TCP客户端常见的API：

ServerSocket:

Socket：

TCP服务端(单线程版本)

属性+构造方法:

启动服务端的start()方法

步骤一：接收客户端发送的socket

步骤二：调用processConnection方法来处理客户端发送的连接

①通过参数传入的clientSocket来获取输入、输出流对象，此处采用的是try()的方法来关闭流对象

②通过scanner.next()来不断读取内容；

③构造response，来作出响应

④通过OutputStream+PrintWriter来发送response字符串给客户端

⑤关闭连接

TCP客户端(单线程版本)

属性+构造方法

start方法

步骤1：通过socket来获取到与服务端进行数据交互的inputStream和OutputStream

步骤2:从控制台获取用户输入的信息

步骤3:把读取到的request以流的形式发送给服务端，获取响应

步骤4:通过Scanner读取服务器的响应，并且回显

TCP服务端（支持多个客户端发送请求)

多线程版本服务端

线程池版本服务端

TCP长连接/短连接问题

短连接的工作过程:

长连接的工作过程:

TCP协议的具体介绍，已经在上一篇文章当中提到了。

同时，上一篇文章也手写了一个Udp协议。

(2条消息) 认识UDP、TCP协议_革凡成圣211的博客-CSDN博客https://blog.csdn.net/weixin_56738054/article/details/128709206?spm=1001.2014.3001.5501 在这一篇文章当中，udp的客户端和服务端之间的通信，使用的时DatagramSocket和DatagramPacket这两个api来完成传递信息的。DatagramSocke负责发送和接收消息，DatagramPacket用来传输报文

TCP客户端常见的API：

而在TCP协议当中，提供的API主要是下面两个类:

ServerSocket：专门给服务端使用的socket。

Socket:既可以提供给客户端使用，也可以给服务端使用。

ServerSocket:

构造方法:

方法签名	方法说明
ServerSocket(int port)	创建一个服务端嵌套字，并且指定服务端所占用的进程

成员方法: accept

方法签名

方法说明

Socket accept()

accept方法，用来表示建立客户端与服务端的连接

前面一篇文章当中，我们提到了，TCP是"有连接"的协议，TCP客户端与服务端一定要建立连接，才可以互相发送消息。因此这个accept方法，返回的socket对象,服务端就是通过这个socket对象和客户端进行通信的。

如果服务端没有收到socket对象，那么就会阻塞等待，无法进行通信。

Socket：

对于服务端来说，是由accept()方法返回的的，返回的socket对象用于和客户端进行通信。

构造方法

对于客户端来说，在客户端的构造方法当中，需要构造对象的时候，指定一个IP以及端口号

这个IP以及端口号都是服务端的

两个常用普通方法

方法签名	方法说明
getInputStream()	通过socket对象，获取到内部的输入流对象
getOutputStream()	通过socket对象，获取到内部的输出流对象

TCP服务端(单线程版本)

属性+构造方法:

需要在TcpEchoServer内部封装一个属性，这个属性是ServerSocket。

在构造方法当中，需要指定ServerSocket占用哪个端口号，此端口号就是服务端的端口号

代码实现：

/**
 * @author 25043
 */
public class TcpEchoServer {

    /**
     * 用于Tcp客户端与服务端通信
     * 的socket对象
     */
    private ServerSocket serverSocket;



    public TcpEchoServer(int port) throws IOException {
        //指定服务端进程占用的端口号
        serverSocket=new ServerSocket(port);
    }

启动服务端的start()方法

步骤一：接收客户端发送的socket

  //使用clientSocket来与客户端进行交流
  Socket clientSocket=serverSocket.accept();

此处serverSocket.accept()方法的效果是接收客户端发送的连接。

一个客户端对应一个accept方法获取的clientSocket

由于Socket代表一个文件，任何一个文件会对应进程当中的一个文件描述符表。

也就是这个socket会占用额外的磁盘空间，因此当客户端和服务端通信结束之后，需要把这个连接释放掉（释放的操作，会在后面提到)

客户端在构造socket对象的时候，就会指定服务端的IP以及端口号。

客户端如果想与服务端通信，一定需要建立连接！！因此，如果发服务端启动之后，没有客户端发送连接过来，那么服务端就会在accept()方法这里阻塞等待。

因此，在服务端当中，通信的逻辑应当是这样的:

步骤二：调用processConnection方法来处理客户端发送的连接

需要注意的是：一个Socket对应的是一个客户端发送的连接，但是在processConnection内部额有可能涉及处理多个客户端连接的步骤：也就是在Tcp协议当中，服务端与客户端的关联关系为一对多。

