ServerSocket类的使用

青旅半醒 2021-08-29 18:33 294阅读 0赞

#### 接受accept与超时Timeout ####

`public Socket accept()`方法的作用就是侦听并接受此套接字的连接。此方法在连接传入之前一直阻塞。

`setSoTimeout(timeout)`方法的作用是设置超时时间，通过指定超时timeout值启用/禁用SO\_TIMEOUT，以ms为单位。在将此选项设为非零的超时timeout值时，对此ServerSocket调用accept()方法将只阻塞timeout的时间长度。如果超过超时值，将引发java.net.SocketTimeoutException，但ServerSocket 仍旧有效，在结合try-catch 结构后，还可以继续进行accept()方法的操作。SO\_ TIMEOUT 选项必须在进人阻塞操作前被启用才能生效。注意，超时值必须是大于0的数。超时值为0被解释为无穷大超时值。参数int timeout的作用是在指定的时间内必须有客户端的连接请求，超过这个时间即出现异常，默认值是0,即永远等待。

`int getSoTimeout()`方法的作用是获取SO\_ TIMEOUT的设置。返回0意味着禁用了选项(即无穷大的超时值)。

public static void main(String[] args) { 
            try { 
                ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8088);
                serverSocket.setSoTimeout(4000);
                serverSocket.accept();
            } catch (IOException e) { 
                e.printStackTrace();
            }
        }

4秒内没有客户端连接则抛出超时异常：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2NvbGRfX19wbGF5_size_16_color_FFFFFF_t_70]

#### 构造方法的backlog参数含义 ####

ServerSocket类的构造方法`public ServerSocket (int port， int backlog)`中的参数backlog的主要作用就是允许接受客户端连接请求的个数。客户端有很多连接进入到操作系统中，将这些连接放人操作系统的队列中，当执行accept()方法时，允许客户端连接的个数要取决于backlog参数。

利用指定的backlog创建服务器套接字并将其绑定到指定的本地端口号port。对port端口参数传递值为0，意味着将自动分配空闲的端口号。

传人backlog参数的作用是设置最大等待队列长度，如果队列已满，则拒绝该连接。backlog参数必须是大于0的正值，如果传递的值等于或小于0，则使用默认值50。

public static void main(String[] args) { 
            try { 
                ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8088, 3);
    
                //sleep(10000)的作用是不让ServerSocket调用accept方法
                //而是由客户端Socket先发起多个请求
                //然后再执行accept方法时，只能接受3个连接
                Thread.sleep(10000);
    
                Socket socket1 = serverSocket.accept();
                System.out.println("1up");
                Socket socket2 = serverSocket.accept();
                System.out.println("2up");
                Socket socket3 = serverSocket.accept();
                System.out.println("3up");
    
                socket1.close();
                socket2.close();
                socket3.close();
                serverSocket.close();
            } catch (IOException e) { 
                e.printStackTrace();
            } catch (InterruptedException e) { 
                e.printStackTrace();
            }
        }

public static void main(String[] args) { 
            Socket socket = null;
            try { 
                socket = new Socket("localhost", 8088);
                System.out.println("socket连接成功!");
                Thread.sleep(10000);
            } catch (IOException e) { 
                e.printStackTrace();
            } catch (InterruptedException e) { 
                e.printStackTrace();
            }
        }

#### 参数backlog的默认值 ####

在不更改参数backlog设置的情况下，其默认值是50。需要注意的是，backlog限制的连接数量是由操作系统进行处理的，因为backlog最终会传递给用native声明的方法,下面验证一下这个结论。

public static void main(String[] args) { 
            try { 
                ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8088);
    
                Thread.sleep(10000);
    
                for (int i = 0; i < 100; i++) { 
                    System.out.println("accept1 begin " + (i + 1));
                    Socket socket = serverSocket.accept();
                    System.out.println("accept1 end " + (i + 1));
                }
    
                serverSocket.close();
            } catch (IOException e) { 
                e.printStackTrace();
            } catch (InterruptedException e) { 
                e.printStackTrace();
            }
        }
    
    public static void main(String[] args) throws IOException { 
            for (int i = 0; i < 100; i++) { 
                Socket socket = new Socket("localhost", 8088);
                System.out.println("client发起连接的次数：" + (i + 1));
            }
        }

#### 构造方法ServerSocket(int port, int backlog, InetAddress bindAddr)的使用 ####

该构造的作用是指定的port和backlog将Socket绑定到本地InetAddress 来创建服务器。bindAddr参数可以在ServerSocket的多宿主主机( multi-homed host),上 使用，Server-Socket仅接受对其多个地址的其中一个的连接请求。如果bindAddr为null，则默认接受任何/所有本地地址上的连接。

注意，端口号必须0~ 65535 ( 包括两者)。  
多宿主主机代表一台计算机有两块网卡，每个网卡有不同的IP地址，也有可能出现一台计算机有1块网卡，但这块网卡有多个IP地址的情况。  
backlog参数必须是大于0的正值。如果传递的值等于或小于0,则使用默认值50。

