Java网络编程精解之ServerSocket用法详解一

在客户/服务器通信模式中，服务器端需要创建监听特定端口的ServerSocket，ServerSocket负责接收客户连接请求。本章首先介绍ServerSocket类的各个构造方法，以及成员方法的用法，接着介绍服务器如何用多线程来处理与多个客户的通信任务。

本章提供线程池的一种实现方式。线程池包括一个工作队列和若干工作线程。服务器程序向工作队列中加入与客户通信的任务，工作线程不断从工作队列中取 出任务并执行它。本章还介绍了java.util.concurrent包中的线程池类的用法，在服务器程序中可以直接使用它们。

3.1  构造ServerSocket

ServerSocket的构造方法有以下几种重载形式：

◆ServerSocket()throws IOException 

◆ServerSocket(int port) throws IOException 

◆ServerSocket(int port, int backlog) throws IOException

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

在以上构造方法中，参数port指定服务器要绑定的端口（服务器要监听的端口），参数backlog指定客户连接请求队列的长度，参数bindAddr指定服务器要绑定的IP地址。 

3.1.1  绑定端口

除了第一个不带参数的构造方法以外，其他构造方法都会使服务器与特定端口绑定，该端口由参数port指定。例如，以下代码创建了一个与80端口绑定的服务器：

 

ServerSocket serverSocket=new ServerSocket(80);

如果运行时无法绑定到80端口，以上代码会抛出IOException，更确切地说，是抛出BindException，它是IOException的子类。BindException一般是由以下原因造成的：

◆端口已经被其他服务器进程占用；

◆在某些操作系统中，如果没有以超级用户的身份来运行服务器程序，那么操作系统不允许服务器绑定到1~1023之间的端口。

如果把参数port设为0，表示由操作系统来为服务器分配一个任意可用的端口。由操作系统分配的端口也称为匿名端口。对于多数服务器，会使用明确的 端口，而不会使用匿名端口，因为客户程序需要事先知道服务器的端口，才能方便地访问服务器。在某些场合，匿名端口有着特殊的用途，本章3.4节会对此作介 绍。

3.1.2  设定客户连接请求队列的长度

当服务器进程运行时，可能会同时监听到多个客户的连接请求。例如，每当一个客户进程执行以下代码：

 

Socket socket=new Socket(www.javathinker.org,80);

就意味着在远程www.javathinker.org主 机的80端口上，监听到了一个客户的连接请求。管理客户连接请求的任务是由操作系统来完成的。操作系统把这些连接请求存储在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。当队列中的连接请求达到了队列的最大容量时，服务器进程所在的主机会拒绝新的连接请求。只有当服务器进程通过 ServerSocket的accept()方法从队列中取出连接请求，使队列腾出空位时，队列才能继续加入新的连接请求。

对于客户进程，如果它发出的连接请求被加入到服务器的队列中，就意味着客户与服务器的连接建立成功，客户进程从Socket构造方法中正常返回。如果客户进程发出的连接请求被服务器拒绝，Socket构造方法就会抛出ConnectionException。

ServerSocket构造方法的backlog参数用来显式设置连接请求队列的长度，它将覆盖操作系统限定的队列的最大长度。值得注意的是，在以下几种情况中，仍然会采用操作系统限定的队列的最大长度：

◆backlog参数的值大于操作系统限定的队列的最大长度；

◆backlog参数的值小于或等于0；

◆在ServerSocket构造方法中没有设置backlog参数。

以下例程3-1的Client.java和例程3-2的Server.java用来演示服务器的连接请求队列的特性。

例程3-1  Client.java

 

import java.net.*;

public class Client {

public static void main(String args[])throws Exception{

final int length=100;

String host="localhost";

int port=8000;

Socket[] sockets=new Socket[length];

for(int i=0;i

sockets[i]=new Socket(host, port);

System.out.println("第"+(i+1)+"次连接成功");

}

Thread.sleep(3000);

for(int i=0;i

sockets[i].close();      //断开连接

} 

}

}

例程3-2  Server.java

 

import java.io.*;

import java.net.*;

public class Server {

private int port=8000;

private ServerSocket serverSocket;

public Server() throws IOException {

serverSocket = new ServerSocket(port,3);    //连接请求队列的长度为3

System.out.println("服务器启动");

