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Java网络编程从入门到精通（25）：创建ServerSocket对象

编程 Java Socket Microsoft XML

本文为原创，如需转载，请注明作者和出处，谢谢！

上一篇：Java网络编程从入门到精通（24）：实现HTTP断点续传下载工具（附源代码）

ServerSocket类的构造方法有四种重载形式，它们的定义如下：

publicServerSocket()throwsIOException
publicServerSocket(intport)throwsIOException
publicServerSocket(intport,intbacklog)throwsIOException
publicServerSocket(intport,intbacklog,InetAddressbindAddr)throwsIOException

在上面的构造方法中涉及到了三个参数：port、backlog和bindAddr。其中port是ServerSocket对象要绑定的端口，backlog是请求队列的长度，bindAddr是ServerSocket对象要绑定的IP地址。

一、通过构造方法绑定端口

通过构造方法绑定端口是创建ServerSocket对象最常用的方式。可以通过如下的构造方法来绑定端口：

publicServerSocket(intport)throwsIOException

如果port参数所指定的端口已经被绑定，构造方法就会抛出IOException异常。但实际上抛出的异常是BindException。从图4.2的异常类继承关系图可以看出，所有和网络有关的异常都是IOException类的子类。因此，为了ServerSocket构造方法还可以抛出其他的异常，就使用了IOException。

如果port的值为0，系统就会随机选取一个端口号。但随机选取的端口意义不大，因为客户端在连接服务器时需要明确知道服务端程序的端口号。可以通过ServerSocket的toString方法输出和ServerSocket对象相关的信息。下面的代码输入了和ServerSocket对象相关的信息。

运行结果：

ServerSocket[addr=0.0.0.0/0.0.0.0,port=0,localport=1320]

上面的输出结果中的addr是服务端绑定的IP地址，如果未绑定IP地址，这个值是0.0.0.0，在这种情况下，ServerSocket对象将监听服务端所有网络接口的所有IP地址。port永远是0。localport是ServerSocket绑定的端口，如果port值为0（不是输出结果的port，是ServerSocket构造方法的参数port），localport是一个随机选取的端口号。

在操作系统中规定1 ~ 1023为系统使用的端口号。端口号的最小值是1，最大值是65535。在Windows中用户编写的程序可以绑定端口号小于1024的端口，但在Linux/Unix下必须使用root登录才可以绑定小于1024的端口。在前面的文章中曾使用Socket类来判断本机打开了哪些端口，其实使用ServerSocket类也可以达到同样的目的。基本原理是用ServerSocket来绑定本机的端口，如果绑定某个端口时抛出BindException异常，就说明这个端口已经打开，反之则这个端口未打开。

package server;

importjava.net.*;

publicclassScanPort
{
publicstaticvoidmain(String[]args)
{
if(args.length==0)
return;
intminPort=0,maxPort=0;
Stringports[]=args[0].split("[-]");
minPort=Integer.parseInt(ports[0]);
maxPort=(ports.length>1)?Integer.parseInt(ports[1]):minPort;
for(intport=minPort;port<=maxPort;port++)
try
{
ServerSocketserverSocket=newServerSocket(port);
serverSocket.close();
}
catch(Exceptione)
{
System.err.println(e.getClass());
System.err.println("端口"+port+"已经打开!");
}
}
}

在上面的代码中输出了创建ServerSocket对象时抛出的异常类的信息。ScanPort通过命令行参数将待扫描的端口号范围传入程序，参数格式为：minPort-maxPort，如果只输入一个端口号，ScanPort程序只扫描这个端口号。

测试

javaserver.ScanPort1-1023

运行结果

classjava.net.BindException
端口80已经打开!
classjava.net.BindException
端口135已经打开!

