socket通信模型、socket中的accept()阻塞与read()阻塞

Socket整体流程

　   Socket编程主要涉及到客户端和服务端两个方面，首先是在服务器端创建一个服务器套接字（ServerSocket），并把它附加到一个端口上，服务器从这个端口监听连接。端口号的范围是0到65536，但是0到1024是为特权服务保留的端口号，我们可以选择任意一个当前没有被其他进程使用的端口。

　　客户端请求与服务器进行连接的时候，根据服务器的域名或者IP地址，加上端口号，打开一个套接字。当服务器接受连接后，服务器和客户端之间的通信就像输入输出流一样进行操作。

　　如果一个程序创建了一个socket，并让其监听80端口，其实是向TCP/IP协议栈声明了其对80端口的占有。以后，所有目标是80端口的TCP数据包都会转发给该程序（这里的程序，因为使用的是Socket编程接口，所以首先由Socket层来处理）。所谓accept函数，其实抽象的是TCP的连接建立过程。  accept函数返回的新socket其实指代的是本次创建的连接，而一个连接是包括两部分信息的，一个是源IP和源端口，另一个是宿IP和宿端口。所以，accept可以产生多个不同的socket，而这些socket里包含的宿IP和宿端口是不变的，变化的只是源IP和源端口。这样的话，这些socket宿端口就可以都是80，而Socket层还是能根据源/宿对来准确地分辨出IP包和socket的归属关系，从而完成对TCP/IP协议的操作封装。TCP/IP只是一个协议栈，就像操作系统的运行机制一样，必须要具体实现，同时还要提供对外的操作接口。就像操作系统会提供标准的编程接口，比如  Win32编程接口一样，TCP/IP也必须对外提供编程接口，这就是Socket编程接口。

 

客户端上的使用

　　getInputStream()方法可以得到一个输入流，客户端的Socket对象上的getInputStream方法得到输入流其实就是从服务器端发回的数据。
　　getOutputStream()方法得到的是一个输出流，客户端的Socket对象上的getOutputStream方法得到的输出流其实就是发送给服务器端的数据。

服务器端上的使用

　　getInputStream()方法得到的是一个输入流，服务端的Socket对象上的getInputStream方法得到的输入流其实就是从客户端发送给服务器端的数据流。

　　getOutputStream()方法得到的是一个输出流，服务端的Socket对象上的getOutputStream方法得到的输出流其实就是发送给客户端的数据。

 

ServerSocket类的accept()阻塞

ServerSocket的accept()方法是侦听并接受到此套接字的连接，就是一直等待连接，此方法在连接传入之前一直阻塞(即后面的代码不会往下执行)。直到接受到有socket的连接，然后创建并返回新的Socket对象。

read()阻塞

从socket上读取对端发过来的数据一般有两种方法： 

1）按照字节流读取

2）按照字符流读取

 

这段代码执行以后会发现read()方法发生了阻塞，经过查找资料发现：

read() 是一个阻塞函数，如果客户端没有声明断开outputStream那么它就会认为客户端仍旧可能发送数据，所以就会一直阻塞而不是返回-1，所以System.out.println("服务器");这行代码在连接断开之前就一直不会执行，因为在while ((len = is.read(buf)) != -1) 这里阻塞了。

像read()这种阻塞读取函数还有BufferedReader类种的 readLine()、DataInputStream种的readUTF()等。

这个特性使得编程非常方便也很高效。 
但是这样也有一个问题，就是如何让程序从这两个方法的阻塞调用中返回。

 总结一下，有这么几个方法：

 1、发送完后调用Socket的shutdownOutput()方法关闭输出流，这样对端的输入流上的read操作就会返回-1。  注意不能调用socket.getInputStream().close()。这样会导致socket被关闭。 

       当然如果不需要继续在socket上进行读操作，也可以直接关闭socket。  但是这个方法不能用于通信双方需要多次交互的情况。

os.write("sender say hello socket".getBytes());
os.flush();
client.shutdownOutput();  //调用shutdown 通知对端请求完毕

 

       这个解决方案缺点非常明显，socket任意一端都依赖于对方调用shutdownOutput()来完成read返回 -1，如果任意一方没有执行shutdown函数那么就会出现问题。所以一般我们都会在socket请求时设置连接的超时时间 socket.setSoTimeout(5000);以防止长时间没有响应造成系统瘫痪。

while (true) {
     server = serverSocket.accept();
     System.out.println("server socket is start……");
     server.setSoTimeout(5000);
     .....
 }

 

参考文章：

https://blog.csdn.net/anthony_ju/article/details/82192135

https://www.cnblogs.com/swordfall/p/10781281.html

https://www.cnblogs.com/gaoqiri/p/10055610.html

https://blog.csdn.net/yanchuang1/article/details/48049259