目錄

零、1024特別禮物

一、前言：TCP原理簡介

二、Socket編程通信

三、TCP服務器端（具體代碼）

四、TCP客戶端（具體代碼）

五、通信效果演示

六、“創意”機器人：價值一個億的AI核心代碼（具體代碼）

七、最后

零、1024特別禮物

1024，1GB，一級棒，加油！

一、前言：TCP原理簡介

首先，保證文章完整性，TCP的理論原理還是需要簡介一下，略顯枯燥?乛?乛?，

TCP（傳輸控制協議，Transmission Control Protocol）是一種面向連接的、可靠的、基于位元組流的傳輸層通信協議，TCP旨在適應支持多網路應用的分層協議層次結構，也就是說，TCP是為了在不可靠的互聯網路上提供可靠的端到端位元組流而專門設計的一個傳輸協議， 連接到不同但互連的計算機通信網路的主計算機中的成對行程之間依靠TCP提供可靠的通信服務，

以上TCP的特點，也正是與UDP的明顯不同之處，UDP（用戶資料報協議）是一種無連接的、不可靠的、不以位元組流傳輸通信協議，具體區別可對比之前這篇文章：

【基于UDP協議網路Socket編程(java實作C/S通信案例) 】 [https://blog.csdn.net/Charzous/article/details/109016215]

接著，“三次握手”則是眾所周知的一個詞，是建立TCP連接的重要程序，許多文章有詳細解讀，本篇則是詳細記錄在此原理之上，使用Java實作TCP的Socket網路通信，包含C/S軟體架構的程式設計，偏向實踐，更加有趣！

二、Socket編程通信

本篇使用Java進行Socket編程，Java的TCP/IP套接字編程將底層的細節進行了封裝，其編程模型如圖：

我們自頂向下觀察，基于TCP的通信，必然有服務端Server和客戶端Client，

首先，建立連接，兩端分別有一個套接字Socket，用于兩者之間的通信，客戶端向服務器發送請求，創建socket進行連接，服務端則隨時監聽客戶端發起的請求，接收并創建裂解Socket，

其次，開始通信，服務和客戶兩端的輸入輸出流互相通信，邏輯上可理解為通信行程的雙方具有兩個流（輸出流和輸入流），邏輯上可將兩個流理解為兩個通信管道的全雙工通信模式，一個用于向對方發送資料，另一個用于接收對方的資料，

最后，結束通信，客戶端訪問服務器結束，斷開連接，關閉Socket和相關資源（輸入輸出流等），服務端監聽客戶端狀態，同時關閉Socket等連接，

建立通信規則：

Server和Client之間需要約定相同的規則，保證正常通信，之后的程式設計，我們約定：

1. 客戶端連接服務器，連接成功后，服務器首先給客戶端發送一潭訓迎資訊；

2. 客戶端程式每發送一條資訊給服務器，服務器接收并回送該資訊到客戶端，客戶端接收并顯示該資訊；

3. 當客戶端發送"bye"，則結束對話，

三、TCP服務器端（具體代碼）

第一步，創建服務端套接字，

類成員變數：ServerSocket serverSocket，監聽埠號port；

    private int port =8008;//服務器監聽視窗
    private ServerSocket serverSocket;//定義服務器套接字

    public TCPServer() throws IOException{
        serverSocket =new ServerSocket(port);
        System.out.println("服務器啟動監聽在"+port+"埠...");

    }

第二步，定義輸入輸出流方法：

    private PrintWriter getWriter(Socket socket) throws IOException{
        //獲得輸出流緩沖區的地址
        OutputStream socketOut=socket.getOutputStream();
        //網路流寫出需要使用flush，這里在printWriter構造方法直接設定為自動flush
        return new PrintWriter(new OutputStreamWriter(socketOut,"utf-8"),true);
    }

    private BufferedReader getReader(Socket socket) throws IOException{
        //獲得輸入流緩沖區的地址
        InputStream socketIn=socket.getInputStream();
        return new BufferedReader(new InputStreamReader(socketIn,"utf-8"));
    }

第三步，服務端核心：

//單客戶版本，每次只能與一個用戶建立通信連接
public void Service(){
    while (true){
        Socket socket=null;
        try {
            //此處程式阻塞，監聽并等待用戶發起連接，有連接請求就生成一個套接字
            socket=serverSocket.accept();

            //本地服務器控制臺顯示客戶連接的用戶資訊
            System.out.println("New connection accepted:"+socket.getInetAddress());
            BufferedReader br=getReader(socket);//字串輸入流
            PrintWriter pw=getWriter(socket);//字串輸出流
            pw.println("來自服務器訊息：歡迎使用本服務！");

