Socket 编程原理小结

Socket server 和 client 通信流程图：

Socket三次握手连接图：

Socket 四次握手断开连接图：  

Socket套接字：

　　Socket 提供了在主机之间传递原始字节的功能，以比较底层的方式访问tcp/ip协议层，可以在类似的文件i/o的方式实现这一功能。

 

Flush/刷新

　　如果向一个Socket 写入数据，通常需要调用Flush 方法去把这个数据发送到网络。如果操作失败，可能由于完整的请求未曾发送成功而导致持续等待响应，如果使用稳定的数据流方式，不需要调用flush方法，因为数据流把先前的数据发送到了网络。

 

Blocking Read /读堵塞

　　由socket读取数据时，如果使用堵塞的读操作，可能会导致永久的等待。Socket的setSotimeOut方法控制了超时的期限，在socket连接失败的情况下，读取数据的操作最终会被停止。

 

这种情况通常发生以下几种情况：

    1：本地关闭socket

    2：远程主机/终端发送了断开连接的信号；

    3：tcp协议实现在尝试多次重发数据仍无法获取的对方针对已发数据包的确认信息，或者无法获取得keep_alive的信息（如果tcp协议的keep-alive选项已经被启用）。另外不要和http协议的keep_alive参数相混淆(http的keep-alive选项是指客户端和服务器之间建立有效的长连接，避免重复建立连接的消耗，尤其对提供静态资源访问的网站能够很大的提高访问效率)

 

Timeouts/超时

 

　　Socket 的java实现接口提供了setSoTimeout方法设置，希望等待完成读取操作的时间期限，提供了setSoLinger方法控制关闭等待期限（等待尚未发送的数据，然后关闭连接）。当一方关闭连接时，另外一方仍会在读取到缓冲区中的通知关闭连接数据以后关闭连接（理解存在误差）setSoTimeout 和对方发送响应数据是否超时有关和对方何时接受数据无关。

 

KeepAlive/探测连接包

　　当网络繁忙的时候，tcp/ip无法发送数据包，如果没有设定socket 的setKeepalive(true),我们无法获悉一个连接是否已经关闭除非师徒再次进行发送操作（或者进行某些接受操作）。Java通过设定socket的setKeepalive为true的方式要求tcp/ip协议进行心跳检测，不需要发送任何数据包或者应用级别的编程。然而不幸的是我们不知道tcp/ip协议以怎样的频率发送心跳探测信号，如果另一方无法及时响应，当你师徒进行读取操作的时候就会产生socket的异常，心跳包使双方都能获知对方是否保持连接，心跳包只是一个普通的tcp/ip的ack报文不需要搭载任何的其他数据.

 

　　当应用处于闲暇状态的时候，你的而应用可以剪短的向彼此发送晓得心跳信息，接受者可以完全忽视他们，但是他们强制tcp/ip协议去核实另一方是否存活，这不是tcp/ip协议通信规范的一部分，你需要建立自己的心跳协议，然而使用socket内置的setkeepalive方法去要求tcp/ip进行心跳探测不使用任何数据包或者应用级别的编程实现看起来更加容易一些,每个终端只需间歇的发送一个包含当前些列的空的数据包，确认信息和滑动口号就可以了。

 

　　应用级别的心跳有点在于他们能够使你了解两端的应用都是否存活，而不在于只是通信软件。

 

　　我们知道，TCP有一个连接检测机制，就是如果在指定的时间内（一般为2个小时）没有数据传送，会给对端发送一个Keep-Alive数据报，使用的序列号是曾经发出的最后一个报文的最后一个字节的序列号，对端如果收到这个数据，回送一个TCP的ACK，确认这个字节已经收到，这样就知道此连接没有被断开。如果一段时间没有收到对方的响应，会进行重试，重试几次后，向对端发一个reset，然后将连接断掉。

　　在Windows中，第一次探测是在最后一次数据发送的两个小时，然后每隔1秒探测一次，一共探测5次，如果5次都没有收到回应的话，就会断开这个连接。但两个小时对于我们的项目来说显然太长了。我们必须缩短这个时间。

 

　　还有我发现我使用这API有点误用，因为getKeepAlive()的作用是返回：指示是否启用?SO_KEEPALIVE?的?boolean?值。这明显不是我的本意，看来我只能自己写心跳包了，各路英雄好汉，你们有什么好的办法吗？

 

客户端Socket

　　Socket socket = new Socket();

　　SocketAddress remoteAddr = new InetAddress(“192.168.137.155”,8080);

　　Socket.connet(remoteAddr,60000)；//等待建立连接的超时时间为1分钟;

 

　　这里做一个解释：连接到IP是192.168.137.155机器上监听8080端口的服务器程序，等待连接的最长时间为1分钟。如果一分钟内连接成功则connet()方法顺利返回。如果一分钟内出现某些异常，则抛出异常 SocketTimeOutException

 

客户端连接服务器可能抛出的异常：

 

　　当Socket的构造方法请求连接服务器时，可能抛出一下异常：

 

    1：UnKnownHostException :无法识别主机的名字或者IP地址，就会抛出这种异常。

    2：ConnectException :没有指定的端口或者服务器进程禁止连接，就会抛出何种异常；

    3：SocketTimeoutException ：等待连接超时，

    4：BindException 无法把scoket对象与指定IP和port进行绑定

 

获取Socket 信息

　　在一个Socket对象中同时包含了远程服务器的IP地址和端口信息，以及客户本地的IP地址和端口信息，此外，从Socket对象中还可以获得输出流和输入流，分别用于向服务器发送数据，以及接受从服务器发来的数据，一下方法用于获取socket的有关信息：

    1：getInetAddress(): 获取远程服务器的IP地址

    2：getPort()：获取远程服务器的端口

    3：getLocalAddress():获取客户端本地的IP地址；

    4：getLocalPort():获取本地Port

    5：getInputStream():获取输入流

    6：shutdownInputStream():关闭输入流，此方法会抛出IOExceptin

    7：getOutputStream():获取输出流

    8：shutdownOutputStream():关闭输出流

 

Socket 类提供了三个状态测试方法：

    1：isClosed()是否已经关闭

    2：isConnected():是否已经连接上

    3：isBound():是否绑定一个端口