[Java] Java TCP socket programming

✅ 소켓 프로그래밍이란?

 - 프로세스 간의 통신에 사용되는 양 끝단(endpoint)인 소켓을 이용한 통신 프로그래밍

 

 - 프로세스끼리는 통신을 할 때, 각 프로세스의 소켓끼리 연결하고, 소켓을 통해 통신한다.

 - 소켓끼리 데이터를 주고받는 연결통로는 입력스트림과 출력스트림이다.

 - 통신하는 두 소켓의 입출력스트림은 교차 연결되어, 한쪽 소켓의 출력이 다른쪽 소켓의 입력이 된다.

 

 

✅ TCP socket programming 특징

 - 소켓끼리 먼저 연결하고 나서 통신을 시작한다. (connection-oriented)

 - 클라이언트와 서버는 1:1로 통신한다.

 - 데이터를 byte-stream으로 주고받는다.

 - 신뢰성 있는 데이터 전송을 한다.

 - 자바에서는 TCP 소켓 프로그래밍을 위해 Socket, ServerSocket 클래스를 이용한다.

 

 

✅ 클라이언트와 서버 간의 통신 과정

 

 1) 서버 프로그램: 서버 소켓을 생성하고 클라이언트의 연결 요청을 기다린다.

ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(portNumber);

 

 2) 클라이언트 프로그램: 접속할 서버의 ip주소와 서버의 포트번호를 가지고 소켓을 생성하여 서버에 연결을 요청한다.

Socket socket = new Socket(hostIP, portNumber);

 3) 서버 소켓: 클라이언트의 연결 요청을 받으면, 서버는 새로운 소켓을 생성해서 클라이언트의 소켓과 연결한다.

Socket newSocket = serverSocket.accept(); // 서버가 생성한 새로운 소켓

 

 4) 새로 생성된 서버의 소켓과 클라이언트 소켓이 연결되어 서로 통신한다.

✅ 서버 소켓(ServerSocket)의 역할

 

 - 서버의 포트와 binding하고 있으며, 포트를 통해 클라이언트의 연결 요청을 기다린다.

 - 연결 요청이 들어오면 새로운 소켓을 생성하여, 연결을 요청한 클라이언트의 소켓과 통신 가능하도록 연결시켜준다.

 - 즉, 실제 통신은 서버 소켓과 하는 것이 아니다.

 - 실제 통신은 서버 소켓이 만들어준 새로운 서버측의 소켓이 한다.

 - 원래는 하나의 포트를 여러 개의 소켓이 공유하여 사용할 수 있지만, 서버 소켓은 포트를 독점하여 사용한다.

 - 서버 소켓이 여러 개면, 클라이언트 측에서 어느 곳에 연결을 요청해야 할지 모르니까!!

 

 

✅ 간단한 소켓 프로그래밍 예제

 

 - 클라이언트가 서버에게 데이터를 보내고, 서버는 받은 데이터를 터미널에 출력하는 자바 프로그램을 작성해 보았다.

 

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;

public class Server {
    public static void main(String[] args) {
        try {

            // 서버 소켓을 생성하고, 클라이언트의 연결 요청을 기다린다.
            ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(1234);
            System.out.println("서버 연결 요청을 기다리는 중...");

            // 연결 요청이 들어오면 클라이언트와 연결시켜줄 새로운 소켓을 생성한다.
            Socket socket = serverSocket.accept();
            System.out.println("클라이언트와 연결되었습니다.");


            // 소켓의 입력스트림
            BufferedReader socketIn = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
            String line;
            while ((line = socketIn.readLine()) != null) {
                System.out.println(line);
            }
        } catch (IOException e){
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

import java.io.*;
import java.net.Socket;

public class Client {
    public static void main(String[] args) {

        try {
            Socket socket = new Socket("localhost", 1234);
            System.out.println("서버에 연결되었습니다.");

            // 터미널 입력받을 버퍼
            BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));

            // 소켓의 출력스트림
            BufferedWriter socketOut = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(socket.getOutputStream()));

            // 터미널로부터 입력받은 문자열을 서버 소켓으로 전송한다.
            String input;
            while ((input = reader.readLine()) != null) {
                socketOut.write(input);
                socketOut.write("\n");
                socketOut.flush();
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}