Graceful Java Programming 优雅Java编程之Socket Client

linliangyi2007

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Java 编程 Socket 网络协议网络应用

老久没有动手写Socket程序了，今天应同事的要求上了一段程序。

这是一段很简单与C++编写的服务端通讯的java客户端，咋一看上去，没有任何问题。

貌似没有问题的程序

	public static String sendSynMsg(String ipAddr, byte[] datas) throws Exception{
		//解析服务器地址和端口号
		int dotPos = ipAddr.indexOf(':');
		String ip = ipAddr.substring(0, dotPos).trim();
		int port = Integer.parseInt(ipAddr.substring(dotPos+1).trim());
		InetSocketAddress endpoint = new InetSocketAddress(ip , port);
		
		Socket socket = null;
		OutputStream out = null;
		InputStream in = null;
		try	{		
			socket = new Socket();
			//设置发送逗留时间2秒
			socket.setSoLinger(true, 2); 
			//设置InputStream上调用 read()阻塞超时时间2秒
			socket.setSoTimeout(2000);
			//设置socket发包缓冲为32k；
			socket.setSendBufferSize(32*1024);
			//设置socket底层接收缓冲为32k
			socket.setReceiveBufferSize(32*1024);
			//关闭Nagle算法.立即发包
			socket.setTcpNoDelay(true);
			//连接服务器
			socket.connect(endpoint);
			//获取输出输入流
			out = socket.getOutputStream();
			in = socket.getInputStream();
			//输出请求			
			out.write(datas);
			out.flush();
			//接收应答
			BufferedReader br = new BufferedReader( new InputStreamReader(in) , 4096);
			StringWriter received = new StringWriter(4096);
			char[] charBuf = new char[4096];
			int size = 0;
			while ((size = br.read(charBuf)) > 0){
				received.write(charBuf, 0, size);
			}
			return received.toString();
			
		} finally {
			if (out != null) {
				try {
					out.close();
				} catch(Exception ex) {
					ex.printStackTrace();
				}
			}
			if (in != null) {
				try {
					in.close();
				} catch(Exception ex) {
					ex.printStackTrace();
				}
			}		
			if (socket != null) {
				try {
					socket.close();
				} catch(Exception ex) {
					ex.printStackTrace();
				}
			}
		}				
	}

但实际的调试中，总是报Read TimeOut异常！！排查原因后发现，数据是接收到了，只是size = br.read(charBuf)不会返回-1（java doc中的说明是读取到结束时size会返回-1）。
对于编写服务器端程序的C++程序员而言，他们通常会在通讯结束的时候，在数据的尾部加上一个\0的结束字符。因此，我们针对此做了修正

出问题的程序段

    while ((size = br.read(charBuf)) > 0){
        received.write(charBuf, 0, size);
    }

修改后的正确写法

  char lastChar = 0;
  do {
      size = br.read(charBuf , 0 , 4096);
      lastChar = charBuf[size-1];
      if(lastChar == 0){
          //去除尾部的\0字符
          received.write(charBuf, 0, size - 1);
      }
  }while(lastChar != 0);

最终的完整程序段：

	private static String sendSynMsg(String ipAddr, byte[] datas) throws Exception{
		//解析服务器地址和端口号
		int dotPos = ipAddr.indexOf(':');
		String ip = ipAddr.substring(0, dotPos).trim();
		int port = Integer.parseInt(ipAddr.substring(dotPos+1).trim());
		InetSocketAddress endpoint = new InetSocketAddress(ip , port);
		
		Socket socket = null;
		OutputStream out = null;
		InputStream in = null;
		try	{		
			socket = new Socket();
			//设置发送逗留时间2秒
			socket.setSoLinger(true, 2); 
			//设置InputStream上调用 read()阻塞超时时间2秒
			socket.setSoTimeout(2000);
			//设置socket发包缓冲为32k；
			socket.setSendBufferSize(32*1024);
			//设置socket底层接收缓冲为32k
			socket.setReceiveBufferSize(32*1024);
			//关闭Nagle算法.立即发包
			socket.setTcpNoDelay(true);
			//连接服务器
			socket.connect(endpoint);
			//获取输出输入流
			out = socket.getOutputStream();
			in = socket.getInputStream();
			//输出请求			
			out.write(datas);
			out.flush();
			//接收应答
			BufferedReader br = new BufferedReader( new InputStreamReader(in) , 4096);
			StringWriter received = new StringWriter(4096);
			char[] charBuf = new char[4096];
			int size = 0;
			char lastChar = 0;
			do {
				size = br.read(charBuf , 0 , 4096);
				lastChar = charBuf[size-1];
				if(lastChar == 0){
					received.write(charBuf, 0, size - 1);
				}
				//System.out.println(received.toString());
			}while(lastChar != 0);
			
			return received.toString();
			