ServerSocket类有3个构造方法，在使用上还是有一些区别的。

1.  使用构造方法`public ServerSocket (int port)和public ServerSocket (int port, int backlog)`创建ServerSocket对象，则客户端可以使用服务器任意的IP连接到ServerSocket对象中。
2.  在使用`public ServerSocket (int port, int backlog, InetAddress bindAddr)` 构造方法中的参数bindAddr创建ServerSocket对象后，客户端想要连接到服务端，则客户端Socket的构造方法的参数要写上与ServerSocket构造方法的参数bindAddr相同的IP地址，不然就会出现异常。

#### 绑定到指定的Socket地址 ####

`public void bind (SocketAddress endpoint)`方法的主要作用是将ServerSocket 绑定到特定的Socket地址(IP地址和端口号)，使用这个地址与客户端进行通信。如果地址为null,则系统将挑选一个临时端口和一个有效本地地址来绑定套接字。

该方法的使用场景就是在使用ServerSocket类的无参构造方法后想指定本地端口。

SocketAddress类有1个子类InetSocketAddress，需要注意的是，InetAddress类代表IP地址，而InetSocketAddress类代表Socket地址。

InetSocketAddress类有3个构造方法，说明如下:

1.  构造方法`public InetSocketAddress (int port)`的作用是创建套接字地址，其中IP地址为通配符地址，端口号为指定值。有效的端口值介于0~ 65535之间。端口号传人0代表在bind操作中随机挑选空闲的端口。
2.  构造方法`public InetSocketAddress (String hostname, int port)`的作用是根据主机名和端口号创建套接字地址。有效的端口值介于0~ 65535之间。端口号传人0代表在bind操作中随机挑选空闲的端口。
3.  构造方法`public InetSocketAddress (InetAddress addr, int port)`的作用根据IP地址和端口号创建套接字地址。有效的端口值介于0 ~ 65535之间。端口号传人0代表在bind操作中随机挑选空闲的端口。

public static void main(String[] args) { 
            try { 
                ServerSocket serverSocket = new ServerSocket();
                serverSocket.bind(new InetSocketAddress(8888));
                serverSocket.accept();
            } catch (IOException e) { 
                e.printStackTrace();
            }
        }

#### 绑定到指定的Socket地址并设置backlog数量 ####

`bind(SocketAddress endpoint, int backlog)`不仅可以绑定到指定的IP，而且还可以设置backlog的连接数量。

##### 获取本地SocketAddress对象以及本地端口 #####

`getLocalSocketAddress()`方法用来获取本地的SocketAddress对象，它返回此Socket绑定的端点的地址，如果尚未绑定，则返回null。

`getLocalPort()` 方法用来获取Socket绑定到本地的端口。

try { 
                ServerSocket serverSocket = new ServerSocket();
                System.out.println("new ServerSocket()无参构造的端口是：" + serverSocket.getLocalPort());
                serverSocket.bind(new InetSocketAddress("127.0.0.1", 8888));
                System.out.println("调用完bind方法之后的端口是：" + serverSocket.getLocalPort());
    
                InetSocketAddress inetSocketAddress = (InetSocketAddress) serverSocket.getLocalSocketAddress();
                System.out.println("inetSocketAddress.getHostName=" + inetSocketAddress.getHostName());
                System.out.println("inetSocketAddress.getHostString=" + inetSocketAddress.getHostString());
                System.out.println("inetSocketAddress.getPort=" + inetSocketAddress.getPort());
    
                serverSocket.close();
            } catch (IOException e) { 
                e.printStackTrace();
            }

new ServerSocket()无参构造的端口是：-1
    调用完bind方法之后的端口是：8888
    inetSocketAddress.getHostName=localhost
    inetSocketAddress.getHostString=localhost
    inetSocketAddress.getPort=8888

getHostName()和getHostString()方法的区别

1.  public fnal String getHostName()方法的作用是获取主机名。注意，如果地址是用字面IP地址创建的，则此方法可能触发名称服务反向查找，也就是利用DNS服务通过IP找到域名。
2.  public final String getHostString() 方法的作用是返回主机名或地址的字符串形式，如果它没有主机名，则返回IP地址。这样做的好处是不尝试反向查找。

创建未解析的套接字地址：

`public static InetSocketAddress createUnresolved (String host, int port)`方法的作用是根据主机名和端口号创建未解析的套接字地址，但不会尝试将主机名解析为InetAddress。该方法将地址标记为未解析，有效端口值介于0~ 65535之间。端口号0代表允许系统在bind操作中随机挑选空闲的端口。

`public final boolean isUnresolved()`方法的作用:如果无法将主机名解析为InetAddress,则返回true。

InetSocketAddress inetSocketAddress1 = new InetSocketAddress("www.baidu.com", 80);
            //输出false的原因是可以对www.baidu.com进行解析
            System.out.println(inetSocketAddress1.isUnresolved());
    
