作為一名 Java 開發工程師，你一定在實際開發中遇到過需要與遠程服務器通信、實現客戶端/服務端架構、處理 HTTP 請求、構建分布式系統等場景。這時，Java 網絡編程（Java Networking） 就成為你必須掌握的核心技能之一。

Java 提供了豐富的網絡編程 API，從底層的 Socket 到高層的 URL、URLConnection、HttpURLConnection，再到現代的 HttpClient（Java 11+）、Netty 等，幫助開發者輕松實現網絡通信。

本文將帶你全面掌握：

• 網絡編程基礎（IP、端口、協議、OSI 模型）
• TCP 與 UDP 的區別與使用場景
• Java 中的 Socket 編程（TCP/UDP）
• 基于 HTTP 的網絡通信（GET/POST 請求）
• 使用?URL、URLConnection、HttpClient?實現網絡請求
• 多線程網絡通信與服務器設計
• 實戰：構建 TCP 服務端/客戶端、HTTP 請求處理、聊天程序、遠程調用
• 常見誤區與最佳實踐

并通過豐富的代碼示例和真實項目場景講解，幫助你寫出更高效、更安全、結構更清晰的 Java 網絡通信代碼。

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🧱 一、什么是網絡編程？

? 網絡編程定義：

網絡編程是指程序通過網絡與其他設備或程序進行數據交換的過程。它是實現分布式系統、客戶端/服務端架構、遠程通信、微服務等的基礎。

? 常見術語：

術語	描述
IP 地址	網絡中設備的唯一標識（如：192.168.1.1）
端口號	應用程序通信的“門”，0~65535
協議	通信雙方約定的數據格式和規則（如 TCP、UDP、HTTP）
Socket	網絡通信的端點，是網絡通信的基礎
客戶端/服務端（C/S）	客戶端發起請求，服務端響應請求
OSI 七層模型	網絡通信的分層模型（物理層、數據鏈路層、網絡層、傳輸層、會話層、表示層、應用層）

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🔍 二、TCP 與 UDP 的區別

對比項	TCP	UDP
是否可靠	是（有確認機制）	否（無確認）
是否連接	是（三次握手）	否（無連接）
數據順序	保證順序	不保證順序
傳輸效率	相對較低	高
適用場景	文件傳輸、網頁請求、數據庫通信	視頻會議、游戲、廣播通信
Java 類	Socket、ServerSocket	DatagramSocket、DatagramPacket

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🧠 三、Java 中的網絡編程核心類

? 1.?InetAddress：獲取 IP 地址信息

InetAddress address = InetAddress.getByName("www.baidu.com");
System.out.println("IP地址：" + address.getHostAddress());

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? 2.?Socket?和?ServerSocket：TCP 編程核心類

TCP 服務端示例：

ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8888);
System.out.println("服務端啟動，等待連接...");Socket socket = serverSocket.accept();
BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
System.out.println("收到客戶端消息：" + reader.readLine());socket.close();
serverSocket.close();

TCP 客戶端示例：

Socket socket = new Socket("127.0.0.1", 8888);
PrintWriter writer = new PrintWriter(socket.getOutputStream(), true);
writer.println("Hello Server");
socket.close();

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? 3.?DatagramSocket?和?DatagramPacket：UDP 編程核心類

UDP 接收端示例：

DatagramSocket socket = new DatagramSocket(9999);
byte[] buffer = new byte[1024];
DatagramPacket packet = new DatagramPacket(buffer, buffer.length);
socket.receive(packet);
System.out.println("收到消息：" + new String(packet.getData(), 0, packet.getLength()));
socket.close();

UDP 發送端示例：

DatagramSocket socket = new DatagramSocket();
String msg = "Hello UDP Server";
InetAddress address = InetAddress.getByName("127.0.0.1");
DatagramPacket packet = new DatagramPacket(msg.getBytes(), msg.length(), address, 9999);
socket.send(packet);
socket.close();

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? 4.?URL、URLConnection：處理 HTTP 請求

URL url = new URL("https://www.baidu.com");
HttpURLConnection connection = (HttpURLConnection) url.openConnection();
connection.setRequestMethod("GET");BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(connection.getInputStream()));
String line;
while ((line = reader.readLine()) != null) {System.out.println(line);
}
reader.close();

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? 5.?HttpClient（Java 11+）：現代 HTTP 客戶端

HttpClient client = HttpClient.newHttpClient();
HttpRequest request = HttpRequest.newBuilder().uri(URI.create("https://www.baidu.com")).build();HttpResponse<String> response = client.send(request, HttpResponse.BodyHandlers.ofString());
System.out.println(response.body());

