文章目录
- TCP流套接字编程
- 1.ServerSocket类
- 2.Socket类
- 3.文件资源泄露
- 4.**TCP回显服务器**
TCP流套接字编程
ServerSocket类和Socket类这两个类都是用来表示socket文件（抽象了网卡这样的硬件设备）。
TCP是面向字节流的，传输的基本单位是byte 字节。和UDP不同，UDP传输的单位是数据报。
1.ServerSocket类
给服务器使用的类，用这个类来绑定端口号
2.Socket类
既会给服务器用，又会给客户端用
因为TCP的有连接的，会保存对端的连接。不用像UDP那样每次发送都要手动在send方法中指定目标地址。
TCP的建立连接，由系统内核自动负责完成的。客户端，要发起“建立连接”的动作。服务器，要把建立好的连接从内核中拿到应用程序里。如果客户端和服务器建立连接，服务器的应用程序不需要任何操作，系统内核直接完成了连接建立的流程（三次握手），完成流程后，就会在内核的队列中排队（每个ServerSocket都会有这个队列）。应用程序要想和这个客户端进行通信，就需要通过按accept方法，把内核队列里已经建立好连接的对象，拿到应用程序中。
符合生产者消费者模型
//通过accept方法，把内核中已经建立好的连接拿到应用程序中
//建立连接的细节流程，都是内核自动完成的，应用程序只需要用现成的
Socket clientSocket = serverSocket.accept();
返回的是一个Socket对象
ServerSocket专门用来接收连接， Socket类型的 clientSocket用来后续的客户端进行通信。
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clientSocket.getInputStream();
clientSocket.getOutputStream();
InputStream和OutputStream就是字节流，TCP是传输内容同样是字节流。借助这两个对象，完成数据的“发送”和“接收”。
通过InputStream进行read操作，就是“接收”
通过OutputStream进行write操作，就是“发送”
3.文件资源泄露
由于DatagramSocket和ServerSocket在程序中，只有一个对象，生命周期都是贯穿整个程序的。随时有请求过来，都会使用到。不涉及到一直频繁申请导致的泄露问题。
但是clientSocket，每个循环中，每有一个新的客户端来建立连接，都会创建出新的clientSocket。并且这个Socket最多使用到该客户端断开连接。如果此时有很多客户端频繁建立连接，就会出现文件资源泄露的问题。
try (InputStream inputStream = clientSocket.getInputStream();
OutputStream outputStream = clientSocket.getOutputStream()) {
这里只是关闭了clientSocket自带的流对象，并没有关闭本身。需要手动进行关闭
}finally {
clientSocket.close();
//进行clientSocket的关闭
//processConnection方法就是在处理一个连接，这个方法执行完毕，连接就处理完了。
}
4.TCP回显服务器
服务器
public class TcpEchoServer {
private ServerSocket serverSocket = null;
public TcpEchoServer(int port) throws IOException {
serverSocket = new ServerSocket(port);
}
public void start() throws IOException {
System.out.println("服务器启动");
while (true) {
//通过accept方法，把内核中已经建立好的连接拿到应用程序中
//建立连接的细节流程，都是内核自动完成的，应用程序只需要用现成的
Socket clientSocket = serverSocket.accept();
processConnection(clientSocket);
}
}
/**
* 通过这个方法，来处理当前的连接
*
* @param clientSocket
*/
public void processConnection(Socket clientSocket) throws IOException {
//1.进入方法后，先打印日志，表示有客户端连接
System.out.printf("[%s,%d] 客户端上线\n", clientSocket.getInetAddress(), clientSocket.getPort());
//2.进行数据交互
try (InputStream inputStream = clientSocket.getInputStream();
OutputStream outputStream = clientSocket.getOutputStream()) {
//使用try(){}来自动关闭close
//由于客户端发送来的数据，可能是“多条数据”，进行循环处理
while (true){
Scanner scanner = new Scanner(inputStream);
if (!scanner.hasNext()){
//如果没有下一条数据，连接断开，循环结束
System.out.printf("[%s:%d] 客户端下线\n",clientSocket.getInetAddress(),clientSocket.getPort());
break;
}
String request = scanner.next();//以空白符为本次读取字节流结束的标记
//1.读取请求并解析
String response = process(request);
//2.根据请求，计算响应
//3.把响应写回到客户端:
//可以把String转成字节数组，写进 OutputStream
//也可以使用PrintWriter把OutputStream包裹一下，写进字符串
PrintWriter printWriter = new PrintWriter(outputStream);
//此处的println是写入到outputStream对应的流对象中，也就是写入到clientSocket里面，
// 数据就通过网络发送出去了。发送给当前连接的另外一端。
//因为之前连接本身就记录了对方的地址和端口，在写数据时直接写数据内容即可，不需要手动指定发给谁。
printWriter.println(response);//写就是输出的体现形式
//此处使用println带有\n,也是为了后续客户端可以使用Scanner.next来读取数据
printWriter.flush();
//同时，需要刷新缓冲区，确保数据从内存中写进网卡
System.out.printf("[%s:%d] req = %s ,resp = %s\n",
clientSocket.getInetAddress(),clientSocket.getPort(),request,response);
}
} catch (IOException e) {
throw new RuntimeException(e);
}finally {
clientSocket.close();
//进行clientSocket的关闭
//processConnection方法就是在处理一个连接，这个方法执行完毕，连接就处理完了。
}
}
public String process(String request){
//回显服务器
return request;
}