		} finally {
			if (out != null) {
				try {
					out.close();
				} catch(Exception ex) {
					ex.printStackTrace();
				}
			}
			if (in != null) {
				try {
					in.close();
				} catch(Exception ex) {
					ex.printStackTrace();
				}
			}		
			if (socket != null) {
				try {
					socket.close();
				} catch(Exception ex) {
					ex.printStackTrace();
				}
			}
		}				
	}

程序中的关键点：
1. 不直接使用new Socket(String ip , int port)的构造函数，而是设置了socket的环境参数后再连接

2.设置发送逗留时间 socket.setSoLinger(true, 2); 这个参数是socket发送数据时的超时，如果对方在固定时间内不接受，则关闭socket。与socket.setSoTimeout(2000)不同，这个是设置InputStream上调用 read()阻塞超时时间。

3.socket.setTcpNoDelay(true);关闭Nagle算法。这使得在调用out.flush();时总能第一时间的发送数据包（这个适用于你的数据包是完整的一次性发送的前提）。

4.根据应用协议的实际大小，优化你的接收和发送缓冲，这两个参数可以有效提高网络通信的效率。

5.使用char的数组配合StringWriter作为接收数据的写入，这个比使用readLine方法实现更优雅。

一点小经验，和大家分享

。

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2009-02-06 16:02
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27 楼 linliangyi2007 2009-02-12

swift 写道

不错的分享，不过有一些细节可能楼主忽略了

1.一般来说发送的http request正文并没有\0这么一个ending flag，而且大多数情况client的request在网络上并没有ending flag，这时候你的程序就没法判断了。
而在http协议中是通过Content-length这个属性来设置长度的，这个是正文byte数组的长度（并非char数组的长度，例如中文若以UTF-8编码则每个汉字占3个字节），只有按照这个读取才能保证准确无误。

2.网络字节流是基于byte的，如果你一上来就

linliangyi2007 写道

BufferedReader br = new BufferedReader( new InputStreamReader(in) , 4096);

会把inputstream的字节流强制转换成你的JVM charset，可能是GBK，GB18030或是UTF-8。
那么两边编码解码不一致，你的读也就不会正确了。

这位兄弟说的是。不过你回的急了些，我在回帖中已经说了使用byte的两种情况，其中就包括了协议过程中包含length标记的

26 楼 swift 2009-02-12

unsid 写道

(3) 之前和别人讨论过关于网络通讯如何判断字节流是否接收完毕的话题,有人说"-1"是判断从文件读取的流,不能用来判断网络流,还有有人用in.avaliable()来判断该读取多少,你认为是否合理?我用in.avaliable()判断过,结果是不对的...

in.available()是说无阻塞情况下当前所能读的长度，不能用这个来判断。
我试过程序里如果流很大这个值有可能是8k（流是超过8k的），但有时候可能会是0（网络阻塞）。
所以有时候你会现程序在run模式这个值是0，而debug模式这个值并不是0，因为程序debug模式下一般是不会阻塞的。

25 楼 swift 2009-02-12

linliangyi2007 写道

BufferedReader br = new BufferedReader( new InputStreamReader(in) , 4096);

会把inputstream的字节流强制转换成你的JVM charset，可能是GBK，GB18030或是UTF-8。
那么两边编码解码不一致，你的读也就不会正确了。

24 楼 unsid 2009-02-09

如果要写一个网络通讯程序，你会像hassian一样，先写一组自己的IO包么，基于原始outputStream再次封装，考虑一下几种情况

1、请求-》数据
例如“我要用户名为admin的用户的详细信息”，则把"admin"和服务器端处理这个请求的服务类“serachuser”作为参数写入socket的outputStream。
2、请求+数据-》状态
例如“我要把file1文件存到服务器的c盘下”，则把命令“save”，路径“c:”和文件流写到socket的outputStream中，返回存储成功。

那么该如何组织这些通讯，把admin和serachuser拼装在一起“serachuser_Admin”到服务器上拆开解析还是分为两次通讯第一次发送serachuser返回ready状态再发送admin？？
如果更复杂的第二种情况，将命令save和文件字节流拼在一起再解析显然比较困难，我以前的解决方法是用xml文件，<command>save</command><content>文件的2进制码的base64编码</content>，这样写会让文件变得非常的大，增加了不必要的传输量。如果将文件和“save”分为2此通讯，那这两次通讯应该是属于同一个事务，又怎么保证事务的完整性。

23 楼 bachmozart 2009-02-09

TCP网络流的控制在于协议

22 楼 unsid 2009-02-09

嘿嘿，准备翻翻rmi,hassian,jdbc driver的源码，看看里面对于网络流是怎么控制的，这个帖子应该继续讨论下去

21 楼 bachmozart 2009-02-09

哈哈,是呀,dennis_zane 老大也太不讲究啦,光告诉我说我理解不对,就是不告诉我哪里不对,我很想知道的呀,o(∩_∩)o...

