当前位置：首页 > news >正文

Node.js 创建 TCP 服务

news 2025/9/18 5:45:14

在 Node.js 中，net 模块用于创建底层的 TCP 网络服务。它允许我们建立 TCP 服务器和客户端，处理数据传输等任务。TCP是一种面向连接的协议，确保数据的可靠传输，适用于需要可靠性的数据通信场景。

1. TCP 与 UDP 区别

在探讨 net 模块之前，我们先简单回顾一下 TCP 和 UDP的区别：

TCP 是一种可靠的、面向连接的协议，它确保所有的数据包能够按顺序抵达目标，并且提供数据包的确认机制。通常用于文件传输、邮件、网页等需要高可靠性的场景。
UDP 是一种不可靠的、无连接的协议，数据包发送后不会确认接收状态，适用于对速度要求高而对可靠性要求较低的场景，如视频流、在线游戏等。

在 net 模块中，我们可以使用 TCP 协议来创建高可靠的网络通信应用。

2. 创建 TCP 服务器

使用 net.createServer() 可以创建一个 TCP 服务器，监听客户端的连接请求并处理数据。

2.1. 创建简单的 TCP 服务器

const net = require('net');// 创建 TCP 服务器
const server = net.createServer((socket) => {console.log('client connected');// 当接收到数据时触发socket.on('data', (data) => {console.log(`Received: ${data}`);socket.write(`Echo: ${data}`); // 回传数据给客户端});// 当客户端断开连接时触发socket.on('end', () => {console.log('client disconnected');});
});// 服务器监听端口
server.listen(8080, () => {console.log('TCP server running on port 8080');
});

2.2. 服务器的事件

net.Server 继承了 EventEmitter，因此它可以监听各种事件：

connection：客户端连接时触发。
data：接收到客户端的数据时触发。
end：客户端断开连接时触发。
error：处理任何错误。

server.on('error', (err) => {console.error(`Error: ${err}`);
});

2.3. 处理多个客户端

Node.js 的 net 模块是事件驱动的，因此它支持多个客户端同时连接。在一个 TCP 服务器中，每当有一个客户端连接时，都会触发 connection 事件并创建一个新的 socket 对象，该对象用于与该客户端通信。

const net = require('net');const server = net.createServer((socket) => {console.log('New client connected');socket.on('data', (data) => {console.log(`Received: ${data}`);socket.write(`Hello Client, you said: ${data}`);});socket.on('end', () => {console.log('Client disconnected');});
});server.listen(8080, () => {console.log('TCP server is listening on port 8080');
});

3. 创建 TCP 客户端

net.connect() 或 net.createConnection() 方法可以用于创建 TCP 客户端，并连接到 TCP 服务器。

3.1. 创建简单的 TCP 客户端

const net = require('net');// 创建 TCP 客户端并连接到服务器
const client = net.createConnection({ port: 8080 }, () => {console.log('Connected to server');client.write('Hello, server!');
});// 监听数据
client.on('data', (data) => {console.log(`Received from server: ${data}`);client.end(); // 结束连接
});// 监听连接关闭
client.on('end', () => {console.log('Disconnected from server');
});

3.2. 客户端的事件

与服务器类似，net.Socket 也继承了 EventEmitter，可以监听多个事件：

connect：客户端成功连接到服务器时触发。
data：从服务器接收到数据时触发。
end：服务器关闭连接时触发。
error：发生错误时触发。

3.3. 客户端与服务器的交互

当客户端连接到服务器后，服务器可以读取客户端发送的数据，处理数据，并将结果回传给客户端。

const client = net.createConnection({ port: 8080 }, () => {client.write('Hello from client');
});client.on('data', (data) => {console.log(`Received from server: ${data}`);
});

4. TCP 数据传输

TCP 是基于流的协议，意味着它将数据以连续字节流的形式传输。因此，数据可能会被分割成多个部分传输，客户端和服务器都需要确保数据处理的正确性。

4.1. 数据流处理

socket.on('data', (data) => {// 处理数据流console.log(`Received data: ${data}`);
});

由于 TCP 数据流可能会被分段传输，因此需要注意数据拼接问题，特别是在传输大文件或大块数据时，可能会出现数据片段错乱。

4.2. 传输二进制数据

TCP 不仅可以传输文本数据，还可以传输二进制数据。通过 Buffer，我们可以处理任意类型的二进制数据。

socket.on('data', (buffer) => {console.log('Received binary data:', buffer);
});

4.3. 半关闭连接

在 TCP 中，客户端或服务器可以通过 end() 关闭写操作，但保持读操作。这被称为半关闭（half-duplex），即允许一方停止发送数据，但仍然可以接收数据。

socket.end('Goodbye'); // 关闭写操作，但继续监听数据

5. 进阶：TCP 与心跳机制

在实际的 TCP 应用中，我们可能需要检测连接是否仍然有效。常用的方法是实现心跳机制，通过定期发送心跳消息来确保连接的存活。如果在一段时间内没有收到心跳响应，则可以认为连接已断开。

5.1. 实现心跳机制

const net = require('net');const server = net.createServer((socket) => {console.log('client connected');// 定期发送心跳消息const interval = setInterval(() => {if (socket.destroyed) {clearInterval(interval);return;}socket.write('ping');}, 5000);socket.on('data', (data) => {console.log(`Received: ${data}`);if (data.toString() === 'pong') {console.log('Heartbeat received');}});socket.on('end', () => {console.log('client disconnected');clearInterval(interval);});
});server.listen(8080, () => {console.log('TCP server running on port 8080');
});

5.2. 客户端响应心跳

客户端也可以实现一个简单的机制来响应服务器的心跳。

const client = net.createConnection({ port: 8080 }, () => {console.log('Connected to server');
});client.on('data', (data) => {if (data.toString() === 'ping') {client.write('pong');}
});