二、设置请求队列的长度

在编写服务端程序时，一般会通过多线程来同时处理多个客户端请求。也就是说，使用一个线程来接收客户端请求，当接到一个请求后（得到一个Socket对象），会创建一个新线程，将这个客户端请求交给这个新线程处理。而那个接收客户端请求的线程则继续接收客户端请求，这个过程的实现代码如下：

ServerSocketserverSocket=newServerSocket(1234);//绑定端口
//处理其他任务的代码
while(true)
{
Socketsocket=serverSocket.accept();//等待接收客户端请求
//处理其他任务的代码
newThreadClass(socket).start();//创建并运行处理客户端请求的线程
}

上面代码中的ThreadClass类是Thread类的子类，这个类的构造方法有一个Socket类型的参数，可以通过构造方法将Socket对象传入ThreadClass对象，并在ThreadClass对象的run方法中处理客户端请求。这段代码从表面上看好象是天衣无缝，无论有多少客户端请求，只要服务器的配置足够高，就都可以处理。但仔细思考上面的代码，我们可能会发现一些问题。如果在第2行和第6行有足够复杂的代码，执行时间也比较长，这就意味着服务端程序无法及时响应客户端的请求。

假设第2行和第6行的代码是Thread.sleep(3000)，这将使程序延迟3秒。那么在这3秒内，程序不会执行accept方法，因此，这段程序只是将端口绑定到了1234上，并未开始接收客户端请求。如果在这时一个客户端向端口1234发来了一个请求，从理论上讲，客户端应该出现拒绝连接错误，但客户端却显示连接成功。究其原因，就是这节要讨论的请求队列在起作用。

在使用ServerSocket对象绑定一个端口后，操作系统就会为这个端口分配一个先进先出的队列（这个队列长度的默认值一般是50），这个队列用于保存未处理的客户端请求，因此叫请求队列。而ServerSocket类的accept方法负责从这个队列中读取未处理的客户端请求。如果请求队列为空，accept则处于阻塞状态。每当客户端向服务端发来一个请求，服务端会首先将这个客户端请求保存在请求队列中，然后accept再从请求队列中读取。这也可以很好地解释为什么上面的代码在还未执行到accept方法时，仍然可以接收一定数量的客户端请求。如果请求队列中的客户端请求数达到请求队列的最大容量时，服务端将无法再接收客户端请求。如果这时客户端再向服务端发请求，客户端将会抛出一个SocketException异常。

ServerSocket类有两个构造方法可以使用backlog参数重新设置请求队列的长度。在以下几种情况，仍然会采用操作系统限定的请求队列的最大长度：

backlog的值小于等于0。
backlog的值大于操作系统限定的请求队列的最大长度。
在ServerSocket构造方法中未设置backlog参数。

下面积代码演示了请求队列的一些特性，请求队列长度通过命令行参数传入SetRequestQueue。

package server;

importjava.net.*;

classTestRequestQueue
{
publicstaticvoidmain(String[]args)throwsException
{
for(inti=0;i<10;i++)
{
Socketsocket=newSocket("localhost",1234);
socket.getOutputStream().write(1);
System.out.println("已经成功创建第"+String.valueOf(i+1)+"个客户端连接!");
}
}
}
publicclassSetRequestQueue
{
publicstaticvoidmain(String[]args)throwsException
{
if(args.length==0)
return;
intqueueLength=Integer.parseInt(args[0]);
ServerSocketserverSocket=newServerSocket(1234,queueLength);
System.out.println("端口(1234)已经绑定，请按回车键开始处理客户端请求！");
System.in.read();
intn=0;
while(true)
{
System.out.println("<准备接收第"+(++n)+"个客户端请求！");
Socketsocket=serverSocket.accept();
System.out.println("正在处理第"+n+"个客户端请求

");
Thread.sleep(3000);
System.out.println("第"+n+"个客户端请求已经处理完毕!>");
}
}
}

测试（按着以下步骤操作）
1. 执行如下命令（在执行这条命令后，先不要按回车键）：

java server.SetRequestQueue2

运行结果：

端口(1234)已经绑定，请按回车键开始处理客户端请求！
2. 执行如下命令：

javaserver.TestRequestQueue

运行结果：

已经成功创建第1个客户端连接!
已经成功创建第2个客户端连接!
Exceptioninthread"main"java.net.SocketException:Connectionresetbypeer:socketwriteerror
atjava.net.SocketOutputStream.socketWrite0(NativeMethod)
atjava.net.SocketOutputStream.socketWrite(SocketOutputStream.java:92)
atjava.net.SocketOutputStream.write(SocketOutputStream.java:115)
at server.TestRequestQueue.main(SetRequestQueue.java:12)