我只知道我少说了一个信号驱动模型,呵呵

决定了以后每次看到dennis_zane老大的帖子,都问他一遍,他不告诉我答案,我誓不罢休.o(∩_∩)o...

20 楼 pipilu 2009-02-09

bachmozart 写道

另外,dennis_zane 老大,诚心向你请教我对IO模型理解哪里有问题呀?

哈哈，追到这个帖子里来了。

19 楼 linliangyi2007 2009-02-09

swen00 写道

受教了，一般我都是用byte[]接收，没用过char[]，没有需要size-1啊
我做法是字节流判断关闭socket
1）接收到－1
2）异常抛出
字符流
1）接收到Null
2）异常抛出

byte接收时，如果碰到char编码不同，则字节长度就不一样了，UTF8的汉字是3byte，英文字母1byte，不知道有没有记错。
utf-16的统统2byte

使用byte接收数据，我习惯两种情况：
1.通讯包有明确协议，能给出每段报文的字节数的；或者报文头部就带有描述字节数的信息的。
2.信息本身就是2进制的，如音频，图像等

18 楼 linliangyi2007 2009-02-09

bachmozart 写道

SoLinger 套接字选项取值

{0,0} 代表socket调用 close 后会等待发送缓冲区所有数据报送完毕,才会真正close socket ,这个是默认

{1,0} 夭折连接 ,即调用close ,不管发送缓冲区有没有待发送数据,都直接关闭连接,丢弃发送缓冲区的所有数据

{1,非0值n},调用close后,等待n长时间后(具体单位忘了),此时间中仍处理发送缓冲区的数据,数据发送完或者时间到,关闭socket

另外,dennis_zane 老大,诚心向你请教我对IO模型理解哪里有问题呀?

还想对楼主说一句,我们做java的也可以多去了解底层细节呀,虽然大多都是业余时间.

SoLinger时间单位是秒，而SoTimeOut是毫秒，呵呵，java这么设计估计是历史遗留问题吧，否则应该统一单位的

楼上说的对，还是俺不够勤奋啊，一直没有找到java方面对socket的描述（java网络通讯的书买了不少，但对socket下面的实现谈得少），也就懒得看与C、C++相关的文章了。

17 楼 bachmozart 2009-02-09

16 楼 baobao181 2009-02-09

这段代码很好。。我来比较比较我写的。

15 楼 unsid 2009-02-09

之前和别人讨论一个问题,socket.connect创建了一个网络连接,那么这个连接到底是个什么东西,我指示它以什么形势存在,比如是不是服务器端为客户端保存某个状态位,或者什么其他形势,为什么会有长连接和瞬时连接之分,在socket.close()之前和之后,服务器和客户端各发生了哪些变化

14 楼 whaosoft 2009-02-09

精华帖 (0) :: 良好帖 (2) :: 新手帖 (17) :: 隐藏帖 (0)
为什么我打不了?

13 楼 swen00 2009-02-08

另长连接的socket一般都会加上心跳包来判断连接

12 楼 linliangyi2007 2009-02-08

unsid 写道

我纳闷一个问题：为什么进来一些人打了17个“新手贴”却始终是咱们3个人再说这个事，是：太简单不屑于回答？还是浮躁坏风气？我看答案未见得，这事真那么简单，这问题真那么新手，我看也不见得。

哈哈，楼上的兄弟，不用太气愤。目前中国的IT界浮躁风太甚。很多的所谓公司的高手，是只停留在应用层面，而缺乏专研和创新精神的。大多喜欢看很多开源项目的API，会用很多很多IDE，能搭各种应用服务器，当却很少注重算法，数据结构，也很少认真研究协议的。也许有很多人看了要生气，要不服气的，不过我觉得我说的是事情，相信javaeye上有真正的大牛，会有同样的感受。

11 楼 swen00 2009-02-08

10 楼 unsid 2009-02-08

9 楼 linliangyi2007 2009-02-08

unsid 写道

这个主题好，虽然现在不用自己控制底层通讯细节了，但是不了解就会导致不能正确使用socket的api，尤其是socket通讯这样的程序即难以测试，又很难保证某一时刻不出意想不到的问题。。。。

百分之一千的赞同！！期待socket高人讲解，或者提供相关的资料！！

8 楼 unsid 2009-02-08

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