Java - Socket 類別與範例
你好，有志於Java編程的你！今天，我們將踏上一段令人興奮的旅程，進入使用Java Socket類別進行網絡編程的世界。作為你親切友善的鄰居計算機科學老師，我非常高興能夠引導你走過這次冒險。別擔心如果你是編程新手——我們會從基礎開始，逐步學習。那麼，戴上你的虛擬安全帽，我們一起來深入探索吧！
什麼是 Socket？
在我們跳進代碼之前，讓我們先了解一下什麼是 Socket。想像你正在試圖給朋友打電話。你需要兩樣東西：朋友的電話號碼和一部電話來打這個電話。在計算機網絡中，Socket就像那部電話一樣——它是兩個運行在網絡上的程序之間雙向通信連接的終點。
Java Socket 類別
Java Socket類別代表客戶端 Socket。它是java.net包的一部分，為程序提供了與網絡上其他程序通信的方式。
宣告
要使用Socket類別，你首先需要導入它：
import java.net.Socket;构造函数
Socket類別有幾個构造函数。以下是最常見的幾個：
| 构造函数 | 描述 |
|---|---|
| Socket() | 創建一個未連接的 Socket |
| Socket(String host, int port) | 創建一個 Socket 並將其連接到指定的主機和端口 |
| Socket(InetAddress address, int port) | 創建一個 Socket 並將其連接到指定的 IP 地址和端口 |
方法
Socket類別提供了各種方法來管理連接和傳輸數據。以下是一些重要的方法：
| 方法 | 描述 |
|---|---|
| connect(SocketAddress endpoint) | 將這個 Socket 連接到服務器 |
| getInputStream() | 返回從這個 Socket 讀取字節的輸入流 |
| getOutputStream() | 返回向這個 Socket 寫入字節的輸出流 |
| close() | 關閉這個 Socket |
| isClosed() | 返回這個 Socket 是否已經關閉 |
| isConnected() | 返回這個 Socket 是否已經連接 |
Socket 客戶端範例
現在，讓我們創建一個簡單的客戶端，它連接到服務器並發送一個消息。如果你現在還不理解所有內容，別擔心——我們會一步步分解。
import java.io.*;
import java.net.*;
public class SimpleSocketClient {
public static void main(String[] args) {
try {
// 創建一個 Socket 並連接到服務器
Socket socket = new Socket("localhost", 12345);
System.out.println("已連接到服務器！");
// 創建輸出流以向服務器發送數據
PrintWriter out = new PrintWriter(socket.getOutputStream(), true);
// 向服務器發送消息
out.println("你好，服務器！這是客戶端發來的消息。");
// 創建輸入流以從服務器接收數據
BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
// 讀取服務器的回應
String response = in.readLine();
System.out.println("服務器說：" + response);
// 關閉連接
in.close();
out.close();
socket.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}讓我們分解這段代碼：
-
我們從導入進行輸入/輸出操作和網絡編程所需的類開始。
-
在
main方法中，我們將代碼包在try-catch塊中，以處理可能的IOException。 -
我們創建一個新的
Socket對象，指定服務器地址（在這個例子中是"localhost"，意味著同一台機器）和端口号（12345）。 -
我們創建一個
PrintWriter以通過Socket的輸出流向服務器發送數據。 -
我們使用
println方法向服務器發送消息。 -
我們創建一個
BufferedReader以通過Socket的輸入流從服務器接收數據。 -
我們使用
readLine方法讀取服務器的回應並打印它。 -
最後，我們關閉所有流和Socket以釋放資源。
現在，你可能會想，"但是等等，服務器在哪裡？" 好問題！為了讓這個客戶端工作，我們需要一個在相同端口上監聽的服務器。讓我們創建一個簡單的服務器來完成我們的範例。
import java.io.*;
import java.net.*;
public class SimpleSocketServer {
public static void main(String[] args) {
try {
// 創建一個服務器 Socket
ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(12345);
System.out.println("服務器正在等待客戶端...");
// 等待客戶端連接
Socket clientSocket = serverSocket.accept();
System.out.println("客戶端已連接！");
// 創建輸入流以從客戶端接收數據
BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(clientSocket.getInputStream()));
// 創建輸出流以向客戶端發送數據
PrintWriter out = new PrintWriter(clientSocket.getOutputStream(), true);
// 讀取客戶端的消息
String message = in.readLine();
System.out.println("客戶端說：" + message);
// 向客戶端發送回應
out.println("消息已收到，謝謝！");
// 關閉連接
in.close();
out.close();
clientSocket.close();
serverSocket.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}這個服務器代碼做以下事情：
-
在端口12345上創建一個
ServerSocket。 -
使用
accept方法等待客戶端連接。 -
一旦客戶端連接，它就創建輸入和輸出流。
-
讀取客戶端的消息並打印。
-
向客戶端發送回應。
-
關閉所有連接。
要運行這個範例：
-
首先運行
SimpleSocketServer類。 -
然後運行
SimpleSocketClient類。
你應該會看到客戶端連接到服務器，發送消息，並接收回應！
結論
恭喜你！你剛剛使用Java Sockets創建了你們的第一個客戶端-服務器應用程序。這只是網絡編程的冰山一角，但這是一個非常好的開始。
記住，Sockets就像電話一樣——它們讓程序能夠在網絡上相互通話。有了這個知識，你可以開始构建更複雜的網絡應用程序，如聊天程序、多人遊戲或分布式系統。
在你繼續Java之旅時，不要忘記探索其他網絡編程類如ServerSocket、URL和URLConnection。這些都為創建有強大連接功能的應用程序打開了新的可能性。
繼續練習，保持好奇心，並且快樂編程！
Credits: Image by storyset