Java套接字2

一个简单示例

1. 背景

我们将在本部分讨论的示例将阐明在 Java 代码中如何使用

Socket

和

ServerSocket

。客户机用

Socket

连接到服务器。服务器用

ServerSocket

在端口 3000 侦听。客户机请求服务器 C: 驱动器上的文件内容。

为清楚起见，我们把示例分解成客户机端和服务器端。最后我们将把它们组合起来以使您能看到整体模样。

我们在使用 JDK 1.2 的 IBM VisualAge for Java 3.5 上开发这些代码。要自己创建这个示例，您应有完好的 JDK 1.1.7 或更高版本。客户机和服务器将只在一台机器上运行，所以您不必担心是否有一个可用的网络。

2. 创建 RemoteFileClient 类

这里是

RemoteFileClient

类的结构：

Java代码


import java.io.*;
import java.net.*;

public class RemoteFileClient {
protected String hostIp;
protected int hostPort;
protected BufferedReader socketReader;
protected PrintWriter socketWriter;

public RemoteFileClient(String aHostIp, int aHostPort) {
hostIp = aHostIp;
hostPort = aHostPort;
}
public static void main(String[] args) {
}
public void setUpConnection() {
}
public String getFile(String fileNameToGet) {
}
public void tearDownConnection() {
}
}

[java]
view plaincopyprint?

import java.io.*;
import java.net.*;

public class RemoteFileClient {
protected String hostIp;
protected int hostPort;
protected BufferedReader socketReader;
protected PrintWriter socketWriter;

public RemoteFileClient(String aHostIp, int aHostPort) {
hostIp = aHostIp;
hostPort = aHostPort;
}
public static void main(String[] args) {
}
public void setUpConnection() {
}
public String getFile(String fileNameToGet) {
}
public void tearDownConnection() {
}
}

首先我们导入

java.net

和

java.io

。

java.net

包为您提供您需要的套接字工具。

java.io

包为您提供对流进行读写的工具，这是您与 TCP 套接字通信的唯一途径。

我们给我们的类实例变量以支持对套接字流的读写和存储我们将连接到的远程主机的详细信息。

我们类的构造器有两个参数：远程主机的 IP 地址和端口号各一个，而且构造器将它们赋给实例变量。

我们的类有一个

main()

方法和三个其它方法。稍后我们将探究这些方法的细节。现在您只需知道

setUpConnection()

将连接到远程服务器，

getFile()

将向远程服务器请求

fileNameToGet

的内容以及

tearDownConnection()

将从远程服务器上断开。



3. 实现 main()

这里我们实现

main()

方法，它将创建

RemoteFileClient

并用它来获取远程文件的内容，然后打印结果：

Java代码


public static void main(String[] args) {
RemoteFileClient remoteFileClient = new RemoteFileClient("127.0.0.1", 3000);
remoteFileClient.setUpConnection();
String fileContents =
remoteFileClient.getFile("C:\\WINNT\\Temp\\RemoteFile.txt");
remoteFileClient.tearDownConnection();

System.out.println(fileContents);
}

[java]
view plaincopyprint?

public static void main(String[] args) {
RemoteFileClient remoteFileClient = new RemoteFileClient("127.0.0.1", 3000);
remoteFileClient.setUpConnection();
String fileContents =
remoteFileClient.getFile("C:\\WINNT\\Temp\\RemoteFile.txt");
remoteFileClient.tearDownConnection();

System.out.println(fileContents);
}

main()

方法用主机的 IP 地址和端口号实例化一个新

RemoteFileClient

（客户机）。然后，我们告诉客户机建立一个到主机的连接（稍后有更详细的讨论）。接着，我们告诉客户机获取主机上一个指定文件的内容。最后，我们告诉客户机断开它到主机的连接。我们把文件内容打印到控制台，只是为了证明一切都是按计划进行的。



4. 建立连接

这里我们实现

setUpConnection()

方法，它将创建我们的

Socket

并让我们访问该套接字的流：

Java代码


public void setUpConnection() {
try {Socket client = new Socket(hostIp, hostPort);

socketReader = new BufferedReader(
new InputStreamReader(client.getInputStream()));
socketWriter = new PrintWriter(client.getOutputStream());

