前言：在当今互联网时代，网络已经成为我们生活和工作中不可或缺的一部分，从浏览网页、在线购物到视频通话、网络游戏，几乎所有的软件都离不开网络通信，网络编程就是让计算机能够通过网络相互交流，实现数据的传输和处理。
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在正式开始讲解之前，先让我们看一下本文大致的讲解内容：
目录
1.网络编程简介
（1）什么是网络编程
（2）为什么需要网络编程
2.网络编程中的基本概念
（1）发送端和接收端
（2）请求和响应
（3）客户端和服务端
3.Socket套接字
（1）Socket套接字的概念：
（2）Socket套接字的分类：
（3）UDP数据报套接字
（4）TCP流套接字
总结
1.网络编程简介
首先让我们先了解一下一些有关网络编程的知识：
（1）什么是网络编程
网络编程简单来说，就是让不同的设备（电脑、手机、服务器等）通过网络互相交流，它就像是让两个人通过电话、短信或者邮件沟通一样，只不过这里的“电话”是互联网，沟通的是数据。
——我们可以把网络编程比喻成“送快递”：
- 你（客户端）在某个购物网站下单（请求）。
- 购物网站（服务器）收到订单后，准备商品并打包（处理数据）。
- 快递员（网络）把包裹送到你手上（响应）。
在网络编程中，客户端（你的设备）和服务器（淘宝服务器）需要相互沟通，而这就需要特定的“语言”和“规则”，这些规则就是网络协议（比如TCP和UDP），而网络编程的核心，就是通过这些协议，让计算机能够数据的收和发。
（2）为什么需要网络编程
想象一下，如果你的电脑或手机不能上网，那会是什么样子？你无法浏览网页、无法聊天、无法看视频、也无法在线购物，现代社会几乎所有的软件和应用都依赖网络，比如微信、淘宝、视频网站、在线游戏等等，网络编程就是让计算机能够通过网络相互通信，让我们可以实现这些功能，至此我们可以看出，有关网络相关的编程时至关重要的！
2.网络编程中的基本概念
了解完了有关网络的相关介绍之后，不知道你是否对学习有关网络的编程提起了一定的兴趣呢？如果有的话，那么我们继续向下学习。
——这里我们需要了解一些有关网络编程中的基本概念：
（1）发送端和接收端
在一次网络数据传输中，发送端是指数据的发送方进程，接收端是指数据的接收方进程，发送端主机是网络通信中的源头主机，接收端主机是目的主机，这里我们需要注意的是，发送端和接收端是相对的，要根据一次数据传输中根据数据流向来进行判断。
（2）请求和响应
获取一个网络资源通常涉及两次网络数据传输：第一次是请求数据的发送，第二次是响应数据的发送，这个过程就好像快餐店点餐，用户先发起请求（比如点一份炒饭），然后快餐店再提供对应的响应（提供一份炒饭）
（3）客户端和服务端
在网络数据传输场景下，提供服务的一方进程称为服务端，获取服务的一方进程称为客户端，服务端通常提供资源的存储和访问服务，而客户端则通过请求获取这些资源，这里我们使用银行举个例子，银行提供存款和取款服务，而用户（客户端）可以通过服务端（银行）保存或获取资源（现金）
——通过上面的简短描述，我们应该就大致的了解了发送端和接收端、请求和响应、客户端和服务端都是什么了，那么接下来就让我们学习本文的重点——Socket套接字吧！
3.Socket套接字
（1）Socket套接字的概念：
Socket套接字是由系统提供的用于网络通信的技术，是基于TCP/IP协议的网络通信的基本操作单元，基于Socket套接字的网络程序开发就是网络编程。
（2）Socket套接字的分类：
——Socket套接字主要针对传输层协议划分为三类：
- 流套接字：即传输层TCP协议，而TCP（Transmission Control Protocol）是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层协议。
- 数据报套接字：即传输层UDP协议。而UDP（User Datagram Protocol）是一种无连接的、不可靠的、面向数据报的传输层协议。
- 原始套接字：即自定义传输层协议，其读写内核没有处理的IP协议数据。
虽然Socket套接字被分为三类，但是本文主要对UDP和TCP进行讲解！！！
（3）UDP数据报套接字
——首先先让我们看一下Java中的UDP相关的API：
-
DatagramSocket：用于发送和接收UDP数据报。
DatagramSocket()：创建一个UDP数据报套接字，绑定到本机任意一个随机端口（一般用于客户端）。DatagramSocket(int port)：创建一个UDP数据报套接字，绑定到本机指定的端口（一般用于服务端）。void receive(DatagramPacket p)：从此套接字接收数据报。void send(DatagramPacket p)：从此套接字发送数据报包。void close()：关闭此数据报套接字。
-
DatagramPacket：用于发送和接收UDP数据报。
DatagramPacket(byte[] buf, int length)：构造一个DatagramPacket以用来接收数据报，接收的数据保存在字节数组中。DatagramPacket(byte[] buf, int offset, int length, SocketAddress address)：构造一个DatagramPacket以用来发送数据报，发送的数据为字节数组中从0到指定长度，address用于指定目的主机的IP和端口号。
我相信读者在耐心的读完上述的Java中有关UDP的API之后，会对它们如何真实的使用产生疑惑，那么让我们使用一个真实的案例来帮助你进行进一步的理解‘：
以下是使用UDP实现的服务端和客户端代码：
UDP 回显服务器
