Java TCP 客户端/服务器开发深度解析

一、客户端代码全注释

java">public class TcpClient {private Socket socket = null;  // TCP通信核心对象// 构造函数：建立TCP连接public TcpClient(String ip, int port) throws IOException {// 创建Socket时会自动进行三次握手socket = new Socket(ip, port);  // 参数1: 服务器IP  参数2: 端口号}public void start() throws IOException {System.out.println("客户端启动");// try-with-resources 自动关闭资源try (InputStream in = socket.getInputStream();   // 接收数据的字节流OutputStream out = socket.getOutputStream(); // 发送数据的字节流Scanner scannerConsole = new Scanner(System.in); // 控制台输入Scanner scannerIn = new Scanner(in)) {      // 网络输入解析while (true) {// 1. 控制台输入处理System.out.print("-> ");String request = scannerConsole.next();  // 阻塞等待用户输入// 2. 发送请求到服务器PrintWriter printWriter = new PrintWriter(out); // 包装输出流printWriter.println(request);  // 自动添加换行符printWriter.flush();           // 强制立即发送缓冲区内容// 3. 接收服务器响应if (!scannerIn.hasNext()) break; // 检测连接是否关闭String response = scannerIn.next();System.out.println("服务器响应: " + response);}} // 自动关闭所有资源：socket、流、Scanner}
}

客户端核心三要素：

1. 连接建立：通过new Socket()完成TCP三次握手
2. 数据通道：
   • getInputStream()获取接收数据流
   • getOutputStream()获取发送数据流
3. 资源管理：使用try-with-resources自动释放连接

二、服务器代码全注释

java">public class TcpServer {private ServerSocket serverSocket = null;  // 服务端监听套接字// 初始化服务器public TcpServer(int port) throws IOException {serverSocket = new ServerSocket(port); // 绑定指定端口System.out.println("服务器监听端口: " + port);}public void start() throws IOException {System.out.println("启动服务器主线程");while (true) {// 阻塞等待客户端连接（核心方法）Socket clientSocket = serverSocket.accept(); System.out.println("检测到新连接");// 为每个客户端创建独立线程new Thread(() -> {try {processConnection(clientSocket); // 处理客户端业务} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}).start();}}// 处理单个客户端连接private void processConnection(Socket clientSocket) throws IOException {// 获取客户端地址信息String clientInfo = String.format("[%s:%d]", clientSocket.getInetAddress(), clientSocket.getPort());try (InputStream inputStream = clientSocket.getInputStream();OutputStream outputStream = clientSocket.getOutputStream()) {Scanner scanner = new Scanner(inputStream);System.out.println(clientInfo + " 客户端上线");while (scanner.hasNext()) {  // 持续监听客户端请求// 1. 读取请求String request = scanner.next();// 2. 处理业务逻辑String response = process(request); // 3. 返回响应PrintWriter printWriter = new PrintWriter(outputStream);printWriter.println(response);printWriter.flush();  // 确保数据立即发送System.out.println(clientInfo + " 处理请求: " + request);}}System.out.println(clientInfo + " 客户端下线");}// 业务处理（示例直接返回原字符串）private String process(String request) {return request.toUpperCase(); // 示例：转为大写}
}

服务器核心三要素：

1. 端口监听：ServerSocket绑定指定端口
2. 连接接收：accept()方法阻塞等待连接
3. 并发处理：为每个客户端创建独立线程

三、关键方法深度解析

3.1 accept()方法详解

java">Socket clientSocket = serverSocket.accept();

• 阻塞特性：在没有客户端连接时，线程会在此处挂起
• 返回对象：返回的Socket对象包含：
  • 客户端IP地址（getInetAddress()）
  • 客户端端口（getPort()）
  • 新的数据通道（输入/输出流）
• 并发基础：每次accept返回新的Socket，实现多客户端处理

3.2 flush()的必要性

java">printWriter.flush();

场景	无flush	有flush
数据传输时机	缓冲区满时自动发送	立即强制发送
适用场景	大数据量传输	需要实时交互的场景
风险点	数据可能长时间滞留	增加网络包数量

缓冲区原理：

客户端内存：[数据1][数据2][数据3] → 缓冲区填满后自动发送
手动flush： [数据1] → 立即发送 → [数据2] → 立即发送

四、TCP核心组件对比

4.1 ServerSocket vs Socket

特性	ServerSocket	Socket
用途	服务端监听端口	建立实际数据通道
创建时机	服务启动时创建	accept()成功后自动创建
生命周期	整个服务运行期间存在	单个连接周期内存在
主要方法	accept(), bind(), close()	getInputStream(), close()

4.2 TCP通信全流程

五、IntelliJ多实例运行配置

5.1 配置步骤演示

1. 打开运行配置

   Run -> Edit Configurations
   

2. 启用多实例

   选择客户端配置 -> Modify options -> Allow multiple instances
   

3. 运行效果

   可以同时启动多个客户端进程
   每个进程独立连接到服务器
   

5.2 实现原理

• JVM进程隔离：每个客户端运行在独立JVM中
• 端口重用：客户端使用临时端口（1024-65535）
• 服务端设计：

  java">new Thread(() -> processConnection(clientSocket)).start();
  

  每个连接使用独立线程处理

六、最佳实践建议

1. 资源关闭顺序

   java">// 正确关闭顺序示例
   try (Socket socket = new Socket(...);OutputStream out = socket.getOutputStream();InputStream in = socket.getInputStream()) {// 使用资源
   } // 自动反向关闭：in -> out -> socket
   

2. 异常处理规范

   java">catch (IOException e) {System.err.println("连接异常: " + e.getMessage());// 需要手动关闭资源try {if (socket != null) socket.close();} catch (IOException ex) {ex.printStackTrace();}
   }
   

3. 性能优化技巧

   • 使用线程池代替裸线程
   • 设置合理的Socket超时时间
   • 采用NIO非阻塞模式处理高并发

通过深入理解TCP通信机制和Java网络API的实现原理，开发者可以构建出稳定高效的网络应用程序。多线程服务器的设计需要特别注意资源竞争和线程安全问题，在实际生产环境中建议使用ExecutorService等高级并发工具进行线程管理。