} catch (UnknownHostException e) {
System.out.println("Error setting up socket connection: unknown host at " + hostIp + ":" + hostPort);
} catch (IOException e) {
System.out.println("Error setting up socket connection: " + e);
}
}

[java]
view plaincopyprint?

public void setUpConnection() {
try {Socket client = new Socket(hostIp, hostPort);

socketReader = new BufferedReader(
new InputStreamReader(client.getInputStream()));
socketWriter = new PrintWriter(client.getOutputStream());

} catch (UnknownHostException e) {
System.out.println("Error setting up socket connection: unknown host at " + hostIp + ":" + hostPort);
} catch (IOException e) {
System.out.println("Error setting up socket connection: " + e);
}
}

setUpConnection()

方法用主机的 IP 地址和端口号创建一个

Socket

：

Java代码

Socket client = new Socket(hostIp, hostPort);

[java]
view plaincopyprint?
Socket client = new Socket(hostIp, hostPort);

我们把

Socket

的

InputStream

包装进

BufferedReader

以使我们能够读取流的行。然后，我们把

Socket

的

OutputStream

包装进

PrintWriter

以使我们能够发送文件请求到服务器：

Java代码


socketReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(client.getInputStream()));
socketWriter = new PrintWriter(client.getOutputStream());

[java]
view plaincopyprint?

socketReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(client.getInputStream()));
socketWriter = new PrintWriter(client.getOutputStream());

请记住我们的客户机和服务器只是来回传送字节。客户机和服务器都必须知道另一方即将发送的是什么以使它们能够作出适当的响应。在这个案例中，服务器知道我们将发送一条有效的文件路径。

当您实例化一个

Socket

时，将抛出

UnknownHostException

。这里我们不特别处理它，但我们打印一些信息到控制台以告诉我们发生了什么错误。同样地，当我们试图获取

Socket

的

InputStream

或

OutputStream

时，如果抛出了一个一般

IOException

，我们也打印一些信息到控制台。这是本教程的一般做法。在产品代码中，我们应该做得更完善些。



5. 与主机交谈

这里我们实现

getFile()

方法，它将告诉服务器我们想要什么文件并在服务器传回其内容时接收该内容。

Java代码


public String getFile(String fileNameToGet) {
StringBuffer fileLines = new StringBuffer();

try {
socketWriter.println(fileNameToGet);
socketWriter.flush();

String line = null;
while ((line = socketReader.readLine()) != null)
fileLines.append(line + "\n");
} catch (IOException e) {
System.out.println("Error reading from file: " + fileNameToGet);
}

return fileLines.toString();
}

[java]
view plaincopyprint?

public String getFile(String fileNameToGet) {
StringBuffer fileLines = new StringBuffer();

try {
socketWriter.println(fileNameToGet);
socketWriter.flush();

String line = null;
while ((line = socketReader.readLine()) != null)
fileLines.append(line + "\n");
} catch (IOException e) {
System.out.println("Error reading from file: " + fileNameToGet);
}

return fileLines.toString();
}

对

getFile()

方法的调用要求一个有效的文件路径

String

。它首先创建名为

fileLines

的

StringBuffer

，

fileLines

用于存储我们读自服务器上的文件的每一行。

Java代码


StringBuffer fileLines = new StringBuffer();

[java]
view plaincopyprint?

StringBuffer fileLines = new StringBuffer();

在

try{}catch{}

块中，我们用

PrintWriter

把请求发送到主机，

PrintWriter

是我们在创建连接期间建立的。

Java代码


socketWriter.println(fileNameToGet);
socketWriter.flush();

[java]
view plaincopyprint?

socketWriter.println(fileNameToGet);
socketWriter.flush();

请注意这里我们是

flush()

该

PrintWriter

，而不是关闭它。这迫使数据被发送到服务器而不关闭

Socket

。

一旦我们已经写到

Socket

，我们就希望有一些响应。我们不得不在

Socket

的

InputStream

上等待它，我们通过在

while

循环中调用

BufferedReader

上的

readLine()

来达到这个目的。我们把每一个返回行附加到

fileLines

StringBuffer

（带有一个换行符以保护行）：

Java代码


String line = null;
while ((line = socketReader.readLine()) != null)
fileLines.append(line + "\n");

[java]
view plaincopyprint?

