ServerSocket详解及线程阻塞_03

ServerSocket详解
构造方法
ServerSocket()
ServerSocket(int port)
ServerSocket(int port ,int backlog)
serverSocket(int port,int backlog,InetAddress bindADDR)
port是服务器绑定的端口(服务器要监听的端口);backlog是指定客户连接请求队列的长度(若设置为0，就是该服务器不能被客户端访问)，bindAddr指定服务器要绑定的IP地址。
如果把参数port设为0，由操作系统分配端口也称匿名端口，一般不会这样设置，因为客户端要访问服务器。许多操作系统限定了队列的最大长度，一般为50.当队列中的链接请求达到了队列的最大容量，服务器进程所在的主机会拒绝新的连接请求。
注：如果服务端Socket socket = serverSocket.accept()注释掉，客户端可以连接服务端，但服务端队列中的连接请求永远不会被取出，就是该请求的资源没有被释放
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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。如果有主机有多个IP，假定一个主机有两个网卡，一个网卡连接到internet,ip地址222.67.5.94，一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ServerScoket:
ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8000,10,InetAddress.getByName("192.168.3.4"));
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默认构造方法
ServerSocket不带参数构造方法，不与任何端口绑定，作用是在绑定端口前，设置一些ServerSocket的一些选项；
ServerSocket serverSocket = new ServerSocket();
serverSocket.setReuseAddress(true);
serverSocket.bind(new InetSocketAddress(8800));
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接收和关闭与客户的连接
ServerSocket的accept()方法从连接请求队列中取出一个客户的连接请求，然后创建与客户连接的Socket对象；如果这时将请求放入多线程中处理，其他请求就不需要等待。
while(true){
Socket socket = null;
try {
socket = serverSocket.accept();
System.out.println("new connection accepted"+
socket.getInetAddress()+":"+socket.getPort());
BufferedReader br = getReader(socket);
PrintWriter pw = getWriter(socket);

String msg = null;

while((msg = br.readLine()) != null){
System.out.println(msg);
pw.println(echo(msg));
if(msg.equals("bye")){
break;
}
}