public static void main(String[] args) throws IOException {
TcpEchoServer server = new TcpEchoServer(9090);
server.start();
}
}
服务器启动
[/127.0.0.1,63510] 客户端上线
[/127.0.0.1:63510] req = 你好 ,resp = 你好
[/127.0.0.1:63510] req = hello ,resp = hello
[/127.0.0.1:63510] 客户端下线
[/127.0.0.1,63523] 客户端上线
[/127.0.0.1:63523] req = 6666666 ,resp = 6666666
客户端
public class TcpEchoClient {
private Socket socket = null;
public TcpEchoClient(String serverIp, int serverPort) throws IOException {
//需要在创建Socket的同时，和服务器“建立连接”，告诉Socket，服务器在哪。
//当new这个对象时，操作系统的内核就会完成三次握手的具体细节，完成建立连接的过程
socket = new Socket(serverIp, serverPort);
}
public void start() {
System.out.println("客户端启动");
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
try (InputStream inputStream = socket.getInputStream();
OutputStream outputStream = socket.getOutputStream()) {
PrintWriter writer = new PrintWriter(outputStream);
Scanner scannerNetwork = new Scanner(inputStream);
while (true) {
//1.从控制台读取用户输入的内容
System.out.println("->");
String request = scanner.next();
//2.把字符串作为请求，发送给服务器
writer.println(request);
//客户端发的时候有换行，和服务器的scanner.next匹配
writer.flush();
//3.从服务器读取响应
String response = scannerNetwork.next();//和服务器的PrintWrite.println匹配
//4.把响应打印到界面
System.out.println(response);
}
} catch (IOException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
}
public static void main(String[] args) throws IOException {
TcpEchoClient client = new TcpEchoClient("127.0.0.1",9090);
client.start();
}
}
客户端启动
->
6666666
6666666
->
如果同时启动两个客户端，同时连接服务器。先启动的客户端正常运行，另一个后启动的客户端，无法与服务器进行交互
在第一个客户端过来后，accept就返回得到了一个clientSocket，进入了processConnection方法。又进入了一个while循环，反复处理客户端发来的请求数据，如果客户端没发请求，服务器的代码就会阻塞在scanner.hasNext。此时第二个客户端也过来建立连接，连接建立成功后，连接对象就会在内核的队列里面，等待accept把连接取出来，在代码中处理。此时无法第一时间执行到第二次accept
第一个循环是循环获取连接，第二个循环是循环获取请求。第一个客户端就会使服务器处于processConnection方法内部， 此时卡在了方法中的循环，无法第二次执行accept方法。只有第一个客户端退出， 方法中的循环才能结束，从而第二次执行 accept
- 要解决这个问题，就要在处理第一个客户端请求的过程中，让代码能够快速的第二次执行accept
让两个循环能够“并发”执行，各执行各的，不会因为进入循环而影响另一个循环。所以，需要创建一个新的线程，由线程来执行processConnection方法。主线程就可以继续执行下次accept。新线程负责processConnection方法内部的循环。每有一个客户端，就要分配一个线程。
一个人是无法同时完成拉客 和 介绍楼盘的工作的
public void start() throws IOException {
System.out.println("服务器启动");
while (true) {
//通过accept方法，把内核中已经建立好的连接拿到应用程序中
//建立连接的细节流程，都是内核自动完成的，应用程序只需要用现成的
Socket clientSocket = serverSocket.accept();
//直接执行processConnection方法，会导致服务器不能处理客户端
//创建线程调用。
Thread thread = new Thread(()->{
try {
processConnection(clientSocket);
} catch (IOException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
});
thread.start();
}
}
新的线程负责在processConnection里面来循环处理客户端的请求。
- 如果有很多客户端，频繁的建立、断开连接。就会导致服务器频繁的创建销毁线程，造成大量开销。可以使用线程池来进行优化。
public void start() throws IOException {
System.out.println("服务器启动");
ExecutorService service = Executors.newCachedThreadPool();
while (true) {
//通过accept方法，把内核中已经建立好的连接拿到应用程序中
//建立连接的细节流程，都是内核自动完成的，应用程序只需要用现成的
Socket clientSocket = serverSocket.accept();
//直接执行processConnection方法，会导致服务器不能处理客户端
//创建线程调用。
// Thread thread = new Thread(()->{
// try {
// processConnection(clientSocket);
// } catch (IOException e) {
// throw new RuntimeException(e);
// }
// });
// thread.start();
//使用线程池进行优化
service.submit(new Runnable() {
@Override
public void run() {
try {
processConnection(clientSocket);
} catch (IOException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
}
});
}
}
- 但是如果出现巨量的线程。可以用协程来解决。除了携程，可以使用IO多路复用/IO多路转接的方法来处理（用一个线程，同时处理多个客户端的socket）->NIO
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