String line = null;
while ((line = socketReader.readLine()) != null)
fileLines.append(line + "\n");



6. 断开连接

这里我们实现

tearDownConnection()

方法，它将在我们使用完毕连接后负责“清除”：

Java代码


public void tearDownConnection() {
try {
socketWriter.close();
socketReader.close();
} catch (IOException e) {
System.out.println("Error tearing down socket connection: " + e);
}
}

[java]
view plaincopyprint?

public void tearDownConnection() {
try {
socketWriter.close();
socketReader.close();
} catch (IOException e) {
System.out.println("Error tearing down socket connection: " + e);
}
}

tearDownConnection()

方法只是分别关闭我们在

Socket

的

InputStream

和

OutputStream

上创建的

BufferedReader

和

PrintWriter

。这样做会关闭我们从

Socket

获取的底层流，所以我们必须捕捉可能的

IOException

。



7. 总结一下客户机

我们的类研究完了。在我们继续往前讨论服务器端的情况之前，让我们回顾一下创建和使用

Socket

的步骤：

用您想连接的机器的 IP 地址和端口实例化

Socket

（如有问题则抛出

Exception

）。

获取

Socket

上的流以进行读写。

把流包装进

BufferedReader

/

PrintWriter

的实例，如果这样做能使事情更简单的话。

对

Socket

进行读写。

关闭打开的流。

附：

RemoteFileClient

的代码清单

Java代码


import java.io.*;
import java.net.*;

public class RemoteFileClient {
protected BufferedReader socketReader;
protected PrintWriter socketWriter;
protected String hostIp;
protected int hostPort;

public RemoteFileClient(String aHostIp, int aHostPort) {
hostIp = aHostIp;
hostPort = aHostPort;
}
public String getFile(String fileNameToGet) {
StringBuffer fileLines = new StringBuffer();

try {
socketWriter.println(fileNameToGet);
socketWriter.flush();

String line = null;
while ((line = socketReader.readLine()) != null)
fileLines.append(line + "\n");
} catch (IOException e) {
System.out.println("Error reading from file: " + fileNameToGet);
}

return fileLines.toString();
}
public static void main(String[] args) {
RemoteFileClient remoteFileClient = new RemoteFileClient("127.0.0.1", 3000);
remoteFileClient.setUpConnection();
String fileContents = remoteFileClient.getFile("C:\\WINNT\\Temp\\RemoteFile.txt");
remoteFileClient.tearDownConnection();

System.out.println(fileContents);
}
public void setUpConnection() {
try {Socket client = new Socket(hostIp, hostPort);

socketReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(client.getInputStream()));
socketWriter = new PrintWriter(client.getOutputStream());

} catch (UnknownHostException e) {
System.out.println("Error setting up socket connection: unknown host at " + hostIp + ":" + hostPort);
} catch (IOException e) {
System.out.println("Error setting up socket connection: " + e);
}
}
public void tearDownConnection() {
try {
socketWriter.close();
socketReader.close();
} catch (IOException e) {
System.out.println("Error tearing down socket connection: " + e);
}
}
}

[java]
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import java.io.*;
import java.net.*;

public class RemoteFileClient {
protected BufferedReader socketReader;
protected PrintWriter socketWriter;
protected String hostIp;
protected int hostPort;

public RemoteFileClient(String aHostIp, int aHostPort) {
hostIp = aHostIp;
hostPort = aHostPort;
}
public String getFile(String fileNameToGet) {
StringBuffer fileLines = new StringBuffer();

try {
socketWriter.println(fileNameToGet);
socketWriter.flush();

String line = null;
while ((line = socketReader.readLine()) != null)
fileLines.append(line + "\n");
} catch (IOException e) {
System.out.println("Error reading from file: " + fileNameToGet);
}

return fileLines.toString();
}
public static void main(String[] args) {
RemoteFileClient remoteFileClient = new RemoteFileClient("127.0.0.1", 3000);
remoteFileClient.setUpConnection();
String fileContents = remoteFileClient.getFile("C:\\WINNT\\Temp\\RemoteFile.txt");
remoteFileClient.tearDownConnection();