import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.SocketException;public class UdpEchoServer {private DatagramSocket socket = null;// 服务器绑定端口public UdpEchoServer(int port) throws SocketException {socket = new DatagramSocket(port);}// 启动服务器public void start() throws IOException {System.out.println("服务器启动!");while (true) {// 1. 读取请求并解析DatagramPacket requestPacket = new DatagramPacket(new byte[4096], 4096);socket.receive(requestPacket);// 获取客户端发送的数据String request = new String(requestPacket.getData(), 0, requestPacket.getLength());// 2. 计算响应（这里是回显，所以直接返回原数据）String response = process(request);// 3. 发送响应DatagramPacket responsePacket = new DatagramPacket(response.getBytes(),response.getBytes().length,requestPacket.getSocketAddress());socket.send(responsePacket);// 记录日志，方便观察System.out.printf("[%s:%d] req: %s, resp: %s\n",requestPacket.getAddress().toString(),requestPacket.getPort(),request,response);}}// 回显逻辑，直接返回请求的内容public String process(String request) {return request;}public static void main(String[] args) throws IOException {UdpEchoServer server = new UdpEchoServer(9090);server.start();}
}
UDP 回显客户端
import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetAddress;
import java.net.SocketException;
import java.util.Scanner;public class UdpEchoClient {private DatagramSocket socket = null;private String serverIp;private int serverPort;// 构造方法：指定服务器的 IP 和端口public UdpEchoClient(String ip, int port) throws SocketException {serverIp = ip;serverPort = port;// 让系统自动分配客户端端口socket = new DatagramSocket();}// 启动客户端public void start() throws IOException {Scanner scanner = new Scanner(System.in);System.out.println("客户端启动!");while (true) {// 1. 读取用户输入System.out.print("-> ");String request = scanner.nextLine(); // 使用 nextLine() 以支持输入多词句// 2. 发送数据给服务器DatagramPacket requestPacket = new DatagramPacket(request.getBytes(),request.getBytes().length,InetAddress.getByName(serverIp),serverPort);socket.send(requestPacket);// 3. 接收服务器响应DatagramPacket responsePacket = new DatagramPacket(new byte[4096], 4096);socket.receive(responsePacket);// 解析响应数据String response = new String(responsePacket.getData(), 0, responsePacket.getLength());// 4. 显示服务器返回的数据System.out.println("服务器响应：" + response);}}public static void main(String[] args) throws IOException {UdpEchoClient client = new UdpEchoClient("127.0.0.1", 9090);client.start();}
}
——通过上述案例，相信读者对UDP有了一定的了解了！！！
（4）TCP流套接字
——学习完了UDP套接字之后，再让我们看一下Java中的TCP相关的API：
ServerSocket：用于创建TCP服务端Socket：
ServerSocket(int port)：创建一个服务端流套接字Socket，并绑定到指定端口。Socket accept()：开始监听指定端口，有客户端连接后，返回一个服务端Socket对象void close()：关闭此套接字。
Socket：用于客户端Socket，或服务端中接收到客户端建立连接（accept方法）的请求后，返回的服务端Socket
Socket(String host, int port)：创建一个客户端流套接字Socket，并与对应IP的主机上对应端口的进程建立连接。InetAddress getInetAddress()：返回套接字所连接的地址。InputStream getInputStream()：返回此套接字的输入流。OutputStream getOutputStream()：返回此套接字的输出流。
同样，为了让读者能更好的理解上述的API，我们也是使用服务端和客户端的例子进行讲解，只不过我们这次使用TCP流套接字：
TCP 回显服务器
import java.io.*;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
