 进行刷新  printWriter.flush();//  打印日志  System.out.printf(\"客户端下线 : [ip = %s , port = %d], 请求 = %s , 响应 = %s\\n\", socket.getInetAddress(),socket.getPort(),request,response); } } catch (IOException e) { throw new RuntimeException(e); } finally { System.out.printf(\"任务执行结束： [%s,%d]\\n\",socket.getInetAddress(),socket.getPort()); try {//  关闭 socket 流  socket.close(); } catch (IOException e) {  throw new RuntimeException(e); } } } private String process(String request) { return request; } public static void main(String[] args) { MyTcpEchoServer myTcpEchoServer = new MyTcpEchoServer(9090); myTcpEchoServer.start(); }}

客户端源码 ：

package echoTCP;import java.io.IOException;import java.io.InputStream;import java.io.OutputStream;import java.io.PrintWriter;import java.net.ServerSocket;import java.net.Socket;import java.util.Scanner;public class MyTcpEchoClient { Socket clientSocket = null; // 进行连接 public MyTcpEchoClient(String ip , int port) { try { // 进行连接 clientSocket = new Socket(ip, port); } catch (IOException e) { throw new RuntimeException(e); } } public void start() { // 开始交互 System.out.println(\"客户端开始运行...\"); // 发送请求并接受响应 ProcessServerConnect(clientSocket); } private void ProcessServerConnect(Socket socket) { try(InputStream inputSTream = socket.getInputStream(); OutputStream outputStream = socket.getOutputStream() ) { while(true) { Scanner in = new Scanner(System.in); System.out.print(\"请输入你的需求-> \");// 输入请求并发送 String request = in.nextLine(); PrintWriter printWriter = new PrintWriter(outputStream); printWriter.println(request); // 进行刷新 printWriter.flush(); // 接收响应并输出 Scanner scanner = new Scanner(inputSTream); if(!scanner.hasNext()) {  break; } String response = scanner.nextLine(); System.out.println(\"response = \"+ response); } } catch (IOException e) { throw new RuntimeException(e); } finally { System.out.printf(\"任务执行结束： [%s,%d]\\n\",socket.getInetAddress(),socket.getPort()); try {//  关闭 socket 流 socket.close(); } catch (IOException e) { throw new RuntimeException(e); } } } public static void main(String[] args) { MyTcpEchoClient myTcpEchoClient = new MyTcpEchoClient(\"127.0.0.1\",9090); myTcpEchoClient.start(); }}

2. 原理剖析

对于多线程的回显服务器的实现， 最主要是解决 多个 客户端同时给 一个 服务器 发送请求 的问题。

对于服务器来说 外边套着一个循环 ， 里面又加了 一层循环 ， 这样的话就会导致 两层循环 的加入

当 第一个客户端进入内循环 时， 它的任务还 没结束， 第二个客户端就向服务器 发送请求 ， 这时由于内部的还 一直循环， 服务器就无法进入内循环 ， 只能让第二个客户端一直停留在 缓冲区。