System.out.println(fileContents);
}
public void setUpConnection() {
try {Socket client = new Socket(hostIp, hostPort);

socketReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(client.getInputStream()));
socketWriter = new PrintWriter(client.getOutputStream());

} catch (UnknownHostException e) {
System.out.println("Error setting up socket connection: unknown host at " + hostIp + ":" + hostPort);
} catch (IOException e) {
System.out.println("Error setting up socket connection: " + e);
}
}
public void tearDownConnection() {
try {
socketWriter.close();
socketReader.close();
} catch (IOException e) {
System.out.println("Error tearing down socket connection: " + e);
}
}
}



8. 创建 RemoteFileServer 类

这里是

RemoteFileServer

类的结构：

Java代码


import java.io.*;
import java.net.*;

public class RemoteFileServer {
protected int listenPort = 3000;
public static void main(String[] args) {
}
public void acceptConnections() {
}
public void handleConnection(Socket incomingConnection) {
}
}

[java]
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import java.io.*;
import java.net.*;

public class RemoteFileServer {
protected int listenPort = 3000;
public static void main(String[] args) {
}
public void acceptConnections() {
}
public void handleConnection(Socket incomingConnection) {
}
}

跟客户机中一样，我们首先导入

java.net

的

java.io

。接着，我们给我们的类一个实例变量以保存端口，我们从该端口侦听进入的连接。缺省情况下，端口是 3000。

我们的类有一个

main()

方法和两个其它方法。稍后我们将探究这些方法的细节。现在您只需知道

acceptConnections()

将允许客户机连接到服务器以及

handleConnection()

与客户机

Socket

交互以将您所请求的文件的内容发送到客户机。



9. 实现 main()
这里我们实现

main()

方法，它将创建

RemoteFileServer

并告诉它接受连接：

Java代码


public static void main(String[] args) {
RemoteFileServer server = new RemoteFileServer();
server.acceptConnections();
}

[java]
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public static void main(String[] args) {
RemoteFileServer server = new RemoteFileServer();
server.acceptConnections();
}

服务器端的

main()

方法甚至比客户机端的更简单。我们实例化一个新

RemoteFileServer

，它将在缺省侦听端口上侦听进入的连接请求。然后我们调用

acceptConnections()

来告诉该 server 进行侦听。



10. 接受连接

这里我们实现

acceptConnections()

方法，它将创建一个

ServerSocket

并等待连接请求：

Java代码


public void acceptConnections() {
try {
ServerSocket server = new ServerSocket(listenPort);Socket incomingConnection = null;
while (true) {
incomingConnection = server.accept();
handleConnection(incomingConnection);
}
} catch (BindException e) {
System.out.println("Unable to bind to port " + listenPort);
} catch (IOException e) {
System.out.println("Unable to instantiate a ServerSocket on port: " + listenPort);
}
} <span>
</span>

[java]
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public void acceptConnections() {
try {
ServerSocket server = new ServerSocket(listenPort);Socket incomingConnection = null;
while (true) {
incomingConnection = server.accept();
handleConnection(incomingConnection);
}
} catch (BindException e) {
System.out.println("Unable to bind to port " + listenPort);
} catch (IOException e) {
System.out.println("Unable to instantiate a ServerSocket on port: " + listenPort);
}
} <span>
</span>

acceptConnections()

用欲侦听的端口号来创建

ServerSocket

。然后我们通过调用该

ServerSocket

的

accept()

来告诉它开始侦听。

accept()

方法将造成阻塞直到来了一个连接请求。此时，

accept()

返回一个新的

Socket

，这个

Socket

绑定到服务器上一个随机指定的端口，返回的

Socket

被传递给

handleConnection()

。请注意我们在一个无限循环中处理对连接的接受。这里不支持任何关机。

无论何时如果您创建了一个无法绑定到指定端口（可能是因为别的什么控制了该端口）的

ServerSocket

，Java 代码都将抛出一个错误。所以这里我们必须捕捉可能的

BindException

。就跟在客户机端上时一样，我们必须捕捉

IOException

，当我们试图在

ServerSocket

上接受连接时，它就会被抛出。请注意，您可以通过用毫秒数调用

setSoTimeout()

来为

accept()