            InetSocketAddress inetSocketAddress2 = new InetSocketAddress("www.baidu23492fsdhfe742.com", 80);
            //输出true的原因是不能对这个域名进行解析
            System.out.println(inetSocketAddress2.isUnresolved());
    
            //输出true是因为即使能对www.baidu.com进行解析，内部也不解析
            InetSocketAddress inetSocketAddress3 = InetSocketAddress.createUnresolved("www.baidu.com", 80);
            System.out.println(inetSocketAddress3.isUnresolved());
    
            //输出true的原因是内部从来不解析
            InetSocketAddress inetSocketAddress4 = InetSocketAddress.createUnresolved("www.baidu349823423049.com", 80);
            System.out.println(inetSocketAddress4.isUnresolved());

#### 关闭与获取关闭状态 ####

*  `public void close()`方法的作用是关闭此套接字。在accept()中，所有当前阻塞的线程都将会抛出SocketException。如果此套接字有一个与之关联的通道，则关闭该通道。
 *  `public boolean isClosed()`方法的作用是返回ServerSocket的关闭状态。如果已经关闭了套接字，则返回true。

#### 判断Socket绑定状态 ####

`public boolean isBound()`方法的作用是返回ServerSocket的绑定状态。如果将Server-Socket成功地绑定到个地址，则返回true。

#### 获得IP地址信息 ####

`getInetAddress()`方法用来获取Socket绑定的本地IP地址信息。如果Socket是未绑定的，则该方法返回null。

#### Socket选项ReuseAddress ####

`public void setReuseAddress (boolean on)`方法的作用是启用/禁用SO\_ REUSEADDR套接字选项。

关闭TCP连接时，该连接可能在关闭后的一段时间内保持超时状态(通常称为TIME\_ WAIT状态或2MSL等待状态)。对于使用已知套接字地址或端口的应用程序而言，如果存在处于超时状态的连接(包括地址和端口),则应用程序可能不能将套接字绑定到所需的SocketAddress.上。  
如果在使用bind (SocketAddress)方法“绑定套接字之前”启用SO\_REUSEADDR选项，就可以允许绑定到处于超时状态的套接字。

当创建ServerSocket时，SO\_REUSEADDR的初始设置是不确定的，要依赖于操作系统的实现。在使用bind()方法绑定套接字后，启用或禁用SO\_REUSEADDR时的行为是不确定的，也要依赖于操作系统的实现。

`public boolean getReuseAddress()`方法的作用是测试是否启用SO\_ \_REUSEADDR。

在调用Socket类的close() 方法时，会关闭当前连接，释放使用的端口，但在操作系统层面，并不会马上释放当前使用的端口。如果端口呈TIME\_WAIT 状态，则在Linux操作系统中可以重用此状态的端口。setReuseAddress(boolean)方法就是用来实现这样的功能的，也就是端口复用。端口复用的优点是可以大幅提升端口的使用率，用较少的端口数完成更多的任务。

什么是TIME\_ WAIT状态?  
服务端( Server)与客户端( Client)建立TCP连接之后，主动关闭连接的一方就会进人TIME\_WAIT状态。例如，客户端主动关闭连接时，会发送最后一个 ACK，然后客户端就会进入TIME\_WAIT状态，再“停留若 干时间”，然后进入CLOSED状态。在Linux操作系统中，当在“停留若干时间”段时，应用程序是可以复用呈TIME\_WAIT状态的端口的，这样可提升端口利用率。

#### Socket选项ReceiveBufferSize ####

`public void setReceiveBufferSize (int size)` 方法的作用是为从此ServerSocket接受的套接字的SO\_RCVBUF 选项设置新的建议值。在接受的套接字中，实际被采纳的值必须在accept()方法返回套接字后通过调用Socket.getReceiveBufferSize()方法进行获取。

`SO_RCVBUF的值用于设置内部套接字接收缓冲区的大小和设置公布到远程同位体的TCP接收窗口的大小`。

随后可以通过调用`Socket.setReceiveBufferSize (int)方法更改该值`。但是，如果应用程序希望允许大于RFC1323中定义的64KB的接收窗口，则在将ServerSocket绑定到本地地址之前必须在其中设置建议值。这意味着，必须用无参数构造方法创建ServerSocket,然后必须调用setReceiveBufferSize()方法，最后通过调用bind)将ServerSocket绑定到地址。如果不是按照前面的顺序设置接收缓冲区的大小，也不会导致错误,缓冲区大小可能被设置为所请求的值，但是此ServerSocket中接受的套接字中的TCP接收窗口将不再大于64KB。

`public int getReceiveBufferSize() 方法的作用是获取此ServerSocket的SO_RCVBUF选项的值`，该值是将用于从此ServerSocket接受的套接字的建议缓冲区大小。  
在接受的套接字中，实际设置的值通过调用Socket.getReceiveBufferSize()方法来确定。

`注意`，对于客户端, SO\_RCVBUF选项必须在connect方法调用之前设置，对于服务端，SO\_RCVBUF 选项必须在bind()前设置。

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