import java.util.Scanner;public class TcpEchoServer {private ServerSocket serverSocket = null;// 绑定端口号public TcpEchoServer(int port) throws IOException {serverSocket = new ServerSocket(port);}// 启动服务器public void start() throws IOException {System.out.println("服务器启动!");while (true) {Socket clientSocket = serverSocket.accept();processConnection(clientSocket);}}// 处理连接逻辑private void processConnection(Socket clientSocket) {System.out.printf("[%s:%d] 客户端上线!\n", clientSocket.getInetAddress(), clientSocket.getPort());// 获取输入输出流try (InputStream inputStream = clientSocket.getInputStream();OutputStream outputStream = clientSocket.getOutputStream();Scanner scanner = new Scanner(inputStream);PrintWriter writer = new PrintWriter(outputStream, true)) {// 处理多次请求while (scanner.hasNext()) {// 1. 读取请求String request = scanner.next();// 2. 计算响应String response = process(request);// 3. 发送响应writer.println(response);// 打印日志System.out.printf("[%s:%d] req: %s, resp: %s\n",clientSocket.getInetAddress(), clientSocket.getPort(), request, response);}System.out.printf("[%s:%d] 客户端下线!\n", clientSocket.getInetAddress(), clientSocket.getPort());} catch (IOException e) {e.printStackTrace();} finally {// 确保关闭 sockettry {clientSocket.close();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}}// 业务逻辑：回显请求public String process(String request) {return request;}public static void main(String[] args) throws IOException {TcpEchoServer server = new TcpEchoServer(9090);server.start();}
}
TCP 回显客户端
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.io.PrintWriter;
import java.net.Socket;
import java.util.Scanner;public class TcpEchoClient {private Socket socket;// 构造函数：连接到服务器public TcpEchoClient(String serverIp, int serverPort) throws IOException {socket = new Socket(serverIp, serverPort);}// 启动客户端public void start() {System.out.println("客户端启动");// 控制台输入流Scanner scannerConsole = new Scanner(System.in);try (InputStream inputStream = socket.getInputStream();OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();Scanner scannerNetwork = new Scanner(inputStream);PrintWriter printWriter = new PrintWriter(outputStream, true) // 自动刷新) {while (true) {// 1. 从控制台读取输入System.out.print("-> ");String request = scannerConsole.nextLine();// 用户输入 exit 退出客户端if ("exit".equalsIgnoreCase(request)) {System.out.println("客户端退出...");break;}// 2. 发送请求到服务器printWriter.println(request);// 3. 读取服务器的响应if (scannerNetwork.hasNextLine()) {String response = scannerNetwork.nextLine();// 4. 输出响应System.out.println("服务器响应: " + response);} else {System.out.println("服务器已关闭连接");break;}}} catch (IOException e) {e.printStackTrace();} finally {try {socket.close();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}}// 客户端主函数public static void main(String[] args) throws IOException {TcpEchoClient client = new TcpEchoClient("127.0.0.1", 9090);client.start();}
}
——至此，我们使用了TCP实现了服务端和客户端的通信，希望读者能通过上述的案例加深对TCP的API的理解与使用。
总结
网络编程是通过网络实现进程间通信的技术，核心是Socket套接字，其中Socket分为流套接字（TCP）和数据报套接字（UDP），TCP提供有连接、可靠的字节流传输，适用于需要稳定性的场景，而UDP提供无连接、不可靠的数据报传输，适用于实时性要求高的场景。在网络通信中，客户端发送请求，服务端返回响应，这些都是通过Socket实现数据的收发的。
以上就是本篇文章的全部信息了！！！