调用设置超时，以避免实际长时间的等待。调用

setSoTimeout()

将使

accept()

经过指定占用时间后抛出

IOException

。



11. 处理连接

这里我们实现

handleConnection()

方法，它将用连接的流来接收输入和写输出：

Java代码


public void handleConnection(Socket incomingConnection) {
try {
OutputStream outputToSocket = incomingConnection.getOutputStream();
InputStream inputFromSocket = incomingConnection.getInputStream();

BufferedReader streamReader =
new BufferedReader(new InputStreamReader(inputFromSocket));

FileReader fileReader = new FileReader(new File(streamReader.readLine()));

BufferedReader bufferedFileReader = new BufferedReader(fileReader);
PrintWriter streamWriter =
new PrintWriter(incomingConnection.getOutputStream());
String line = null;
while ((line = bufferedFileReader.readLine()) != null) {
streamWriter.println(line);
}

fileReader.close();
streamWriter.close();
streamReader.close();
} catch (Exception e) {
System.out.println("Error handling a client: " + e);
}
}

[java]
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public void handleConnection(Socket incomingConnection) {
try {
OutputStream outputToSocket = incomingConnection.getOutputStream();
InputStream inputFromSocket = incomingConnection.getInputStream();

BufferedReader streamReader =
new BufferedReader(new InputStreamReader(inputFromSocket));

FileReader fileReader = new FileReader(new File(streamReader.readLine()));

BufferedReader bufferedFileReader = new BufferedReader(fileReader);
PrintWriter streamWriter =
new PrintWriter(incomingConnection.getOutputStream());
String line = null;
while ((line = bufferedFileReader.readLine()) != null) {
streamWriter.println(line);
}

fileReader.close();
streamWriter.close();
streamReader.close();
} catch (Exception e) {
System.out.println("Error handling a client: " + e);
}
}

跟在客户机中一样，我们用

getOutputStream()

和

getInputStream()

来获取与我们刚创建的

Socket

相关联的流。跟在客户机端一样，我们把

InputStream

包装进

BufferedReader

，把

OutputStream

包装进

PrintWriter

。在服务器端上，我们需要添加一些代码，用来读取目标文件和把内容逐行发送到客户机。这里是重要的代码：

Java代码


FileReader fileReader = new FileReader(new File(streamReader.readLine()));
BufferedReader bufferedFileReader = new BufferedReader(fileReader);
String line = null;
while ((line = bufferedFileReader.readLine()) != null) {
streamWriter.println(line);
}

[java]
view plaincopyprint?

FileReader fileReader = new FileReader(new File(streamReader.readLine()));
BufferedReader bufferedFileReader = new BufferedReader(fileReader);
String line = null;
while ((line = bufferedFileReader.readLine()) != null) {
streamWriter.println(line);
}

这些代码值得详细解释。让我们一点一点来看：

Java代码


FileReader fileReader = new FileReader(new File(streamReader.readLine()));

[java]
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FileReader fileReader = new FileReader(new File(streamReader.readLine()));

首先，我们使用

Socket

的

InputStream

的

BufferedReader

。我们应该获取一条有效的文件路径，所以我们用该路径名构造一个新

File

。我们创建一个新

FileReader

来处理读文件的操作。

Java代码


BufferedReader bufferedFileReader = new BufferedReader(fileReader);

[java]
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BufferedReader bufferedFileReader = new BufferedReader(fileReader);

这里我们把

FileReader

包装进

BufferedReader

以使我们能够逐行地读该文件。

接着，我们调用

BufferedReader

的

readLine()

。这个调用将造成阻塞直到有字节到来。我们获取一些字节之后就把它们放到本地的

line

变量中，然后再写出到客户机上。完成读写操作之后，我们就关闭打开的流。

请注意我们在完成从

Socket

的读操作之后关闭

streamWriter

和

streamReader

。您或许会问我们为什么不在读取文件名之后立刻关闭

streamReader

。原因是当您这样做时，您的客户机将不会获取任何数据。如果您在关闭

streamWriter

之前关闭

streamReader

，则您可以往

Socket

写任何东西，但却没有任何数据能通过通道（通道被关闭了）。

12. 总结一下服务器

在我们接着讨论另一个更实际的示例之前，让我们回顾一下创建和使用

ServerSocket

的步骤：

用一个您想让它侦听传入客户机连接的端口来实例化一个

ServerSocket

（如有问题则抛出

Exception

）。

调用

ServerSocket

的

accept()

