制作企业网站怎么做,站长工具seo综合查询工具,网页设计与制作张苏中素材,wordpress九宫格主题文章目录 ServerSocket构造方法方法 Socket构造方法方法 回显服务器#xff08;Echo Server#xff09;1. 构造方法2. 建立连接processConnection 方法的创建1. 读取请求并解析2. 根据请求计算响应3. 把响应写回给客户端 3. 完整代码 客户端#xff08;Echo Client#xff… 文章目录 ServerSocket构造方法方法 Socket构造方法方法 回显服务器Echo Server1. 构造方法2. 建立连接processConnection 方法的创建1. 读取请求并解析2. 根据请求计算响应3. 把响应写回给客户端 3. 完整代码 客户端Echo Client1. 构造方法2. 启动客户端3. 完整代码 服务器代码中的三个严重 bug1. 内存缓冲区2. 资源释放3. 多个客户端连接同一个服务器 不像 UDP 有 DatagramPacket 是专门的“UDP 数据报”TCP 没有专门的“TCP 数据报”
因为 TCP 是面向字节流的TCP 传输数据的基本单位就是 byteUDP 是面向数据报UDP 这里需要定义专门的类表示 UDP 数据报作为 UDP 传输的基本单位TCP 这里在进行读数据或者写数据的时候都是以字节或字节数组作为参数进行操作的
ServerSocket
专门给服务器使用的 socket 对象
构造方法
方法签名方法说明ServerSocket(int port) 创建⼀个服务端流套接字 Socket并绑定到指定端⼝创建⼀个服务端流套接字 Socket并绑定到指定端⼝
方法
方法签名方法说明Socket accept()开始监听指定端⼝创建时绑定的端⼝有客⼾端连接后返回⼀个服务端 Socket 对象并基于该 Socket 建⽴与客⼾端的连接否则阻塞等待void close()关闭此套接字
TCP 是有连接的有连接就需要有一个“建立连接”的过程 建立连接的过程就类似于打电话此处的 accept 就相当于接电话由于客户端是“主动发起”的一方服务器是“被动接受”的一方一定是客户端打电话服务器接电话
Socket
既会给客户端使用又会给服务器使用
构造方法
方法签名方法说明Socket(String host, int port)创建⼀个客⼾端流套接字 Socket并与对应 IP 的主机上对应端⼝的进程建⽴连接
构造这个对象就是和服务器“打电话”建立连接
方法
方法签名方法说明InetAddress getInetAddress()返回套接字所连接的地址InputStream getInputStream()返回此套接字的输⼊流OutputStream getOutputStream()返回此套接字的输出流
InputStream 和 OutputStream 称为“字节流”
前面针对文件操作的方法针对此处的 TCP Socket 来说也是完全适用的
回显服务器Echo Server
1. 构造方法
创建一个 Server Socket 对象起到“遥控网卡”的作用
import java.io.IOException;
import java.net.ServerSocket; public class TcpEchoServer { private ServerSocket serverSocket null; public TcpEchoServer(int port) throws IOException { serverSocket new ServerSocket(port); }
}对于服务器这一端来说需要在 socket 对象创建的时候就指定一个端口号 port作为构造方法的参数后续服务器开始运行之后操作系统就会把端口号和该进程关联起来端口号的作用就是来区分进程的一台主机上可能有很多个进程很多个程序都要去操作网络。当我们收到数据的时候哪个进程来处理就需要通过端口号去区分 所以就需要在程序一启动的时候就把这个程序关联哪个端口指明清楚 在调用这个构造方法的过程中JVM 就会调用系统的 Socket API完成“端口号-进程”之间的关联动作 这样的操作也叫“绑定端口号”系统原生 API 名字就叫 bind绑定好了端口号之后就明确了端口号和进程之间的关联关系 对于一个系统来说同一时刻一个端口号只能被一个进程绑定但是一个进程可以绑定多个端口号通过创建多个 Socket 对象来完成 因为端口号是用来区分进程收到数据之后明确说这个数据要给谁如果一个端口号对应到多个进程那么就难以起到区分的效果如果有多个进程尝试绑定一个端口号只有一个能绑定成功后来的都会绑定失败
2. 建立连接
public void start() throws IOException { while(true) { //建立连接 Socket clientSocket serverSocket.accept(); processConnection(clientSocket); }
}TCP 建立连接的流程是操作系统内核完成的我们的代码感知不到 accept 操作是内核已经完成了连接建立的操作然后才能够进行“接通电话”accept 相当于是针对内核中已经建立好的连接进行“确认”动作 由于 accept 的返回对象是 Socket所以还需要创建一个 clientSocket 来接收返回值 clientSocket 和 serverSocket 这两个都是 Socket都是“网卡的遥控器”都是用来操作网卡的。但是在 TCP 中使用两个不同的 Socket 进行表示他们的分工是不同的作用是不同的 serverSocket 就相当于是卖房子的销售负责在外面揽客clientSocket 相当于是售楼部里面的置业顾问提供“一对一服务”
processConnection 方法的创建
针对一个连接提供处理逻辑
先打印客户端信息然后创建一个 InputStream 对象用来读取数据创建一个 OutputStream 对象随后在 while 死循环中完成客户端针对请求的响应处理
private void processConnection(Socket clientSocket) { //打印客户端信息 System.out.printf([%s:%d] 客户端上线\n,clientSocket.getInetAddress(),clientSocket.getPort()); try(InputStream inputStream clientSocket.getInputStream(); OutputStream outputStream clientSocket.getOutputStream()){ while(true) { // 1. 读取请求并解析 // 2. 根据请求计算响应 // 3. 把响应写回给客户端 } }catch (IOException e){ e.printStackTrace(); } System.out.printf([%s:%d] 客户端下线,clientSocket.getInetAddress(),clientSocket.getPort());
