【JavaWeb学习】socket通信

分手后的思念是犯贱 2023-02-11 12:26 12阅读 0赞

### `ServerSocket`用法详解 ###

在B/S通信模式中，服务端需要创建监听特定端口的`ServerSocket`,`ServerSocket`负责接收客户的连接请求。

#### 构造`ServerSocket` ####

`serverSocket`的构造函数有四种

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

其中参数port用来绑定端口号（即服务器监听的端口），

参数backlog显示设置连接请求队列的长度，当服务器运行时候，会监听多个客户的连接请求，当服务器端收到多个连接请求，操作系统会把这些连接请求存储到一个先进先出的队列中。许多操作系统限定了队列的最大长度，一般为50。

参数`bindAddr`，当主机有多个`IP`地址（多网卡）的时候，就需要显示指定那个`IP`地址。

上面有一个默认构造方法，它的作用是，允许服务器在绑定到特定的端口之前，先设置ServerSocket的一些选项，因为一旦服务器与特定的端口绑定，有些选项就不能再改变了。

例如，可以先设置ServerSocket的SO\_REUSEADDR的选项为true,然后再把它与8888端口绑定

serverSocket.setReuseAddress(true);
    serverSocket.bind(new InetSocketAddress(8888));

#### `serverSocket`选项 ####

*  `SO_TIMEOUT`：等待客户连接的超时时间
 *  `SO_REUSEADDR`：表示是否允许重用服务器所绑定的地址,boolean
 *  `SO_RCVBUF`：表示接受数据的缓冲区的大小

SO\_TIMEOUT表示`serverSocket`的accept()方法等待客户端连接的超时时间，以毫秒为单位。如果SO\_TIMEOUT的值为0，表示永远不会超时，这是SO\_TIMEOUT的默认值。accept方法会一直阻塞直到有客户端连接，方法才返回，或者超出了超时时间，那么accept方法会抛出`SocketTimeoutException`.

`SO_REUSEADDR`=false，当`serverSocket`关闭时，如果网络上还有发送到这个`ServerSocket`的数据，这个`ServerSocket`不会立刻释放本地端口，而是会等待一段时间，确保接收到了网络上发送过来的延迟数据，然后再释放端口。许多服务器程序都使用固定的端口，当服务器关闭时，它的端口可能还会被占用一段时间.如果立刻释放端口，释放的端口可能会立刻连上新的应用程序，这样存活在网络中的TCP报文会与新的TCP连接报文冲突，造成数据冲突。需要耐心等待网络中老的TCP连接的活跃报文全部消失，`2MSL`时间可以满足要求，这里涉及到TCP的四次挥手。

#### 单线程Socket实例 ####

创建`ServerSocket`服务器

public class Server {
        
    	
    	@SuppressWarnings("resource")
    	public static void main(String[] args) throws IOException {
        
    		ServerSocket serverSocket=new ServerSocket(8888);//监听8888端口
    		while(true) {
        
    			System.out.println("socket已连接，等待客户端请求...");
    			Socket socket = serverSocket.accept();
    			new WebAction(socket).service();//获取请求内容并响应
    		}
    	}
    }

`WebAction`类用来获取请求的内容并响应给浏览器

public class WebAction {
    	
    	private Socket socket;
    	
    	private BufferedReader bufferedReader=null;
    	
    	private BufferedWriter bufferedWriter=null;
    
    	public WebAction(Socket socket) {
    		this.socket=socket;
    	}
    
    	public void service() {
    		try {
    			readRequest(socket);
    			writeHtml(socket);
    			close();
    		} catch (IOException e) {
    		}	
    	}
    	
    	public void readRequest(Socket socket) throws IOException {
    		StringBuffer sb=null;
    		String temp=null;
    		bufferedReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));//读取请求的内容
    		sb=new StringBuffer();
            System.out.println("---------------------");
            while((temp=bufferedReader.readLine())!=null) {//注意这里，如果客户端不关闭，服务器就会一直等待
            	sb.append(temp);
            	System.out.println(temp);
            }
    	}
    	
    	public void writeHtml(Socket socket) throws IOException {
    		
    		bufferedWriter = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(socket.getOutputStream()));
    		StringBuffer sb=new StringBuffer();
    		sb.append("http/1.1 200 ok").append("\n\n");
    		sb.append("success");
    		bufferedWriter.write(sb.toString());
    		bufferedWriter.flush();
    		bufferedWriter.close();
    	}
    	
    	public void close() {
    		try {
    			bufferedReader.close();
    			bufferedWriter.close();
    		} catch (IOException e) {
    			e.printStackTrace();
    		}
    	}
    }

