TCP Socket通信是一種比較常用的基于連接的網絡通信方式。本文通過Java實現TCP Socket通信，并將其用于計算機端、Android手機端，同時做到代碼規范化，實現代碼最大化復用。

本文代碼可在GitHub下載，建議對照源碼閱讀文章?https://github.com/jzj1993/JavaTcpSocket

TCP連接的建立

客戶端和服務器間通過三次握手建立TCP連接。在Java中，連接建立完成后，服務器端和客戶端分別獲取到一個Socket實例，之后就可以通過這個Socket實例進行通信。服務器端和客戶端使用不同的方法獲取Socket實例。

服務器端

在服務器端，通過ServerSocket實現對指定端口的監聽，代碼如下。其中port為int型端口數值，取值0~65535，0~1024為系統保留端口，這里取值1234。如果發生錯誤將會拋出異常。

int port = 1234;

ServerSocket server = new ServerSocket(port);

通過ServerSocket.accept()方法接受客戶端連接。這個方法是阻塞的，從調用時開始監聽端口，直到客戶端連接建立時，執行結束并返回Socket實例。連接建立失敗會拋出異常。

Socket socket = server.accept();

客戶端

客戶端直接通過實例化的形式，產生Socket實例。實例化的過程中，嘗試連接指定的服務器主機。連接成功則實例化完成，連接失敗則拋出異常。hostIP為主機的IP地址，port為端口號，和服務器主機監聽的端口號保持一致。

String hostIP = "127.0.0.1";

int port = 1234;

Socket socket = new Socket(hostIP, port);

連接的建立過程

以上代碼的執行順序是：

服務器端實例化ServerSocket：new ServerSocket(port);

服務器端執行accept()，監聽指定端口，此方法阻塞等待客戶端連接：server.accept();

客戶端實例化Socket實例，嘗試連接服務器：new Socket(hostIP, port);

TCP三次握手成功，服務器端的accept()返回Socket實例，同時客戶端的Socket實例化成功。

Socket的讀寫

以收發字符串為例來說明Socket的讀寫。

向Socket對象寫入數據，則會發送至TCP連接的另一方。這個操作在服務器端和客戶端是一樣的。可通過獲取Socket的輸出流來寫入UTF8格式編碼的字符串，代碼如下。寫入完成后，就會被發送到連接的另一端。

private DataOutputStream out;

out = new DataOutputStream(socket.getOutputStream());

String s = "Test";

out.writeUTF(s);

out.flush();

在接收端，通過獲取Socket的輸入流，就可以讀取字符串數據，代碼如下。readUTF()方法是阻塞的，直到對方發送完一個字符串，該方法才會執行結束并返回收到的字符串。如果連接中斷，或強制關閉Socket的輸入流，即執行socket.shutdownInput()，該方法會拋出異常。

private DataInputStream in;

in = new DataInputStream(socket.getInputStream());

String s = in.readUTF();

在建立了TCP連接后，由于無法確定對方的數據發送時間，為了保證及時接收到數據，通過一個新線程不斷調用in.readUTF()方法讀取數據（相當于輪詢法）；并在接收到數據后回調相關函數，對數據進行處理。

TCP連接的斷開

TCP Socket連接是雙向的，通過四次揮手的方式斷開，雙方分別調用Socket.close()方法斷開連接。連接斷開的過程中，一般一方A先斷開連接，另一方B發現A斷開連接后，也斷開連接。為方便表述，將先斷開連接的一方A稱為“主動斷開連接”；后斷開的一方B，則為“被動斷開連接”。

在一方B阻塞執行in.readUTF()方法時，如果對方A主動斷開Socket連接，這個方法會拋出異常。從而在B處理異常時，可以被動的斷開這邊的連接。

為保證主動斷開連接的一方不會阻塞在in.readUTF()方法中，需要先執行socket.shutdownInput()。所以主動斷開連接的代碼如下。

socket.shutdownInput();

in.close();

socket.close();

被動斷開連接的一方，在捕獲到in.readUTF()的異常后，斷開Socket連接。

try {

String s = in.readUTF();

} catch (IOException e) {

// 連接被斷開(被動)

try {

in.close();

socket.close();

in = null;

socket = null;

} catch (IOException e) {

e.printStackTrace();

}

}

SocketTransceiver的實現

考慮到在服務器端和客戶端，Socket對象的操作是完全一樣的，所以實現了一個SocketTransceiver（收發器），實現對Socket的直接操作，其他代碼則通過SocketTransceiver間接操作Socket對象實現數據收發、斷開連接等。

SocketTransceiver實現的功能有：

• 開啟新線程不斷查詢Socket是否收到數據；
• 將字符串、文件等類型的數據進行打包，并通過Socket發送；
• 從Socket接收數據，并自動解析出數據（字符串、文件等），接收完成后回調相應的方法；
• 在發生錯誤、連接被動斷開時，自動斷開連接并進行相關處理，并回調相應方法。

SocketTransceiver.class使用抽象類實現，回調方法是抽象的，實例化時對抽象方法進行實現，處理回調。完整代碼見附件。

TcpServer的實現

TcpServer為TCP Socket服務器端程序。為了讓服務器能同時接受并處理來自多個客戶端的TCP連接請求：

• TcpServer中用一個監聽線程對端口進行監聽，即阻塞執行server.accept()方法，等待接受客戶端連接；
• 服務器端每次與一個客戶端建立連接，即accept()方法執行結束并返回一個Socket對象，就會用一個SocketTransceiver對這個Socket進行操作；
• 連接建立后，監聽線程再次執行server.accept()方法，繼續監聽端口并等待下一個連接；
• 服務器端有一個List<SocketTransceiver>，保存當前連接的每個客戶端對應的SocketTransceiver對象，在需要時可取出并進行操作。