}因为 TCP 是全双工的通信所以一个 Socket 对象既可以读也可以写因此就可以通过 clientSocket 对象拿出里面的 InputStream 和 OutputStream我们就既能读也能写了
1. 读取请求并解析
通过 inputStream.read() 读取请求但如果直接这样读就不方便读到的还是二进制数据
我们可以先使用 Scanner 包装一下 InputStream这样就可以更方便地读取这里的请求数据了
//针对一个连接提供处理逻辑
private void processConnection(Socket clientSocket) { //打印客户端信息 System.out.printf([%s:%d] 客户端上线,clientSocket.getInetAddress(),clientSocket.getPort()); try(InputStream inputStream clientSocket.getInputStream(); OutputStream outputStream clientSocket.getOutputStream()){ Scanner scanner new Scanner(inputStream);//使用 Scanner 包装一下 InputStream就可以更方便地读取这里的请求数据了 while(true) { // 1. 读取请求并解析 if(!scanner.hasNext()){ //如果 scanner 无法读取数据说明客户端关闭了连接导致服务器这边读取到 “末尾” break; } // 2. 根据请求计算响应 // 3. 把响应写回给客户端 } }catch (IOException e){ e.printStackTrace(); } System.out.printf([%s:%d] 客户端下线,clientSocket.getInetAddress(),clientSocket.getPort());
}当 scanner 无法读取出数据时scanner 没有下一个数据了说明客户端关闭了连接导致服务器这边读到了末尾就进行 break 在这个判断的外面try/catch 外面加上日志当数据读完后 break 了就打印日志
2. 根据请求计算响应
由于是回显服务器所以请求就是响应process 就是直接 return request
//针对一个连接提供处理逻辑
private void processConnection(Socket clientSocket) { //打印客户端信息 System.out.printf([%s:%d] 客户端上线,clientSocket.getInetAddress(),clientSocket.getPort()); try(InputStream inputStream clientSocket.getInputStream(); OutputStream outputStream clientSocket.getOutputStream()){ Scanner scanner new Scanner(inputStream); //使用 Scanner 包装一下 InputStream就可以更方便地读取这里的请求数据了 while(true) { // 1. 读取请求并解析 if(!scanner.hasNext()){ //如果 scanner 无法读取数据说明客户端关闭了连接导致服务器这边读取到 “末尾” break; } // 2. 根据请求计算响应 String response process(request);// 3. 把响应写回给客户端 } }catch (IOException e){ e.printStackTrace(); } System.out.printf([%s:%d] 客户端下线,clientSocket.getInetAddress(),clientSocket.getPort()); private String process(String request) { return request; }
}这里的请求就是读取的 InputStream 里面的数据
3. 把响应写回给客户端
//针对一个连接提供处理逻辑
private void processConnection(Socket clientSocket) { //打印客户端信息 System.out.printf([%s:%d] 客户端上线,clientSocket.getInetAddress(),clientSocket.getPort()); try(InputStream inputStream clientSocket.getInputStream(); OutputStream outputStream clientSocket.getOutputStream()){ Scanner scanner new Scanner(inputStream); //使用 Scanner 包装一下 InputStream就可以更方便地读取这里的请求数据了 PrintWrite printWriter new PrintWriter(outputStream);while(true) { // 1. 读取请求并解析 Scanner scanner new Scanner(inputStream); if(!scanner.hasNext()){ //如果 scanner 无法读取数据说明客户端关闭了连接导致服务器这边读取到 “末尾” break; } // 2. 根据请求计算响应 String response process(request);// 3. 把响应写回给客户端 printWriter.println(response);} }catch (IOException e){ e.printStackTrace(); } System.out.printf([%s:%d] 客户端下线,clientSocket.getInetAddress(),clientSocket.getPort()); private String process(String request) { return request; }
}此处写入响应的时候会在末尾加上“\n” 我们在刚才在使用 scanner 读取请求的时候隐藏了一个条件——请求是以“空白符”空格、回车、制表符、垂直制表符、翻页符…结尾否则就会在 next() 或者 hasNext() 那里发生阻塞这样就没法读取到数据了因此此处约定使用“\n”作为请求和响应的结尾标志 TCP 是字节流的读写方式存在无数种可能就需要有办法区分出从哪里到哪里是一个完整的请求 此处就可以引入分隔符来区分
3. 完整代码
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.io.PrintWriter;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