启动服务器，并在浏览器中输入 http://localhost:8888/app?name=zhangsan ，发现请求的内容服务器已经获取到了  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2Z4a2NzZG4_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
但是浏览器一直在等待，这是怎么回事呢  
![在这里插入图片描述][20200523181444729.png]  
原来如果客户端打开一个输入流，如果不做约定，也不关闭它，那么服务端永远不知道客户端是否发送完消息，那么服务端就会一直等待下去，直到读取超时。所以怎么告诉服务端已经发送完消息就很重要。

#### socket判断发送完成的方式 ####

*  方法一：Socket关闭，当socket关闭，服务端会接收到响应的关闭信号，那么服务端就知道流已经关闭了，这个时候读操作完成。但是这种方法太暴力，而且socket关闭后，客户端将不能接收服务器发送的消息，也不能再次发送消息了。如果客户端想再次发送消息，需要重新创建Socket连接。
 *  方法二：客户端发送完成后，调用`socket.shutdownOutput()`而不是

outputStream.close() //如果关闭了输出流，那么相应的socket也会关闭，和直接调用socket.close是一样的。

这种方法优点是发送完成之后可以接收服务端返回的数据，缺点是也不能再次发送了。

*  方法三：客户端与服务器约定符号

例如，客户端在发送消息的最后加上一个“end”标志，当服务端读取到该标志，就知道客户端已经发送完成了。但这种方法容易引起误操作。

*  方法四：客户端指定长度

可以采用计算机界普遍采用的，先通过前面几个字节来说明后面跟随的消息的长度。例如`0xxxxxxx`

表示第一个字节表示内容的长度，内容最大是128个字节，即128B

话说回来，通过浏览器访问socket服务器，服务器如何知道发送结束了呢？因为浏览器采用的是http协议，HTTP请求包括了一下内容：一个请求行、若干个请求头、实体内容，以GET请求为例，请求格式如下图所示  
![在这里插入图片描述][2020052318162587.png]  
从上图可知，get请求的最后会有一个空行，我们可以以此作为get请求发送结束的标志。

只要修改一行代码即可

public void readRequest(Socket socket) throws IOException {
        
    		StringBuffer sb=null;
    		String temp=null;
    		bufferedReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
    		sb=new StringBuffer();
            System.out.println("---------------------");
            while((temp=bufferedReader.readLine())!=null && !"".equals(temp)) {
        //判断get请求是否结束
            	sb.append(temp);
            	System.out.println(temp);
            }
    	}

但是上面的例子是单线程的，如果同时有多个请求，那只能排队等待，这显然不太合适，下面我们就改造成多线程的Socket服务器，每当有新的请求，就分配一个线程给该请求。

#### 多线程服务器 ####

为了让服务器能够同时为多个客户提供服务，提高服务器的并发能力，可以创建一个线程池，每次从线程池中取出工作线程为客户服务。

public class Server {
    	
    	@SuppressWarnings("resource")
    	public static void main(String[] args) throws IOException {
    		ServerSocket serverSocket=new ServerSocket(8888);
    		ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();
    		while(true) {
    			System.out.println("socket已连接，等待客户端请求...");
    			final Socket socket = serverSocket.accept();
    			// 每个请求分配一个线程
    			executorService.execute(new Runnable() {
    				public void run() {
    					new WebAction(socket).service();//获取请求内容并响应
    				}
    			});
    		}
    	}
    }

#### 参考文章 ####

[Java Socket变成基础及深入讲解][Java Socket]

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[2020052318162587.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/2020052318162587.png
[Java Socket]: https://www.cnblogs.com/yiwangzhibujian/p/7107785.html