以在等待连接期间造成阻塞。

获取位于该底层

Socket

的流以进行读写操作。

按使事情简单化的原则包装流。

对

Socket

进行读写。

关闭打开的流（并请记住，永远不要在关闭 Writer 之前关闭 Reader）。

附：

RemoteFileServer

的完整的代码清单

Java代码


import java.io.*;
import java.net.*;

public class RemoteFileServer {
int listenPort;
public RemoteFileServer(int aListenPort) {
listenPort = aListenPort;
}
public void acceptConnections() {
try {
ServerSocket server = new ServerSocket(listenPort);Socket incomingConnection = null;
while (true) {
incomingConnection = server.accept();
handleConnection(incomingConnection);
}
} catch (BindException e) {
System.out.println("Unable to bind to port " + listenPort);
} catch (IOException e) {
System.out.println("Unable to instantiate a ServerSocket on port: " + listenPort);
}
}
public void handleConnection(Socket incomingConnection) {
try {
OutputStream outputToSocket = incomingConnection.getOutputStream();
InputStream inputFromSocket = incomingConnection.getInputStream();

BufferedReader streamReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(inputFromSocket));

FileReader fileReader = new FileReader(new File(streamReader.readLine()));

BufferedReader bufferedFileReader = new BufferedReader(fileReader);
PrintWriter streamWriter = new PrintWriter(incomingConnection.getOutputStream());
String line = null;
while ((line = bufferedFileReader.readLine()) != null) {
streamWriter.println(line);
}

fileReader.close();
streamWriter.close();
streamReader.close();
} catch (Exception e) {
System.out.println("Error handling a client: " + e);
}
}
public static void main(String[] args) {
RemoteFileServer server = new RemoteFileServer(3000);
server.acceptConnections();
}
}

[java]
view plaincopyprint?

import java.io.*;
import java.net.*;

public class RemoteFileServer {
int listenPort;
public RemoteFileServer(int aListenPort) {
listenPort = aListenPort;
}
public void acceptConnections() {
try {
ServerSocket server = new ServerSocket(listenPort);Socket incomingConnection = null;
while (true) {
incomingConnection = server.accept();
handleConnection(incomingConnection);
}
} catch (BindException e) {
System.out.println("Unable to bind to port " + listenPort);
} catch (IOException e) {
System.out.println("Unable to instantiate a ServerSocket on port: " + listenPort);
}
}
public void handleConnection(Socket incomingConnection) {
try {
OutputStream outputToSocket = incomingConnection.getOutputStream();
InputStream inputFromSocket = incomingConnection.getInputStream();

BufferedReader streamReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(inputFromSocket));

FileReader fileReader = new FileReader(new File(streamReader.readLine()));

BufferedReader bufferedFileReader = new BufferedReader(fileReader);
PrintWriter streamWriter = new PrintWriter(incomingConnection.getOutputStream());
String line = null;
while ((line = bufferedFileReader.readLine()) != null) {
streamWriter.println(line);
}

fileReader.close();
streamWriter.close();
streamReader.close();
} catch (Exception e) {
System.out.println("Error handling a client: " + e);
}
}
public static void main(String[] args) {
RemoteFileServer server = new RemoteFileServer(3000);
server.acceptConnections();
}
}

一个多线程的示例

1. 介绍

前面的示例教给您基础知识，但并不能令您更深入。如果您到此就停止了，那么您一次只能处理一台客户机。原因是

handleConnection()

是一个阻塞方法。只有当它完成了对当前连接的处理时，服务器才能接受另一个客户机。在多数时候，您将需要（也有必要）一个多线程服务器。

要开始同时处理多台客户机，并不需要对

RemoteFileServer

作太多改变。事实上，要是我们前面讨论过待发（backlog），那我们就只需改变一个方法，虽然我们将需要创建一些新东西来处理进入的连接。这里我们还将向您展示

ServerSocket

如何处理众多等待（备份）使用服务器的客户机。本示例对线程的低效使用，所以请耐心点。

2. 接受（太多）连接

这里我们实现改动过的

acceptConnections()