import java.util.Scanner; public class TcpEchoServer { private ServerSocket serverSocket null; public TcpEchoServer(int port) throws IOException { serverSocket new ServerSocket(port); } public void start() throws IOException { while(true) { //建立连接 Socket clientSocket serverSocket.accept(); processConnection(clientSocket); } } //针对一个连接提供处理逻辑 private void processConnection(Socket clientSocket) { //打印客户端信息 System.out.printf([%s:%d] 客户端上线,clientSocket.getInetAddress(),clientSocket.getPort()); try(InputStream inputStream clientSocket.getInputStream(); OutputStream outputStream clientSocket.getOutputStream()){ Scanner scanner new Scanner(inputStream); PrintWriter printWriter new PrintWriter(outputStream); //使用 Scanner 包装一下 InputStream就可以更方便地读取这里的请求数据了 while(true) { // 1. 读取请求并解析 if(!scanner.hasNext()){ //如果 scanner 无法读取数据说明客户端关闭了连接导致服务器这边读取到 “末尾” break; } String request scanner.next(); // 2. 根据请求计算响应 String response process(request); // 3. 把响应写回给客户端 printWriter.println(response); System.out.printf([%s:%d] req%s; resp%s\n, clientSocket.getInetAddress(),clientSocket.getPort()); } }catch (IOException e){ e.printStackTrace(); } System.out.printf([%s:%d] 客户端下线,clientSocket.getInetAddress(),clientSocket.getPort()); } private String process(String request) { return request; } public static void main(String[] args) throws IOException { TcpEchoServer server new TcpEchoServer(9090); server.start(); }
}虽然把服务器代码编写的差不多了但还存在三个非常严重的问题都会导致严重的 bug 但需要结合后面客户端的代码进行分析
客户端Echo Client
1. 构造方法
首先创建一个 Socket 对象来进行网络通信再创建构造方法
import java.io.IOException;
import java.net.Socket; public class TcpEchoClient { private Socket socket null; public TcpEchoClient(String serverIp, int serverPort) throws IOException { socket new Socket(serverIp,serverPort); }
}写构造方法的时候就不能使用无参数的版本了需要在这里指定要访问的服务器的 IP 和端口号 这里可以直接填入一个 String 类型的 IP不用像前面 UDP 那样还需要手动转换
2. 启动客户端
先拿出 socket 里面的 InputStream 和 OutputStream再进行 while 循环使用 Scanner 包装一下 InputStream这样就可以更方便地读取这里的请求数据了实例化一个 PrintWriter 对象获取到 OutputStream方便后续对数据进行打印创建一个 scannerIn 对象用来读取从控制台输入的数据
public void start() { System.out.println(客户端启动); try(InputStream inputStream socket.getInputStream(); OutputStream outputStream socket.getOutputStream()) { Scanner scanner new Scanner(inputStream); Scanner scannerIn new Scanner(System.in); PrintWriter printWriter new PrintWriter(outputStream); while(true){ //1. 从控制台读取数据 System.out.println(- ); String request scannerIn.next(); //2. 把请求发送给服务器 printWriter.println(request); //3. 从服务器读取响应 if(!scanner.hasNext()){ break; } String response scanner.next(); //4. 打印响应结果 System.out.println(response); } } catch (Exception e) { throw new RuntimeException(e); }
}步骤上和 UDP 是非常相似的只不过此处的 API 不一样前面的 UDP 不管发送也好接收也罢都是先去构造一个 DatagramPacket 再去操作但是对于 TCP 来说它是纯字节流的操作就拿字节作为单位进行操作即可 这里为了操作方便又给这个字节流套上了对应的字符流/工作类之后再去进行读写都会非常方便
3. 完整代码
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.io.PrintWriter;
import java.net.Socket;