TcpServer.class的完整代碼見附件。

TcpClient的實現

TcpClient為TCP Socket客戶端程序。主要工作是進行Socket的連接，并利用SocketTransceiver對Socket進行操作。TcpClient.class的完整代碼見附件。

桌面服務器端的測試代碼

完成了上面這三個主要的類，服務器端的實現就非常容易了。服務器端需要使用SocketTransceiver.class、TcpServer.class兩個類。

服務器端編寫了一個桌面版本，測試代碼ClsMainServer.class在工程SocketServer-Desktop中，詳見附件。在測試代碼中，實現了一個服務器程序，監聽端口1234并接受客戶端連接，每次接收到客戶端主動發送的數據，就將數據原樣返回給這個客戶端。

桌面客戶端的測試代碼

客戶端需要使用SocketTransceiver.class、TcpClient.class兩個類。

客戶端的桌面版本測試代碼ClsMainClient.class在工程SocketClient-Desktop中，詳見附件。在測試代碼中，實現了兩個客戶端，并交替向服務器發送數據。客戶端直接連接本機服務器端，IP地址為127.0.0.1。

安卓客戶端的實現

同樣的代碼還可以直接用于安卓客戶端。安卓客戶端編寫了一個簡單的界面，輸入IP和端口可進行連接，同時可以輸入字符串發送至服務器端，另外會將接收到的數據顯示出來。

安卓端程序的實現，要注意幾點：

• 網絡操作代碼不能在主線程（即UI線程）中執行
• 界面操作不能在非UI線程執行，回調中不能直接執行刷新界面的代碼，可以通過向UI線程的Handler發送Runnable對象進行操作，即Handler.post(Runnable r)方法。
• 需要在AndroidManifest.xml中添加網絡訪問權限<uses-permission android:name="android.permission.INTERNET" />

測試可用的代碼詳見附件中的工程SocketClient-Android。

網絡連接相關問題

如果代碼編譯通過，但是測試不能正常運行，則有可能為網絡連接配置相關問題。

電腦和手機之間的網絡連接方式

• 電腦共享Wifi，用手機連接
• 手機電腦連在一個局域網

確保IP地址與端口設置正確
確保程序中的IP地址和端口設置正確。服務器端代碼只需設置端口，最好不要處于0~1024之間，并避免端口被系統其它程序占用；在客戶端，使用的端口和服務器相同，IP地址設置如下：

• 如果客戶端和服務器是在同一個設備上，IP地址可以直接用127.0.0.1，也可以用服務器任意網卡的IP地址
• 如果服務器和客戶端處于同一個局域網，IP地址用服務器連接到該局域網的網卡的IP地址
• 如果客戶端連接到服務器共享的Wifi網絡，IP地址用服務器共享Wifi的無線網卡的IP地址

防火墻設置
在Windows中，需要設置防火墻允許程序訪問網絡。通常在軟件第一次訪問網絡時，會彈出窗口提示是否允許程序訪問網絡，勾選允許并點擊確定即可。也可以在控制面板設置：控制面板 --> 系統和安全 --> Windows 防火墻 --> 允許程序或功能通過Windows防火墻 --> 更改設置 --> 勾選Java后面的選框并確認即可，如圖。

嘗試用管理員權限運行Eclipse
如果仍然不能連接，可以嘗試用管理員權限運行Eclipse。

代碼測試

Eclipse窗口操作技巧

• 默認情況下，多個程序同時在命令行輸出時，Eclipse的Console會自動切換到最后輸出字符串的程序，點擊圖釘形狀的按鈕如圖，可以讓Console不再切換。
• 點擊右側的加號按鈕，下拉菜單中選擇New Console View，可以新建一個Console命令行窗口，設置每個窗口顯示不同程序輸出的內容。
• 點擊Console中的紅色方形按鈕可以停止程序的運行。
  

測試

將工程SocketServer-Desktop和SocketClient-Desktop導入Eclipse中，先執行服務器端，再執行客戶端。如果先執行客戶端，會提示連接失敗。

桌面客戶端程序啟動后會創建兩個TcpClient客戶端實例同時連接服務器，并交替發送數據。客戶端連接和發送數據時，服務器端會輸出相應的提示信息。

停止服務器端程序，客戶端會提示連接中斷，并中止程序執行；停止客戶端程序，服務器端會提示客戶端斷開連接。

將安卓版的Client編譯并安裝到手機，連接網絡讓安卓端和計算機端在同一個局域網中。讓服務器端程序啟動，再點擊安卓端的“連接”按鈕進行連接，如果網絡錯誤、服務器未啟動等原因，安卓端會提示“連接失敗”。如果連接成功，服務端會輸出客戶端連接的提示信息。

同樣，可以在安卓客戶端向服務器發送數據，服務器會將數據原樣返回。

執行結果如圖。

本文由jzj1993原創，轉載請注明來源：http://www.hainter.com/java-tcp-socket

總結

以上是生活随笔為你收集整理的基于Java的TCP Socket通信详解（计算机端/Android手机端）的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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