3. 按回车键继续执行SetRequestQueue后，运行结果如下：

端口(1234)已经绑定，请按回车键开始处理客户端请求！
<准备接收第1个客户端请求！
正在处理第1个客户端请求

第1个客户端请求已经处理完毕!>
<准备接收第2个客户端请求！
正在处理第2个客户端请求

第2个客户端请求已经处理完毕!>
<准备接收第3个客户端请求！

从第二步的运行结果可以看出，当TestRequestQueue创建两个Socket连接之后，服务端的请求队列已满，并且服务端暂时无法继续执行（由于System.in.read()的原因而暂停程序的执行，等待用户的输入）。因此，服务端程序无法再接收客户端请求。这时TestRequestQueue抛出了一个SocketException异常。在TestRequestQueue已经创建成功的两个Socket连接已经保存在服务端的请求队列中。在这时按任意键继续执行SetRequestQueue。accept方法就会从请求队列中将这两个客户端请求队列中依次读出来。从第三步的运行结果可以看出，服务端处理完这两个请求后（一个<…>包含的就是一个处理过程），请求队列为空，这时accept处理阻塞状态，等待接收第三个客户端请求。如果这时再运行TestRequestQueue，服务端会接收几个客户端请求呢？如果将请求队列的长度设为大于10的数，TestRequestQueue的运行结果会是什么呢？读者可以自己做一下这些实验，看看和自己认为的结果是否一致。

<meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=utf-8"><meta name="ProgId" content="Word.Document"><meta name="Generator" content="Microsoft Word 11"><meta name="Originator" content="Microsoft Word 11"><link rel="File-List" href="file:///C:%5CDOCUME%7E1%5CADMINI%7E1%5CLOCALS%7E1%5CTemp%5Cmsohtml1%5C02%5Cclip_filelist.xml"><style>  </style>三、绑定IP地址

在有多个网络接口或多个IP地址的计算机上可以使用如下的构造方法将服务端绑定在某一个IP地址上：

publicServerSocket(intport,intbacklog,InetAddressbindAddr)throwsIOException

bindAddr参数就是要绑定的IP地址。如果将服务端绑定到某一个IP地址上，就只有可以访问这个IP地址的客户端才能连接到服务器上。如一台机器上有两块网卡，一块网卡连接内网，另一块连接外网。如果用Java实现一个Email服务器，并且只想让内网的用户使用它。就可以使用这个构造方法将ServerSocket对象绑定到连接内网的IP地址上。这样外网就无法访问Email服务器了。可以使用如下代码来绑定IP地址：

上面的代码将IP地址绑定到了192.168.18.10上，因此，服务端程序只能使用绑定了这个IP地址的网络接口进行通讯。
四、默认构造方法的使用

除了使用ServerSocket类的构造方法绑定端口外，还可以用ServerSocket的bind方法来完成构造方法所做的工作。要想使用bind方法，必须得用ServerSocket类的默认构造方法(没有参数的构造方法)来创建ServerSocket对象。bind方法有两个重载形式，它们的定义如下：

publicvoidbind(SocketAddressendpoint)throwsIOException
publicvoidbind(SocketAddressendpoint,intbacklog)throwsIOException

bind方法不仅可以绑定端口，也可以设置请求队列的长度以及绑定IP地址。bind方法的作用是为了在建立ServerSocket对象后设置ServerSocket类的一些选项。而这些选项必须在绑定端口之前设置，一但绑定了端口后，再设置这些选项将不再起作用。下面的代码演示了bind方法的使用及如何设置ServerSocket类的选项。

ServerSocketserverSocket1=newServerSocket();
serverSocket1.setReuseAddress(true);
serverSocket1.bind(newInetSocketAddress(1234));
ServerSocketserverSocket2=newServerSocket();
serverSocket2.setReuseAddress(true);
serverSocket2.bind(newInetSocketAddress("192.168.18.10",1234));
ServerSocketserverSocket3=newServerSocket();
serverSocket3.setReuseAddress(true);
serverSocket3.bind(newInetSocketAddress("192.168.18.10",1234),30);

在上面的代码中设置了SO_REUSEADDR 选项（这个选项将在后面的文章中详细讨论）。如果使用下面的代码，这个选项将不起作用。

ServerSocketserverSocket3=newServerSocket(1234);
serverSocket3.setReuseAddress(true);

在第6行绑定了IP地址和端口。使用构造方法是无法得到这个组合的（想绑定IP地址，必须得设置backlog参数），因此，bind方法比构造方法更灵活。

下一篇：Java网络编程从入门到精通（26）：在服务端接收和发送数据