Java学习总结之第十六章 Socket用法详解
一、构造Socket
Socket的构造方法有以下几种重载形式：
（1）Socket()
（2）Socket(InetAddress address, int port)throws UnknownHostException,IOException
（3）Socket(InetAddress address, int port, InetAddress localAddr, int localPort)throws IOException
（4）Socket(String host, int port) throws UnknownHostException,IOException
（5）Socket(String host, int port, InetAddress localAddr, int localPort) throws IOException
各构造方法的用法如下：
1. 设定等待建立连接的超时时间：
| Socket socket=new Socket(); SocketAddress remoteAddr=new InetSocketAddress("localhost",8000); //等待建立连接的超时时间为1分钟 socket.connect(remoteAddr, 60000); |
2. 设定服务器的地址：
Socket(InetAddress address, int port)
Socket(String host, int port)
| InetAddress类表示IP地址，其用法如下： //返回本地主机的IP地址 InetAddress addr1=InetAddress.getLocalHost(); //返回代表"222.34.5.7"的IP地址 InetAddress addr2=InetAddress.getByName("222.34.5.7"); //返回域名为"www.javathinker.org"的IP地址 InetAddress addr3=InetAddress.getByName("www.javathinker.org"); |
3. 设定客户端的地址：
在一个Socket对象中，既包含远程服务器的IP地址和端口信息，也包含本地客户端的IP地址和端口信息。默认情况下，客户端的IP地址来自于客户程序所在的主机，客户端的端口则由操作系统随机分配。Socket类还有两个构造方法允许显式的设置客户端的IP地址和端口：
| Socket(InetAddress address, int port, InetAddress localAddr, int localPort)throws IOException Socket(String host, int port, InetAddress localAddr, int localPort) throws IOException |
4. 客户连接服务器时可能抛出的异常：
当Socket的构造方法请求连接服务器时，可能会抛出以下异常：
l UnknownHostException：如果无法识别主机的名字或IP地址，就会抛出这种异常。
l ConnectException：如果没有服务器进程监听指定的端口，或者服务器进程拒绝连接，就会抛出这种异常。
l SocketTimeoutException：如果等待连接超时，就会抛出这种异常。
l BindException：如果无法把Socket对象与指定的本地IP地址或端口绑定，就会抛出这种异常。
二、获取Socket的信息
以下方法用于获取Socket的有关信息：
l getInetAddress()：获得远程服务器的IP地址。
l getPort()：获得远程服务器的端口。
l getLocalAddress()：获得客户本地的IP地址。
l getLocalPort()：获得客户本地的端口。
l getInputStream()：获得输入流。如果Socket还没有连接，或者已经关闭，或者已经通过shutdownInput()方法关闭输入流，那么此方法会抛出IOException。
l getOutputStream()：获得输出流。如果Socket还没有连接，或者已经关闭，或者已经通过shutdownOutput()方法关闭输出流，那么此方法会抛出IOException。
三、关闭Socket
1. 当客户与服务器的通信结束，应该及时关闭Socket，以释放Socket占用的包括端口在内的各种资源。Socket的close()方法负责关闭Socket。推荐代码如下：
| Socket socket=null; try{ socket=new Socket("www.javathinker.org",80); //执行接收和发送数据的操作 … }catch(IOException e){ e.printStackTrace(); }finally{ try{ if(socket!=null)socket.close(); }catch(IOException e){e.printStackTrace();} } |
2. Socket类提供了三个状态测试方法：
l isClosed()
l isConnected()
l isBound()
3. 如果要判断一个Socket对象当前是否处于连接状态，可采用以下方式：
| boolean isConnected=socket.isConnected() && !socket.isClosed(); |
四、半关闭Socket
1. 有的时候，可能仅仅希望关闭输出流或输入流之一。此时可以采用Socket类提供的半关闭方法：
l shutdownInput()：关闭输入流。
l shutdownOutput(): 关闭输出流。
