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[Java]详解Socket和ServerSocket学习笔记

发布时间:2020-12-14 14:36:57 所属栏目:Java 来源:网络整理
导读:对于即时类应用或者即时类的游戏,HTTP协议很多时候无法满足于我们的需求。这会,Socket对于我们来说就非常实用了。下面是本次学习的笔记。主要分异常类型、交互原理、Socket、ServerSocket、多线程这几个方面阐述。 异常类型 在了解Socket的内容之前,先要

对于即时类应用或者即时类的游戏,HTTP协议很多时候无法满足于我们的需求。这会,Socket对于我们来说就非常实用了。下面是本次学习的笔记。主要分异常类型、交互原理、Socket、ServerSocket、多线程这几个方面阐述。

异常类型

在了解Socket的内容之前,先要了解一下涉及到的一些异常类型。以下四种类型都是继承于IOException,所以很多之后直接弹出IOException即可。

UnkownHostException:   主机名字或IP错误

ConnectException:  服务器拒绝连接、服务器没有启动、(超出队列数,拒绝连接)

SocketTimeoutException: 连接超时

BindException:  Socket对象无法与制定的本地IP地址或端口绑定

交互过程

Socket与ServerSocket的交互,下面的图片我觉得已经说的很详细很清楚了。

Socket

构造函数

Socket()

Socket(InetAddress address,int port)throws UnknownHostException,IOException

Socket(InetAddress address,int port,InetAddress localAddress,int localPort)throws IOException

Socket(String host,IOException

Socket(String host,int localPort)throws IOException

除去第一种不带参数的之外,其它构造函数会尝试建立与服务器的连接。如果失败会抛出IOException错误。如果成功,则返回Socket对象。

InetAddress是一个用于记录主机的类,其静态getHostByName(String msg)可以返回一个实例,其静态方法getLocalHost()也可以获得当前主机的IP地址,并返回一个实例。Socket(String host,int localPort)构造函数的参数分别为目标IP、目标端口、绑定本地IP、绑定本地端口。

Socket方法

getInetAddress();      远程服务端的IP地址

getPort();          远程服务端的端口

getLocalAddress()      本地客户端的IP地址

getLocalPort()        本地客户端的端口

getInputStream();     获得输入流

getOutStream();      获得输出流

值得注意的是,在这些方法里面,最重要的就是getInputStream()和getOutputStream()了。

Socket状态

isClosed();            //连接是否已关闭,若关闭,返回true;否则返回false

isConnect();      //如果曾经连接过,返回true;否则返回false

isBound();            //如果Socket已经与本地一个端口绑定,返回true;否则返回false

如果要确认Socket的状态是否处于连接中,下面语句是很好的判断方式。

boolean isConnection=socket.isConnected() && !socket.isClosed();  //判断当前是否处于连接

半关闭Socket

很多时候,我们并不知道在获得的输入流里面到底读多长才结束。下面是一些比较普遍的方法:

  • 自定义标识符(譬如下面的例子,当受到“bye”字符串的时候,关闭Socket)
  • 告知读取长度(有些自定义协议的,固定前几个字节表示读取的长度的)
  • 读完所有数据
  • 当Socket调用close的时候关闭的时候,关闭其输入输出流

ServerSocket

构造函数

ServerSocket()throws IOException

ServerSocket(int port)throws IOException

ServerSocket(int port,int backlog)throws IOException

ServerSocket(int port,int backlog,InetAddress bindAddr)throws IOException

注意点:

1. port服务端要监听的端口;backlog客户端连接请求的队列长度;bindAddr服务端绑定IP

2. 如果端口被占用或者没有权限使用某些端口会抛出BindException错误。譬如1~1023的端口需要管理员才拥有权限绑定。

3. 如果设置端口为0,则系统会自动为其分配一个端口;

4. bindAddr用于绑定服务器IP,为什么会有这样的设置呢,譬如有些机器有多个网卡。

5. ServerSocket一旦绑定了监听端口,就无法更改。ServerSocket()可以实现在绑定端口前设置其他的参数。

 单线程的ServerSocket例子

public void service(){
  while(true){
    Socket socket=null;
    try{
      socket=serverSocket.accept();//从连接队列中取出一个连接,如果没有则等待
      System.out.println("新增连接:"+socket.getInetAddress()+":"+socket.getPort());
      ...//接收和发送数据
    }catch(IOException e){e.printStackTrace();}finally{
      try{
        if(socket!=null) socket.close();//与一个客户端通信结束后,要关闭Socket
      }catch(IOException e){e.printStackTrace();}
    }
  }
}

多线程的ServerSocket

多线程的好处不用多说,而且大多数的场景都是多线程的,无论是我们的即时类游戏还是IM,多线程的需求都是必须的。下面说说实现方式:

  • 主线程会循环执行ServerSocket.accept();
  • 当拿到客户端连接请求的时候,就会将Socket对象传递给多线程,让多线程去执行具体的操作;

实现多线程的方法要么继承Thread类,要么实现Runnable接口。当然也可以使用线程池,但实现的本质都是差不多的。

 这里举例:

下面代码为服务器的主线程。为每个客户分配一个工作线程:

public void service(){
  while(true){
    Socket socket=null;
    try{
      socket=serverSocket.accept();            //主线程获取客户端连接
      Thread workThread=new Thread(new Handler(socket));  //创建线程
      workThread.start();                  //启动线程
    }catch(Exception e){
      e.printStackTrace();
    }
  }
}

 当然这里的重点在于如何实现Handler这个类。Handler需要实现Runnable接口:

class Handler implements Runnable{
  private Socket socket;
  public Handler(Socket socket){
    this.socket=socket;
  }
  
  public void run(){
    try{
      System.out.println("新连接:"+socket.getInetAddress()+":"+socket.getPort());
      Thread.sleep(10000);
    }catch(Exception e){e.printStackTrace();}finally{
      try{
        System.out.println("关闭连接:"+socket.getInetAddress()+":"+socket.getPort());
        if(socket!=null)socket.close();
      }catch(IOException e){
        e.printStackTrace();
      }
    }
  }
}

当然是先多线程还有其它的方式,譬如线程池,或者JVM自带的线程池都可以。这里就不说明了。

以上就是本文的全部内容,希望对大家的学习有所帮助,也希望大家多多支持编程小技巧。

(编辑:李大同)

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