但是，以下的代码，先来体验一下单线程的模式。最后，将会演示一个多线程版本。

①通过参数传入的clientSocket来获取输入、输出流对象，此处采用的是try()的方法来关闭流对象

//获取clientSocket当中输入、输出流对象
try(InputStream inputStream= clientSocket.getInputStream();


OutputStream outputStream= clientSocket.getOutputStream()) {

以下②③④一共3个步骤，需要在while(true)循环内部不断进行，直到scanner无法读取到内容了

②通过scanner.next()来不断读取内容；

//2、根据请求构造响应


//通过scanner.next()的方式来读取，需要注意的是


//scanner遇到空格/换行符/其他空白字符会停止读取


//但是，读取的结果里面不会包含这三种符号


String request=scanner.next();

③构造response，来作出响应

//回写的内容
String response="服务端已经响应:"+request;

④通过OutputStream+PrintWriter来发送response字符串给客户端

  //使用PrintWriter来发送outputStream

  PrintWriter printWriter=new PrintWriter(outputStream);

  printWriter.println(response);

  //刷新缓冲区，保证当前数据一定会被发送出去

  printWriter.flush();

⑤关闭连接

在finally代码块当中，关闭连接，释放文件描述符表。

finally {
           try {
                //关闭此次连接
                clientSocket.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }

整体服务端代码（单线程版）

/**
 * @author 25043
 */
public class TcpEchoServer {

    /**
     * 用于Tcp客户端与服务端通信
     * 的socket对象
     */
    private ServerSocket serverSocket;



    public TcpEchoServer(int port) throws IOException {
        //指定服务端进程占用的端口号
        serverSocket=new ServerSocket(port);
    }

    /**
     * 启动服务端
     */
    public void start() throws IOException {
        System.out.println("启动服务端");
        while (true){
            //使用clientSocket来与客户端进行交流
            Socket clientSocket=serverSocket.accept();
            processConnection(clientSocket);
        }
    }

    /**
     * 处理客户端发送的连接
     * 客户端发送的连接@param clientSocket
     */
    private void processConnection(Socket clientSocket) {
        //输出客户端的IP以及端口号
        System.out.println("客户端已经上线!客户端的IP是:"
                +clientSocket.getInetAddress()+
                ";客户端的端口是:"+clientSocket.getPort());
        //获取clientSocket当中输入、输出流对象
        try(InputStream inputStream= clientSocket.getInputStream();
            OutputStream outputStream= clientSocket.getOutputStream()) {
            //使用while循环，处理多个请求+响应
            while (true){
                //1、通过scanner来读取inputStream
                Scanner scanner=new Scanner(inputStream);
                //读取完毕之后，直接返回：
                if(!scanner.hasNext()){
                    System.out.println("客户端已经下线!客户端的IP是:"
                            +clientSocket.getInetAddress()+
                            ";客户端的端口是:"+clientSocket.getPort());
                    //退出循环
                    break;
                }
                //2、根据请求构造响应
                //通过scanner.next()的方式来读取，需要注意的是
                //scanner遇到空格/换行符/其他空白字符会停止读取
                //但是，读取的结果里面不会包含这三种符号
                String request=scanner.next();
                //构造回写的内容response
                String response="服务端已经响应:"+request;
                //使用PrintWriter来发送outputStream
                PrintWriter printWriter=new PrintWriter(outputStream);
                printWriter.println(response);
                //刷新缓冲区，保证当前数据一定会被发送出去
                printWriter.flush();

            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }finally {
            try {
                clientSocket.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

}

TCP客户端(单线程版本)

属性+构造方法

此处，需要一个socket，指定服务端的IP+端口号

 private Socket socket;

 public TcpEchoClient(String serverIp,int port) throws IOException {
    //指定服务端的ip+端口号
    socket=new Socket(serverIp,port);
 }

如果客户端想和服务端进行通信，就一定需要指定服务端的端口号。因为TCP是有连接的协议，不允许在没有建立连接的情况下面发送消息。

当socket对象被创建之后，也就意味着客户端成功与服务端建立连接。

客户都安的socket创建之后的一瞬间，服务端的accept方法已经接收早到就客户端的socket对象。

start方法

步骤1：通过socket来获取到与服务端进行数据交互的inputStream和OutputStream

需要注意的是，从客户端的socket获取的InputStream和OutputStream都是相对于客户端来进行输入/输出操作的。

步骤2:从控制台获取用户输入的信息

   //1.客户端从键盘上面读取内容
   String request=input.next();

步骤3:把读取到的request以流的形式发送给服务端，获取响应

                //2.把读取到的内容构造成请求，发送到客户端
                PrintWriter printWriter=new PrintWriter(outputStream);
                printWriter.println(request);
                //加上flush，刷新缓冲区
                printWriter.flush();