            String msg=null;
            //此處程式阻塞，每次從輸入流中讀入一行字串
            while ((msg=br.readLine())!=null){
                //如果用戶發送資訊為”bye“，就結束通信
                if(msg.equals("bye")){
                    pw.println("來自服務器訊息：服務器斷開連接，結束服務！");
                    System.out.println("客戶端離開，");
                    break;
                }
                pw.println("來自服務器訊息："+msg);
            }
        }catch (IOException e){
            e.printStackTrace();
        }finally {
            try {
                if (socket!=null)
                    socket.close();//關閉socket連接以及相關的輸入輸出流
            }catch (IOException e){
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

代碼關鍵決議很清楚易懂，可以看到，服務端提供服務放到了一個While(true)里面，這是因為服務器程式需要一直運行，所以處理代碼一般放在while(true)這種無限回圈中，TCPServer運行一次，且自身不能終止運行，要終止它運行，只能通過強制方式（如在IDE環境強制關閉），

四、TCP客戶端（具體代碼）

第一步，創建客戶端套接字，定義類構造方法，實作輸入輸出流，

    private Socket socket;

    private PrintWriter pw;
    private BufferedReader br;

    public TCPClient(String ip, String port) throws IOException{
        //主動向服務器發起連接，實作TCP三次握手
        //不成功則拋出錯誤，由呼叫者處理錯誤
        socket =new Socket(ip,Integer.parseInt(port));

        //得到網路流輸出位元組流地址，并封裝成網路輸出字符流
        OutputStream socketOut=socket.getOutputStream();
        //引數true表示自動flush資料
        pw=new PrintWriter(new OutputStreamWriter(socketOut,"utf-8"),true);

        //得到網路輸入位元組流地址，并封裝成網路輸入字符流
        InputStream socketIn=socket.getInputStream();
        br=new BufferedReader(new InputStreamReader(socketIn,"utf-8"));

    }

第二步，實作網路通信發送和接收方法，

    public void send(String msg){
        //輸出字符流，由socket呼叫系統底層函式，經網卡發送位元組流
        pw.println(msg);
    }

    public String receive(){
        String msg=null;
        try {
            //從網路輸入字符流中讀取資訊，每次只能接受一行資訊
            //不夠一行時（無行結束符），該陳述句阻塞
            //直到條件滿足，程式往下運行
            msg=br.readLine();
        }catch (IOException e){
            e.printStackTrace();
        }
        return msg;
    }

第三步，定義網路連接關閉方法供外部呼叫，

    public void close(){
        try {
            if (socket!=null)
                socket.close();
        }catch (IOException e){
            e.printStackTrace();
        }
    }

TCP連接的釋放也有“四次握手”一說，必須經過2MSL后才真正釋放，具體程序如下圖：

五、通信效果演示

GIF動圖演示：

六、“創意”機器人：價值一個億的AI核心代碼（具體代碼）

這部分我們要實作“聊天機器人”，效果這樣：

是不是迫不及待想知道如何實作呢！堪稱“價值一個億的AI核心代碼”！！？？

就這樣實作了！

不賣關子了，就一行代碼！

msg=msg.replace("?","!").replace("？","!").replace("嗎","").replace("嗎？","");

具體想實作機器人如何回復可以自行調整代碼，

七、最后

本篇則是詳細記錄在此原理之上，使用Java實作TCP的Socket網路通信，包含C/S軟體架構的程式設計，偏向實踐，更加有趣！仔細閱讀的朋友可以發現，在服務器端核心部分，有一行注釋說明了該程式只支持單用戶，也就是單執行緒通信，可以嘗試一下，如果再開一個客戶端連接該服務，是否因為單執行緒阻塞程式卡住了，

這個問題關鍵就在于：服務器和客戶端互相約定通信規則，否則就可能有問題，例如，如果服務器在一個客戶端連接成功后，并沒有一條資訊發送給客戶端，客戶端的讀取歡迎資訊的陳述句無法讀取到內容，就被阻塞住，由于是單執行緒，甚至整個程式都會被卡住，要解決這個問題，等待更新下一篇！

另外，UI界面的設計可參考上一篇博客：【基于UDP協議網路Socket編程(java實作C/S通信案例) 】 [https://blog.csdn.net/Charzous/article/details/109016215]

我的CSDN博客：https://blog.csdn.net/Charzous/article/details/109260488