Socket이란 무엇인가

Socket이란 무엇인가

소켓(Socket)은 프로그램이 네트워크를 통해 다른 프로그램과 데이터를 주고받을 수 있게 해주는 통신 창구입니다.

쉽게 말하면 다음과 같습니다.

IP 주소가 건물의 주소라면, 포트 번호는 건물 안의 특정 방 번호이고, 소켓은 그 방에서 실제로 대화하기 위한 연결 통로입니다.

공부에 필요한 핵심 용어

소켓 통신에 사용되는 주소

소켓 연결은 보통 다음 세 가지 정보로 대상을 구분합니다.

프로토콜 + IP 주소(또는 호스트 이름) + 포트 번호

TCP + localhost + 8080

예를 들어 localhost:8080은 현재 컴퓨터의 8080번 포트에서 기다리는 프로그램을 의미합니다.

클라이언트와 서버의 연결 구조

서버는 먼저 서버 소켓을 만들고 특정 포트에서 연결 요청을 기다립니다. 클라이언트가 연결을 요청하면 서버의 accept()가 통신용 소켓을 반환합니다.

중요한 점은 ServerSocket과 Socket의 역할이 다르다는 것입니다.

• ServerSocket: 새로운 클라이언트의 연결 요청을 기다립니다.
• Socket: 연결이 완료된 클라이언트와 실제 데이터를 주고받습니다.

sequenceDiagram
    participant C as 클라이언트 프로그램
    participant S as 서버 프로그램
    participant SS as ServerSocket
    participant CS as 통신용 Socket

    S->>SS: ServerSocket(8080) 생성
    SS-->>S: 8080 포트에서 대기
    C->>SS: localhost:8080 연결 요청
    S->>SS: accept() 호출
    SS->>CS: 클라이언트 전용 Socket 생성
    CS-->>S: 연결된 Socket 반환
    C->>CS: 데이터 전송
    CS-->>S: 데이터 수신
    S->>CS: 응답 데이터 전송
    CS-->>C: 응답 수신

Java에서 사용하는 주요 클래스

InetAddress

java.net.InetAddress는 호스트 이름과 IP 주소 정보를 표현하는 클래스입니다. 도메인 이름을 IP 주소로 바꾸거나 현재 컴퓨터의 주소를 확인할 때 사용합니다.

Socket

java.net.Socket은 TCP 클라이언트가 서버와 연결된 뒤 데이터를 주고받는 통신용 객체입니다.

ServerSocket

java.net.ServerSocket은 TCP 서버가 특정 포트에서 클라이언트 연결을 기다릴 때 사용하는 객체입니다.

Java TCP 에코 서버 예제

에코 서버는 클라이언트가 보낸 메시지를 그대로 다시 돌려주는 서버입니다.

서버 코드: SimpleEchoServer.java

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

public class SimpleEchoServer {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        int port = 8080;

        // ServerSocket: 서버가 클라이언트 연결을 기다리는 객체
        // 8080 포트를 사용하겠다고 운영체제에 등록한다.
        try (ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(port)) {
            System.out.println("Echo Server started on port " + port);

            // 여러 클라이언트의 접속을 계속 기다린다.
            while (true) {
                // accept(): 클라이언트 연결 요청이 올 때까지 대기한다.
                // 연결되면 해당 클라이언트와 통신할 Socket을 반환한다.
                try (Socket clientSocket = serverSocket.accept();
                     // InputStream: 클라이언트가 보낸 바이트 데이터를 받는 통로
                     BufferedReader reader = new BufferedReader(
                         new InputStreamReader(clientSocket.getInputStream()));
                     // OutputStream: 클라이언트로 데이터를 보내는 통로
                     PrintWriter writer = new PrintWriter(
                         clientSocket.getOutputStream(), true)) {

                    System.out.println("Client connected: "
                        + clientSocket.getInetAddress());

                    // readLine(): 클라이언트가 보낸 한 줄을 읽는다.
                    String message = reader.readLine();
                    System.out.println("Received: " + message);

                    // println(): 메시지를 전송하고 줄바꿈까지 보낸다.
                    // true 옵션 덕분에 출력 버퍼를 즉시 비운다(auto-flush).
                    writer.println("Echo: " + message);
                }
                // try-with-resources가 끝나면 clientSocket도 자동으로 닫힌다.
            }
        }
    }
}

클라이언트 코드: SimpleEchoClient.java

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

public class SimpleEchoClient {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        String host = "localhost";
        int port = 8080;

        // Socket: 서버의 host와 port에 TCP 연결을 요청하는 객체
        // localhost는 현재 컴퓨터를 의미한다.
        try (Socket socket = new Socket(host, port);
             // 서버에서 오는 데이터를 읽는 입력 통로
             BufferedReader reader = new BufferedReader(
                 new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
             // 서버로 데이터를 보내는 출력 통로
             PrintWriter writer = new PrintWriter(
                 socket.getOutputStream(), true)) {

            // println(): 서버로 한 줄의 메시지를 전송한다.
            writer.println("Hello Server!");

            // readLine(): 서버가 보낸 에코 응답을 한 줄 읽는다.
            String response = reader.readLine();
            System.out.println("Response: " + response);
        }
        // try-with-resources가 끝나면 소켓과 스트림이 자동으로 닫힌다.
    }
}

코드 실행 흐름

서버와 클라이언트는 각각 별도의 터미널에서 실행해야 합니다.

flowchart LR
    A[서버 실행] --> B[ServerSocket 생성]
    B --> C[8080 포트에서 accept 대기]
    D[클라이언트 실행] --> E[Socket 생성]
    E --> F[localhost:8080 연결 요청]
    F --> C
    C --> G[클라이언트 전용 Socket 반환]
    G --> H[클라이언트 writer.println]
    H --> I[서버 reader.readLine]
    I --> J[서버 writer.println Echo 응답]
    J --> K[클라이언트 reader.readLine]
    K --> L[응답 출력 및 연결 종료]

실행 명령

먼저 두 Java 파일을 같은 폴더에 저장하고 컴파일합니다.

javac SimpleEchoServer.java SimpleEchoClient.java

첫 번째 터미널에서 서버를 실행합니다.

java SimpleEchoServer

두 번째 터미널에서 클라이언트를 실행합니다.

java SimpleEchoClient

예상 결과

서버 터미널:

Echo Server started on port 8080
Client connected: /127.0.0.1
Received: Hello Server!

클라이언트 터미널:

Response: Echo: Hello Server!

코드에서 데이터가 이동하는 방향

flowchart TB
    subgraph Client[클라이언트]
        CW[PrintWriter\nwriter.println]
        CR[BufferedReader\nreader.readLine]
    end
    subgraph Server[서버]
        SR[BufferedReader\nreader.readLine]
        SW[PrintWriter\nwriter.println]
    end

    CW -- "Hello Server!" --> SR
    SW -- "Echo: Hello Server!" --> CR

실행 순서 요약

정리

• 서버는 ServerSocket으로 연결 요청을 기다립니다.
• 클라이언트는 Socket으로 서버에 연결합니다.
• 서버의 accept()는 실제 통신에 사용할 새로운 Socket을 반환합니다.
• InputStream 계열 객체는 데이터를 읽고, OutputStream 계열 객체는 데이터를 씁니다.
• try-with-resources를 사용하면 통신이 끝난 뒤 소켓과 스트림을 자동으로 닫을 수 있습니다.