} catch (Exception e) {
// TODO: handle exception
}finally {
if(socket != null){
socket.close();//关闭单个用户与服务之间的连接，这里是放在try-catch-finally语句，不影响其他客户的连接
}
}
}
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关闭ServerSocket;
若关闭ServerSocket，断开所有客户的连接
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获取ServerSocket信息
若服务端使用匿名端口(port=0);可以通过ServerSocket中的getLocalPort()获取系统给服务器分配的端口；多次启用服务器，分配的端口可能都不同。
匿名端口适用于服务器与客户之间的临时通信，通信结束，就端口连接，并且ServerSocket占用的临时端口也被释放。(客户端如何获取服务器端口呢)
FTP(文件传输协议)就使用了匿名端口。
FTP协议用于在本地文件系统与远程文件系统之间传送文件。
FTP使用两个并行的TCP连接：一个控制连接，一个是数据连接。控制连接用于在客户和服务器之间发送控制信息，如用户和口令、改变远程目录的命令或上传和下载命令。数据连接用于传送文件。TCP服务器再21端口上监听控制连接，如果有客户要求上传或下载文件，就另外建立一个数据连接，通过它来传送文件。
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创建多线程服务器：
用并发性能来衡量一个服务器同时响应多个客户的能力，一个具有好的并发性能的服务器，必须符合两个条件：
能同时接收并处理多个客户连接；
对于每个客户，都会迅速给予响应。
服务器同时处理的客户连接数目越多，并且对每个客户作出响应越快，就并发性能越高。
用多个线程来同时为多个客户提供服务，这是提高服务器的并发性能最常用的手段。
1、为每个客户分配一个工作线程。
2、创建一个线程池，由其中的工作线程为客户服务。
3、利用JDK的java类库现成的线程池，由它的工作线程为客户服务。
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为每个客户分配一个工作线程。
while(true){
Socket socket = null;
try {
socket = serverSocket.accept();
Thread workThread = new Thread(new Handler(socket));//线程处理类new Handler
workThread.start();//启动线程
} catch (Exception e) {
// TODO: handle exception
}finally {
if(socket != null){
socket.close();
}
}
}
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class Handler(Socket socket) implements Runnable{
socket与客户之间的通信；
}
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创建线程池；在java网络编程的P70页中；
线程池的好处就是：频繁创建、销毁线程销毁系统资源，当某一时期访问量变大，创建线程过多，导致内存不足，系统可能会崩溃。一般操作系统、java虚拟机中的线程切换是20毫秒。
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非阻塞的原理，当某个线程阻塞了，正在读取数据，那么先让出cpu资源，让其他等待的线程执行。
线程池，服务器接收一个任务，创建一个线程负责这个任务处理，并且将这个线程放入线程池中，如果线程池满了，就不在接收任务。
非阻塞的通信机制主要由java包(新I/O包)的类实现，主要的类包括ServerSocketChannel、SocketChannel、Selector、SelectionKey和ByteBuffer等。
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线程阻塞的概念：线程在运行中因为某些原因而阻塞。所有处于阻塞状态的线程的共同特征是：放弃CPU，暂停运行，只有等到导致阻塞的原因消除，才能恢复运行。
线程阻塞的原因：
1、线程执行了Thread.sleep(int n)方法，线程放弃CPU，睡眠n毫秒，然后恢复运行。
2、线程要执行一段同步代码，由于无法获得相关的同步锁，只要进入阻塞状态，等到获得了同步锁，才能恢复运行。
3、线程执行了一个对象的wait()方法，进入阻塞状态，只有等到其他线程执行了该对象的notify()或notifyAll()方法，才可能将其唤醒。
4、线程执行I/O操作或进行远程通信时，会因为等待相关的资源而进入阻塞状态。
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进行远程通信时，在客户程序中，线程在以下情况可能进入阻塞状态。
1、请求与服务器建立连接时，即当线程执行Socket的带参数构造方法，或执行Socket的Connect()方法时，会进入阻塞状态，此线程才从Socket的构造方法或Connect()方法返回。
2、线程从Socket的输入流读入数据时，如果没有足够的数据，就会进入阻塞状态，直到读到了足够数据，或者达到输入流的末尾，或者出现了异常才从输入流的read()方法返回或异常中断。输入流中有多少数据才算足够呢？这要看线程执行的read()方法的类型。
1)、int read():只要输入流中有一个字节，就算足够。
2）、int read(byte[] buff):只要输入流中的字节数目与参数buff数组的长度相同，就算足够。
3)、String readLine():只要输入流有一行字符串，就算足够。值得注意的是，InoutStream类并没有readLine()方法，在过滤流BufferedReader类中才有此方法。
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服务器端线程可能产生的阻塞：
1、线程执行ServerSocket的accept方法时，等待客户的连接，直到接收到了客户连接，才从accept()方法返回。
2、线程Socket的输入流读入数据时，如果输入流没有足够的数据，就会进入阻塞状态。
3、线程向Socket的输出流写一批数据时，可能会进入阻塞状态，等到输出了所有数据，或者出现异常，才从输出流的write()方法返回或异常中断。
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服务器程序用多线程来处理阻塞I/O,尽管能满足同时响应多个客户请求的需求，但是有以下局限：
1、java虚拟机会为每个线程分配独立的堆栈空间，工作线程数目越多，系统开销就越大，而且增加了java虚拟机调度线程的负担，增强了线程之间同步复杂性，提高了线程死锁的可能性。
2、工作线程的许多时间都浪费在阻塞I/O操作上，java虚拟机需要频繁地转让CPU的使用权，使进入阻塞状态的线程放弃CPU，再把CPU分配给处于可运行状态的线程。
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非阻塞I/O，服务器程序只需要一个线程就能同时负责接收客户的连接，接收各个客户发送的数据，以及向各个客户发送响应数据。服务程序的处理的流程：
while(一直等待，直到有接收连接就绪的事件、读就绪事件或写就绪事件发生){
if(有客户连接)
接收客户的连接;
if(某个Socket的输入流中有可读数据)
从输入流中读数据;
if(某个Socket的输出流可以写数据)
向输出流写数据;
}
以上处理流程采用了轮询的工作方式，当某一种操作就绪时，就执行该操作，否则就查看是否还有其他就绪的操作可以执行。
为了使轮询的工作方式顺利进行，接收客户连接、从输入流读数据，以及向输出流写数据的操作都应该以非阻塞的方式运行。