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🧪 四、網絡編程實戰應用場景

場景1：構建 TCP 聊天程序（多線程）

// 服務端
new Thread(() -> {try (ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8888)) {while (true) {Socket socket = serverSocket.accept();new Thread(() -> {try (BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()))) {String line;while ((line = reader.readLine()) != null) {System.out.println("收到消息：" + line);}} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}).start();}} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}
}).start();// 客戶端
Socket socket = new Socket("127.0.0.1", 8888);
PrintWriter writer = new PrintWriter(socket.getOutputStream(), true);
writer.println("你好，服務器！");

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場景2：模擬 HTTP 請求發送數據（如登錄）

HttpClient client = HttpClient.newHttpClient();
HttpRequest request = HttpRequest.newBuilder().uri(URI.create("https://example.com/login")).header("Content-Type", "application/x-www-form-urlencoded").POST(HttpRequest.BodyPublishers.ofString("username=admin&password=123456")).build();HttpResponse<String> response = client.send(request, HttpResponse.BodyHandlers.ofString());
System.out.println("響應碼：" + response.statusCode());
System.out.println("響應內容：" + response.body());

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場景3：實現遠程調用（RPC）基礎框架

// 客戶端發送方法調用
Socket socket = new Socket("127.0.0.1", 8888);
ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream(socket.getOutputStream());
out.writeObject(new RpcRequest("sayHello", new Object[]{"Java"}));// 服務端接收請求并處理
ObjectInputStream in = new ObjectInputStream(socket.getInputStream());
RpcRequest request = (RpcRequest) in.readObject();
Object result = invoke(request);
ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream(socket.getOutputStream());
out.writeObject(result);

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🧱 五、網絡編程最佳實踐

實踐	描述
顯式關閉網絡資源	使用 try-with-resources 或 finally 塊關閉 socket、流
設置超時時間	避免長時間阻塞，如?socket.setSoTimeout(3000)
使用多線程處理并發請求	服務端應為每個連接創建新線程或使用線程池
使用緩沖流提高效率	如?BufferedReader、BufferedWriter
使用協議封裝通信數據	自定義協議頭、長度、內容，避免粘包
使用 JSON 或 XML 傳輸結構化數據	更易維護、兼容性強
使用日志記錄網絡通信	方便排查問題
使用異常處理機制	捕獲?IOException、UnknownHostException?等
使用 NIO 提升性能	如?java.nio.channels.SocketChannel
使用 Netty 構建高性能網絡應用	更高級的網絡通信框架

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🚫 六、常見誤區與注意事項

誤區	正確做法
忘記關閉 socket	使用 try-with-resources 自動關閉
不設置超時	導致程序掛起，應設置連接和讀取超時
不處理異常	必須捕獲并處理網絡異常
不使用緩沖流	導致頻繁 IO 操作，效率低
忽略協議設計	導致粘包、拆包問題，應設計協議頭
使用字節流直接轉字符串	應使用?InputStreamReader?指定編碼
忽略并發處理	服務端應支持多線程或 NIO
不使用日志記錄通信	難以排查問題，應記錄請求和響應
使用?InetAddress.getLocalHost()?獲取公網 IP	應使用第三方服務獲取公網 IP
不使用 JSON/XML 傳輸數據	應結構化傳輸，避免字符串拼接

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📊 七、總結：Java 網絡編程核心知識點一覽表

內容	說明
網絡編程基礎	IP、端口、協議、TCP/UDP
Java 網絡類	Socket、ServerSocket、DatagramSocket、URL、HttpClient
TCP 編程	客戶端/服務端模型，多線程處理
UDP 編程	無連接通信，適合廣播和實時傳輸
HTTP 請求	使用 URLConnection、HttpClient 實現
實際應用	聊天程序、遠程調用、HTTP 請求、網絡爬蟲
最佳實踐	顯式關閉資源、設置超時、多線程、協議設計
注意事項	避免粘包、異常處理、日志記錄

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📎 八、附錄：Java 網絡編程常用技巧速查表

技巧	示例
獲取本機 IP 地址	InetAddress.getLocalHost().getHostAddress()
獲取網頁 HTML 內容	new URL("https://www.baidu.com").openStream()
發送 POST 請求	HttpClient?+?HttpRequest.BodyPublishers.ofString()
設置連接超時	socket.setSoTimeout(5000)
使用緩沖流	new BufferedReader(new InputStreamReader(...))
發送 JSON 數據	HttpRequest.BodyPublishers.ofString(json)
解析響應 JSON	使用 Jackson 或 Gson
使用線程池處理客戶端連接	ExecutorService?處理每個 socket 連接
使用 Netty 構建高性能網絡應用	NettyServerBootstrap
使用 NIO 實現非阻塞通信	Selector?+?SocketChannel

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如果你希望系統回顧 Java 網絡編程的核心知識與實戰技巧，這篇文章將為你提供完整的知識體系和實用的編程技巧。

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