2. 先后调用Socket的shutdownInput()和shutdownOutput()方法，仅仅关闭了输入流和输出流，并不等价于调用Socket的close()方法。在通信结束后，仍然要调用Socket的close()方法，因为只有该方法才会释放Socket占用的资源，比如占用的本地端口等。
3. Socket类还提供了两个状态测试方法，用来判断输入流和输出流是否关闭：
l public boolean isInputShutdown()
l public boolean isOutputShutdown()
五、设置Socket的选项
Socket有以下几个选项：
n TCP_NODELAY：表示立即发送数据。
n SO_RESUSEADDR：表示是否允许重用Socket所绑定的本地地址。
n SO_TIMEOUT：表示接收数据时的等待超时时间。
n SO_LINGER：表示当执行Socket的close()方法时，是否立即关闭底层的Socket。
n SO_SNFBUF：表示发送数据的缓冲区的大小。
n SO_RCVBUF：表示接收数据的缓冲区的大小。
n SO_KEEPALIVE：表示对于长时间处于空闲状态的Socket，是否要自动把它关闭。
n OOBINLINE：表示是否支持发送一个字节的TCP紧急数据。
1. TCP_NODELAY选项
1) 设置该选项：public void setTcpNoDelay(boolean on) throws SocketException
2) 读取该选项：public boolean getTcpNoDelay() throws SocketException
3) TCP_NODEALY的默认值为false，表示采用Negale算法。如果调用setTcpNoDelay(true)方法，就会关闭Socket的缓冲，确保数据及时发送：
if(!socket.getTcpNoDelay()) socket.setTcpNoDelay(true);
4) 如果Socket的底层实现不支持TCP_NODELAY选项，那么getTcpNoDelay()和setTcpNoDelay()方法会抛出SocketException。
2. SO_RESUSEADDR选项
1) 设置该选项：public void setResuseAddress(boolean on) throws SocketException
2) 读取该选项：public boolean getResuseAddress() throws SocketException
3) 为了确保一个进程关闭了Socket后，即使它还没释放端口，同一个主机上的其他进程还可以立刻重用该端口，可以调用Socket的setResuseAddress(true)方法：
if(!socket.getResuseAddress()) socket.setResuseAddress(true);
4) 值得注意的是socket.setResuseAddress(true)方法必须在Socket还没有绑定到一个本地端口之前调用，否则执行socket.setResuseAddress(true)方法无效。因此必须按照以下方式创建Socket对象，然后再连接远程服务器：
| Socket socket = new Socket(); //此时Socket对象未绑定到本地端口，并且未连接远程服务器 socket.setResuseAddress(true); SocketAddress remoteAddr = new InetSocketAddress("remotehost",8000); socket.connect(remoteAddr); //连接远程服务器，并且绑定匿名的本地端口 或者： Socket socket = new Socket(); //此时Socket对象未绑定到本地端口，并且未连接远程服务器 socket.setResuseAddress(true); SocketAddress localAddr = new InetSocketAddress("localhost",9000); SocketAddress remoteAddr = new InetSocketAddress("remotehost",8000); socket.bind(localAddr); //与本地端口绑定 socket.connect(remoteAddr); //连接远程服务器，并且绑定匿名的本地端口 |
3. SO_TIMEOUT选项
1) 设置该选项：public void setSoTimeout(int milliseconds) throws SocketException
2) 读取该选项：public int getSoTimeOut() throws SocketException
3) 当通过Socket的输入流读数据时，如果还没有数据，就会等待。Socket类的SO_TIMEOUT选项用于设定接收数据的等待超时时间，单位为毫秒，它的默认值为0，表示会无限等待，永远不会超时。
4) Socket的setSoTimeout()方法必须在接收数据之前执行才有效。此外，当输入流的read()方法抛出SocketTimeoutException后，Socket仍然是连接的，可以尝试再次读取数据。
4. SO_LINGER选项
1) 设置该选项：public void setSoLinger(boolean on, int seconds) throws SocketException
2) 读取该选项：public int getSoLinger() throws SocketException
3) SO_LINGER选项用来控制Socket关闭时的行为。
