Java 中的网络基础认知

在 Java 开发中，网络编程是后端、分布式系统、微服务、游戏服务器、即时通信等领域的核心基础。Java 从 JDK 1.0 开始就提供了强大的网络支持，主要集中在 java.net 包（传统阻塞式 IO）和 java.nio 包（非阻塞 IO）。

下面从最基础的认知到必须掌握的核心概念，系统梳理 Java 网络编程的知识框架。

一、网络编程最核心的两个问题

1. 如何定位网络上的另一台机器？
   → IP 地址（IPv4 / IPv6） + 端口号（0~65535）

2. 如何在两台机器之间可靠/高效地传输数据？
   → 依赖传输层协议：TCP 或 UDP

Java 网络编程本质上就是在操作Socket（套接字），而 Socket 是对 TCP/UDP 协议的抽象。

二、TCP vs UDP —— 必须烂熟于心的对比

一句话总结：

• 需要可靠、有序、不丢数据 → 选 TCP
• 需要极致速度、低延迟、能容忍少量丢包 → 选 UDP

三、Java 网络编程三大模型（IO 模型认知）

Java 网络 IO 经历了三个时代：

2025-2026 年主流认知：

• 小型项目、学习阶段 → BIO（最简单）
• 中大型服务器、网关、IM → NIO（Netty 是事实标准）
• 极致性能场景 → Netty（基于 NIO 封装）或 AIO（较少使用）

四、Java 网络编程最核心的类（java.net 包）

现代替代：

• HTTP 客户端 → java.net.http.HttpClient（JDK 11+ 引入，推荐）
• 高性能网络 → Netty / OkHttp / Apache HttpClient

五、必须记住的几个关键概念

1. 端口号

   • 0~1023：知名端口（系统保留，如 80、443、3306）
   • 1024~49151：注册端口
   • 49152~65535：动态/私有端口（程序常用）

2. 三次握手 & 四次挥手

   • 建立连接：SYN → SYN-ACK → ACK
   • 关闭连接：FIN → ACK → FIN → ACK

3. 粘包 & 半包（TCP 特有）

   • TCP 是无边界字节流，不是一条消息对应一个包
   • 常见解决方案：
     • 定长消息
     • 特殊分隔符（\n、\0）
     • 长度前缀（最推荐：消息头 4 字节记录长度）

4. 心跳机制

   • 防止长连接被防火墙/网关干掉
   • 常见方式：每 30s~60s 发送一次 ping/pong

5. 域名解析

   InetAddress addr = InetAddress.getByName("www.example.com");
   

六、学习路径建议（从入门到进阶）

1. 入门阶段（1-2 周）

   • 掌握 BIO 的 TCP 服务器/客户端（echo、聊天室）
   • 理解 UDP 的广播/组播

2. 中级阶段（2-4 周）

   • 手写 BIO + 线程池
   • 理解粘包/半包并解决
   • 实现心跳机制

3. 高级阶段（持续积累）

   • 深入 NIO（Channel、Buffer、Selector）
   • 学习 Netty（主流企业级选择）
   • 掌握协议设计（Protobuf、自定义二进制协议）

总结一句话认知

Java 网络编程的核心就是“用 Socket 操作 TCP/UDP 协议”，而真正决定系统能力的，是你对 IO 模型（BIO/NIO/AIO）、协议设计（粘包/心跳/分包）、并发模型（线程池/事件驱动）的理解深度。

如果你现在处于哪个阶段？

• 刚入门，想看最简单的 TCP echo 代码？
• 想搞懂 BIO 转 NIO 的本质区别？
• 还是准备直接上 Netty？

告诉我，我可以给出更针对性的讲解或完整示例代码。