可以看到，此处，使用的是printWriter.println(request)来发送字符串的

但是，是否可以替换成print，也就是不采用\n呢？

答案是，不可以：原因：

在服务端当中，是使用Scanner scanner=input.next()来接收客户端发送的内容的：

回顾一下scanner.next()在什么时候会停止读取，那就是在读取到\n或者空格或者空白字符的时候，就会停止读取。因此，此处客户端发送的内容当中，一定要带有\n，才可以确scanner.next()停止读取。

步骤4:通过Scanner读取服务器的响应，并且回显

                //读取服务器响应
                Scanner scanner=new Scanner(inputStream);
                String response= scanner.next();
                //把响应的内容回显到界面上面
                System.out.println(response);

整体客户端代码:

/**
 * Tcp客户端
 * @author 25043
 */
public class TcpEchoClient {
    private Socket socket;

    public TcpEchoClient(String serverIp,int port) throws IOException {
        //指定服务端的ip+端口号
        System.out.println("服务端已经指定端口号"+System.currentTimeMillis());
        socket=new Socket(serverIp,port);

    }
    public void start(){
        System.out.println("客户端启动!");
        Scanner input=new Scanner(System.in);
        //此处获取到的输入流、输出流对象，都是已经跟客户端建立了联系的
        try (InputStream inputStream= socket.getInputStream();
             OutputStream outputStream= socket.getOutputStream()){
            while (true){
                //1.客户端从键盘上面读取内容
                String request=input.next();
                //2.把读取到的内容构造成请求，发送到客户端
                PrintWriter printWriter=new PrintWriter(outputStream);


                printWriter.println(request);
                //加上flush
                printWriter.flush();
                //读取服务器响应
                Scanner scanner=new Scanner(inputStream);
                String response= scanner.next();
                //把响应的内容回显到界面上面
                System.out.println(response);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //指定服务端的ip以及端口号
        TcpEchoClient tcpEchoClient=new TcpEchoClient("127.0.0.1",9090);
        tcpEchoClient.start();
    }

}

单线程TCP存在问题分析:

TCP的服务端的核心代码就是start方法

当服务端启动之后，如果有客户端与服务端建立联系，那么accept方法就会返回一个socket对象，服务端使用这个socket对象与客户端进行通信。

紧接着，服务端在processConnection方法当中，针对客户端发送过来的clientSocket进行不断地使用while循环，调用scanner.next方法进行读取操作。

那么，也就意味着，只要客户端不下线，服务端就会一直停留在这个processConnection的while循环当中。

由于在上述的代码当中，服务端的代码是单线程的。因此，服务端无法从processConnection方法当中离开，即使其他的客户端想再次给服务端建立连接，服务端也accept不到。

但是，如果在processConnection当中不采用while循环，那么这样可以吗？

也是不行的，原因：

如果不使用while循环，那么，服务端只会读取一次客户端发送的请求，也就是调用一次scanner.next方法，然后服务端就会把连接给close掉了。

那么这个客户端如果想再次建立连接，就需要重新获取连接，也就是再次new一个Socket对象。

但是，在上面客户端的代码当中，调用客户端构造方法的时候，只创建了一个连接，也就是一个socket。

因此，如果客户端想要再次发送消息，就没有办法发送了。

客户端代码:

TCP服务端（支持多个客户端发送请求)

多线程版本服务端

大部分的代码写法都和单线程的一致，唯一的区别就在于，每调用一次processConnection方法需要创建新一个线程来执行。

这样，每获取到一个clientSocket，就会创建一个新的线程t来执行processConnection方法。

即使线程t出现了异常情况，无法结束运行，也不会影响主线程不断接收新的客户端连接。

代码实现:

    /**
     * 启动服务端（多线程版）
     */
    public void start() throws IOException {
        System.out.println("启动服务端");
        while (true){
            //使用clientSocket来与客户端进行交流
            Socket clientSocket=serverSocket.accept();
            Thread t=new Thread(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    processConnection(clientSocket);
                }
            });
            t.start();
        }
    }

线程池版本服务端

以上代码，在客户端数量不大的情况下面，是可以行得通的

但是，如果客户端数量比较庞大，并且线程的创建、销毁工作也是开销比较大的，因此，可以考虑使用线程池来处理processConnection方法，这样就可以减少了线程不断创建、销毁带来的开销。

代码实现:

 private ExecutorService threadPool= Executors.newCachedThreadPool();
    /**
     * 启动服务端（多线程版）
     */
    public void start() throws IOException {
        System.out.println("启动服务端");
        while (true){
            //使用clientSocket来与客户端进行交流
            Socket clientSocket=serverSocket.accept();
            //往线程池当中提交任务
            threadPool.submit(() -> processConnection(clientSocket));
        }
    }