l socket.setSoLinger(true,0)：执行Socket的close()方法时，该方法也会立即返回，但底层的Socket也会立即关闭，所有未发送完的剩余数据被丢弃。
l socket.setSoLinger(true,3600)：执行Socket的close()方法时，该方法不会立即返回，而进入阻塞状态，同时，底层的Socket会尝试发送剩余的数据。只有满足以下两个条件之一，close()方法才返回：
n 底层的Socket已经发送完所有的剩余数据。
n 尽管底层的Socket还没有发送完所有的剩余数据，但已经阻塞了3600秒。close()方法的阻塞时间超过3600秒，也会返回，剩余未发送的数据被丢弃。
以上两种情况内，当close()方法返回后，底层的Socket会被关闭，断开连接。
4) setSoLinger(boolean on ,int second)方法中的seconds参数以秒为单位，而不是以毫秒为单位。
5. SO_RCVBUF选项
1) 设置该选项：public void setReceiveBufferSize(int size) throws SocketException
2) 读取该选项：public int getReceiveBufferSize() throws SocketException
3) SO_RCVBUF表示Socket的用于输入数据的缓冲区的大小。
4) 如果底层Socket不支持SO_RCVBUF选项，那么setReceiveBufferSize()方法会抛出SocketException。
6. SO_SNDBUF选项
1) 设置该选项：public void setSendBufferSize(int size) throws SocketException
2) 读取该选项：public int getSendBufferSize() throws SocketException
3) SO_SNDBUF表示Socket的用于输出数据的缓冲区的大小。
4) 如果底层Socket不支持SO_SNDBUF选项，setSendBufferSize()方法会抛出SocketException。
7. SO_KEEPALIVE选项
1) 设置该选项：public void setKeepAlive(boolean on) throws SocketException
2) 读取该选项：public int getKeepAlive() throws SocketException
3) 当SO_KEEPALIVE选项为true，表示底层的TCP实现会监视该连接是否有效。
4) SO_KEEPALIVE选项的默认值为false，表示TCP不会监视连接是否有效，不活动的客户端可能会永久存在下去，而不会注意到服务器已经崩溃。
8. OOBINLINE选项
1) 设置该选项：public void setOOBInline(int size) throws SocketException
2) 读取该选项：public int getOOBInline () throws SocketException
3) 当OOBINLINE为true时，表示支持发送一个字节的TCP紧急数据。Socket类的sendUrgentDate(int data)方法用于发送一个字节的TCP紧急数据。
4) OOBINLINE的默认值为false，在这种情况下，当接收方收到紧急数据时不作任何处理，直接将其丢弃。如果用户希望发送紧急数据，应该把OOBINLINE设为true：socket.setOOBInline(true); 此时接收方会把接收到的紧急数据与普通数据放在同样的队列中。值得注意的是，除非使用一些更高层次的协议，否则接收方处理紧急数据的能力非常有限，当紧急数据到来时，接收方不会得到任何通知，因此接收方很难区分普通数据与紧急数据，只好按照同样的方式处理它们。
9. 服务类型选项
1) IP规定了四种服务类型，用来定性的描述服务的质量：
l 低成本：发送成本低。
l 高可靠性：保证把数据可靠的送达目的地。
l 最高吞吐量：一次可以接收或发送大批量的数据。
l 最小延迟：传输数据的速度快，把数据快速送达目的地。
2) 这四种服务类型还可以进行组合，例如，可以同时要求获得高可靠性和最小延迟。Socket类中提供了设置和读取服务类型的方法：
l 设置服务类型：public void setTrafficClass(int trafficClass) throws SocketException
l 读取服务类型：public int getTrafficClass() throws SocketException
3) Socket类用四个整数表示服务类型：
l 低成本：0x02 （二进制的倒数第二位为1）
l 高可靠性：0x04（二进制的倒数第三位为1）
l 最高吞吐量：0x08（二进制的倒数第四位为1）
l 最小延迟：0x10（二进制的倒数第五位为1）
10. 设定连接时间、延迟和带宽的相对重要性
public void setPerformancePreferences(int connectionTime,int latency,int bandwidth)
以上方法的三个参数表示网络传输数据的三项指标：
n 参数connectionTime：表示用最少时间建立连接。
n 参数latency：表示最小延迟。
n 参数bandwidth：表示最高带宽。
setPerformancePreferences()方法用来设定这三项指标之间的相对重要性。可以为这些参数赋予任意的整数，这些整数之间的相对大小就决定了相应参数的相对重要性。例如，如果参数connectionTime为2，参数latency为1，而参数bandwidth为3，就表示最高带宽最重要，其次是最少连接时间，最后是最小延迟。