import java.util.Scanner; public class TcpEchoClient { private Socket socket null; public TcpEchoClient(String serverIp, int serverPort) throws IOException { socket new Socket(serverIp,serverPort); } public void start() { System.out.println(客户端启动); try(InputStream inputStream socket.getInputStream(); OutputStream outputStream socket.getOutputStream()) { Scanner scanner new Scanner(inputStream); Scanner scannerIn new Scanner(System.in); PrintWriter printWriter new PrintWriter(outputStream); while(true){ //1. 从控制台读取数据 System.out.println(- ); String request scannerIn.next(); //2. 把请求发送给服务器 printWriter.println(request); //3. 从服务器读取响应 if(!scanner.hasNext()){ break; } String response scanner.next(); //4. 打印响应结果 System.out.println(response); } } catch (Exception e) { throw new RuntimeException(e); } } public static void main(String[] args) throws IOException { TcpEchoClient client new TcpEchoClient(127.0.0.1,9090); client.start(); }
}服务器代码中的三个严重 bug
1. 内存缓冲区
客户端发送了数据之后并没有任何响应 此处的情况是客户端并没有真正的将数据发送出去服务器没有收到自然没有任何响应
//这是客户端中将数据发送给服务器的代码
printWriter.println(request);//这是服务器中把响应写回给客户端的代码
printWriter.println(response); PrintWriter 这样的类以及很多 IO 流中的类都是“自带缓冲区”的 进行文件/网络操作都是 IO 操作IO 操作本身是一种耗时比较多开销比较大的操作。耗时比较多的操作频繁进行就会影响程序执行效率所以我们可以引入“缓冲区”减少 IO 的次数从而提高效率引入“缓冲区”之后进行写入操作不会立即触发 IO而是先放到内存缓冲区中等到缓冲区里攒了一波之后再统一进行发送 此处可以引入 flush 操作主动“刷新缓冲区” flush 的原意为“冲刷”类似于冲厕所 改为
// 客户端
printWriter.println(request);
printWriter.flush();// 服务器
printWriter.println(response);
printWriter.flush();2. 资源释放
当前的服务器代码针对 clientSocket 没有进行 close 操作
while(true) { //建立连接 Socket clientSocket serverSocket.accept(); processConnection(clientSocket);
}像 ServerSocket 和 DatagramPacket它们的生命周期都是跟随整个进程的和进程同生死进程关了之后他俩对应的资源也释放了但此处的 clientSocket 并非如此它是“连接级别”的数据随着客户端断开连接了这个 Socket 也就不再使用了但资源是不释放的 即使是同一个客户端断开之后重新连接也是一个新 Socket和旧的 Socket 不是同一个了因此这样的 Socket 就应该主动关闭掉避免文件资源泄露 改后 把 close 加到 finally 里面把日志前移不然释放之后日志就打印不出来了
private void processConnection(Socket clientSocket) throws IOException { try(InputStream inputStream clientSocket.getInputStream(); OutputStream outputStream clientSocket.getOutputStream()){ ...while(true) { ...} }catch (IOException e){ e.printStackTrace(); }finally { System.out.printf([%s:%d] 客户端下线\n,clientSocket.getInetAddress(),clientSocket.getPort()); clientSocket.close(); }
}GC 释放的是内存资源此处讨论的“文件资源泄露”是针对文件描述符的
其实流对象如果被 GC 回收了也是会自动执行 close 的但是由于 GC 过程是不可逆的不知道 GC 什么时候发生也不知到这次 GC 是否能释放掉你这个对象一个对象可能不会很及时释放在有些情况下在还没来得及释放的时候就导致这里的文件描述符就没了因此我们写代码不能全指望这个东西尤其是当前“高并发”服务器的背景下短时间内就可能处理大量的客户端
3. 多个客户端连接同一个服务器
尝试使用多个客户端来同时连接服务器 作为一个服务器就是要同时给多个客户端提供服务的
当第一个客户端连上服务器之后服务器代码救护已进入 processConnect 内部的 while 循环无法跳出此时第二个客户端尝试连接的时候无法执行到第二次 accept所有第二个客户端发来的请求数据都积压在操作系统的内核的接收缓冲区中 第一个客户端推出的时候processConnect 的循环就结束了于是外层的循环就可以执行 accept 了也是就可以处理第二个客户端之前积压的请求数据了此处无法处理多个客户端本质上是服务器代码结构存在问题采取了双重 while 循环的写法导致进入里层 while 的时候外层 while 就无法执行了解决办法就是把双重 while 改成一重 while分别进行执行——使用多线程
改后
public void start() throws IOException { while(true) { //建立连接 Socket clientSocket serverSocket.accept(); Thread t new Thread(() - { try { processConnection(clientSocket); } catch (IOException e) { throw new RuntimeException(e); } }); t.start(); }
}
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