}

public void service() {

while (true) {

Socket socket=null;

try {

socket = serverSocket.accept();     //从连接请求队列中取出一个

连接

System.out.println("New connection accepted " +

socket.getInetAddress() + ":" +socket.getPort());

}catch (IOException e) {

e.printStackTrace();

}finally {

try{

if(socket!=null)socket.close();

}catch (IOException e) {e.printStackTrace();}

}

}

}

public static void main(String args[])throws Exception {

Server server=new Server();

Thread.sleep(60000*10);      //睡眠10分钟

//server.service();

}

}

Client试图与Server进行100次连接。在Server类中，把连接请求队列的长度设为3。这意味着当队列中有了3个连接请求时，如果Client再请求连接，就会被Server拒绝。下面按照以下步骤运行Server和Client程序。

（1）把Server类的main()方法中的“server.service();”这行程序代码注释掉。这使得服务器与8000端口绑定后，永 远不会执行serverSocket.accept()方法。这意味着队列中的连接请求永远不会被取出。先运行Server程序，然后再运行Client 程序，Client程序的打印结果如下：

 

第1次连接成功

第2次连接成功

第3次连接成功

Exception in thread "main" java.net.ConnectException: Connection refused: connect

at java.net.PlainSocketImpl.socketConnect(Native Method)

at java.net.PlainSocketImpl.doConnect(Unknown Source)

at java.net.PlainSocketImpl.connectToAddress(Unknown Source)

at java.net.PlainSocketImpl.connect(Unknown Source)

at java.net.SocksSocketImpl.connect(Unknown Source)

at java.net.Socket.connect(Unknown Source)

at java.net.Socket.connect(Unknown Source)

at java.net.Socket.(Unknown Source)

at java.net.Socket.(Unknown Source)

at Client.main(Client.java:10)

从以上打印结果可以看出，Client与Server在成功地建立了3个连接后，就无法再创建其余的连接了，因为服务器的队列已经满了。

（2）把Server类的main()方法按如下方式修改：

 

public static void main(String args[])throws Exception {

Server server=new Server();

//Thread.sleep(60000*10);  //睡眠10分钟

server.service();

}

作了以上修改，服务器与8 000端口绑定后，就会在一个while循环中不断执行serverSocket.accept()方法，该方法从队列 中取出连接请求，使得队列能及时腾出空位，以容纳新的连接请求。先运行Server程序，然后再运行Client程序，Client程序的打印结果如下：

 

第1次连接成功

第2次连接成功

第3次连接成功

…

第100次连接成功

从以上打印结果可以看出，此时Client能顺利与Server建立100次连接。

3.1.3  设定绑定的IP地址

如果主机只有一个IP地址，那么默认情况下，服务器程序就与该IP地址绑定。ServerSocket的第4个构造方法ServerSocket (int port, int backlog, InetAddress bindAddr)有一个bindAddr参数，它显式指定服务器要绑定的 IP地址，该构造方法适用于具有多个IP地址的主机。假定一个主机有两个网卡，一个网卡用于连接到Internet， IP地址为 222.67.5.94，还有一个网卡用于连接到本地局域网，IP地址为192.168.3.4。如果服务器仅仅被本地局域网中的客户访问，那么可以按如 下方式创建ServerSocket：

 

ServerSocket serverSocket=new ServerSocket(8000,10,InetAddress.getByName ("192.168.3.4"));

3.1.4  默认构造方法的作用

ServerSocket有一个不带参数的默认构造方法。通过该方法创建的ServerSocket不与任何端口绑定，接下来还需要通过bind()方法与特定端口绑定。

这个默认构造方法的用途是，允许服务器在绑定到特定端口之前，先设置ServerSocket的一些选项。因为一旦服务器与特定端口绑定，有些选项就不能再改变了。

在以下代码中，先把ServerSocket的SO_REUSEADDR选项设为true，然后再把它与8000端口绑定：

 

ServerSocket serverSocket=new ServerSocket();

serverSocket.setReuseAddress(true);      //设置ServerSocket的选项

serverSocket.bind(new InetSocketAddress(8000));   //与8000端口绑定

如果把以上程序代码改为：

 

ServerSocket serverSocket=new ServerSocket(8000);

serverSocket.setReuseAddress(true);      //设置ServerSocket的选项

那么serverSocket.setReuseAddress(true)方法就不起任何作用了，因为SO_ REUSEADDR选项必须在服务器绑定端口之前设置才有效。

评论

1 楼 lost_alien 2009-11-12  

写得不错~