这时我们就引入 多线程 的方式， 将每一个服务器都 分布同时 执行循环， 这样就能保证不会让 多个 服务器一直阻塞到 缓冲区 。

关于代码的实现实现流程， 只是在普通回显服务器的基础上加了 一行多线程 的代码。 其他都是一样的， 小编在这里就 不赘述了 。

三. Tcp 回显服务器的线程池实现

1. 代码展示

服务器一端：

package echoTCP;import java.io.IOException;import java.io.InputStream;import java.io.OutputStream;import java.io.PrintWriter;import java.net.ServerSocket;import java.net.Socket;import java.util.Scanner;import java.util.concurrent.Executor;import java.util.concurrent.Executors;public class MyTcpEchoServer { ServerSocket serverSocket = null; // 进行连接 public MyTcpEchoServer(int port) { try { // 进行连接 serverSocket = new ServerSocket(port); } catch (IOException e) { throw new RuntimeException(e); } } public void start() { // 开始交互 System.out.println(\"服务器开始运行...\"); while(true) { // 使用线程池 Executor executor = Executors.newCachedThreadPool(); executor.execute(() -> { Socket socket = null; try { socket = serverSocket.accept(); } catch (IOException e) { throw new RuntimeException(e); } // 进行接收请求并响应 ProcessServerConnect(socket); }); } } private void ProcessServerConnect(Socket socket) { try(InputStream inputSTream = socket.getInputStream(); OutputStream outputStream = socket.getOutputStream() ) { while(true) {  System.out.printf(\"客户端上线 : [客户端ip = %s,客户端端口号 = %d]\\n\",socket.getInetAddress(),socket.getPort());  // 得到请求  Scanner scanner = new Scanner(inputSTream);  if(!scanner.hasNext()) { break;  }  // 得到请求  String request = scanner.nextLine();  // 计算响应  // 执行业务  String response = process(request);  // 返回响应  // 让客户端得到业务的执行结果  PrintWriter printWriter = new PrintWriter(outputStream);  // 开始返回  printWriter.println(response);  // 进行刷新  printWriter.flush();//  打印日志  System.out.printf(\"客户端下线 : [ip = %s , port = %d], 请求 = %s , 响应 = %s\\n\", socket.getInetAddress(),socket.getPort(),request,response); } } catch (IOException e) { throw new RuntimeException(e); } finally { System.out.printf(\"任务执行结束： [%s,%d]\\n\",socket.getInetAddress(),socket.getPort()); try {//  关闭 socket 流  socket.close(); } catch (IOException e) {  throw new RuntimeException(e); } } } private String process(String request) { return request; } public static void main(String[] args) { MyTcpEchoServer myTcpEchoServer = new MyTcpEchoServer(9090); myTcpEchoServer.start(); }}

客户端一端 ：

package echoTCP;import java.io.IOException;import java.io.InputStream;import java.io.OutputStream;import java.io.PrintWriter;import java.net.ServerSocket;import java.net.Socket;import java.util.Scanner;public class MyTcpEchoClient { Socket clientSocket = null; // 进行连接 public MyTcpEchoClient(String ip , int port) { try { // 进行连接 clientSocket = new Socket(ip, port); } catch (IOException e) { throw new RuntimeException(e); } } public void start() { // 开始交互 System.out.println(\"客户端开始运行...\"); // 发送请求并接受响应 ProcessServerConnect(clientSocket); } private void ProcessServerConnect(Socket socket) { try(InputStream inputSTream = socket.getInputStream(); OutputStream outputStream = socket.getOutputStream() ) { while(true) { Scanner in = new Scanner(System.in); System.out.print(\"请输入你的需求-> \");// 输入请求并发送 String request = in.nextLine(); PrintWriter printWriter = new PrintWriter(outputStream); printWriter.println(request); // 进行刷新 printWriter.flush(); // 接收响应并输出 Scanner scanner = new Scanner(inputSTream); if(!scanner.hasNext()) {  break; } String response = scanner.nextLine(); System.out.println(\"response = \"+ response); } } catch (IOException e) { throw new RuntimeException(e); } finally { System.out.printf(\"任务执行结束： [%s,%d]\\n\",socket.getInetAddress(),socket.getPort()); try {//  关闭 socket 流 socket.close(); } catch (IOException e) { throw new RuntimeException(e); } } } public static void main(String[] args) { MyTcpEchoClient myTcpEchoClient = new MyTcpEchoClient(\"127.0.0.1\",9090); myTcpEchoClient.start(); }}

代码说明

关于线程池的代码实现： 主要还是在原来 普通 回显服务器的基础上， 加上了线程池的 newCachedThreadPool 对象 。

这个线程池对象在 任务繁忙 时， 最多可以创建出 Integer.MAX_VALUES 个 非核心线程。

具体详情小伙伴们可以参考多线程的文章， 有重点讲解哦

多线程实践篇详解

非常适合 服务器开发使用 。

 // 使用线程池 Executor executor = Executors.newCachedThreadPool(); executor.execute(() -> { Socket socket = null; try { socket = serverSocket.accept(); } catch (IOException e) { throw new RuntimeException(e); } // 进行接收请求并响应 ProcessServerConnect(socket); });

鱼式疯言

如果是大量的客户端， 我们可能会用到上面的 线程池 来使用。

如果是海量的客户端使用， 就会使用 IO多路复用 （了解即可）。

总结

1. Tcp回显服务器的普通实现： 从Tcp 的四大特点： 有连接， 面向字节流， 可靠传输， 全双工 的四个特点展开介绍 Tcp 的两个主要网络通信的类： ServerSocket 和 Socket 两个类 ，并在代码中充分的使用并结合理解流程。

2. Tcp 回显服务器的 多线程实现 ： 利用多线程解决了一个服务器只能解决一个客户端的问题。

3. Tcp 回显服务器的线程池实现： 从另外一个线程池的角度更解决大量客户端的问题。

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