方法，它将创建一个能够处理待发请求的

ServerSocket

，并告诉

ServerSocket

接受连接：

Java代码


public void acceptConnections() {
try {
ServerSocket server = new ServerSocket(listenPort, 5);Socket incomingConnection = null;
while (true) {
incomingConnection = server.accept();
handleConnection(incomingConnection);
}
} catch (BindException e) {
System.out.println("Unable to bind to port " + listenPort);
} catch (IOException e) {
System.out.println("Unable to instantiate a ServerSocket on port: " + listenPort);
}
}

[java]
view plaincopyprint?

public void acceptConnections() {
try {
ServerSocket server = new ServerSocket(listenPort, 5);Socket incomingConnection = null;
while (true) {
incomingConnection = server.accept();
handleConnection(incomingConnection);
}
} catch (BindException e) {
System.out.println("Unable to bind to port " + listenPort);
} catch (IOException e) {
System.out.println("Unable to instantiate a ServerSocket on port: " + listenPort);
}
}

新的 server 仍然需要

acceptConnections()

，所以这些代码实际上是一样的。突出显示的行表示一个重大的不同。对这个多线程版，我们现在可以指定客户机请求的最大数目，这些请求都能在实例化

ServerSocket

期间处于待发状态。如果我们没有指定客户机请求的最大数目，则我们假设使用缺省值 50。

这里是它的工作机制。假设我们指定待发数（backlog 值）是 5 并且有五台客户机请求连接到我们的服务器。我们的服务器将着手处理第一个连接，但处理该连接需要很长时间。由于我们的待发值是 5，所以我们一次可以放五个请求到队列中。我们正在处理一个，所以这意味着还有其它五个正在等待。等待的和正在处理的一共有六个。当我们的服务器仍忙于接受一号连接（记住队列中还有 2―6 号）时，如果有第七个客户机提出连接申请，那么，该第七个客户机将遭到拒绝。我们将在带有连接池服务器示例中说明如何限定能同时连接的客户机数目。



3. 处理连接：第 1 部分
这里我们将讨论

handleConnection()

方法的结构，这个方法生成一个新的

Thread

来处理每个连接。我们将分两部分讨论这个问题。这一屏我们将着重该方法本身，然后在下一屏研究该方法所使用的

ConnectionHandler

助手类的结构。

Java代码


public void handleConnection(Socket connectionToHandle) {
new Thread(new ConnectionHandler(connectionToHandle)).start();
}

[java]
view plaincopyprint?

public void handleConnection(Socket connectionToHandle) {
new Thread(new ConnectionHandler(connectionToHandle)).start();
}

我们对

RemoteFileServer

所做的大改动就体现在这个方法上。我们仍然在服务器接受一个连接之后调用

handleConnection()

，但现在我们把该

Socket

传递给

ConnectionHandler

的一个实例，它是

Runnable

的。我们用

ConnectionHandler

创建一个新

Thread

并启动它。

ConnectionHandler

的

run()

方法包含

Socket

读／写和读

File

的代码，这些代码原来在

RemoteFileServer

的

handleConnection()

中。



4. 处理连接：第 2 部分

这里是

ConnectionHandler

类的结构：

Java代码




import java.io.*;
import java.net.*;

public class ConnectionHandler implements Runnable{Socket socketToHandle;

public ConnectionHandler(Socket aSocketToHandle) {
socketToHandle = aSocketToHandle;
}

public void run() {
}
}

[java]
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import java.io.*;
import java.net.*;

public class ConnectionHandler implements Runnable{Socket socketToHandle;

public ConnectionHandler(Socket aSocketToHandle) {
socketToHandle = aSocketToHandle;
}

public void run() {
}
}

这个助手类相当简单。跟我们到目前为止的其它类一样，我们导入

java.net

和

java.io

。该类只有一个实例变量

socketToHandle

，它保存由该实例处理的

Socket

。

类的构造器用一个 Socket 实例作参数并将它赋给

socketToHandle

。

请注意该类实现了

Runnable

接口。实现这个接口的类都必须实现

run()

方法，我们的类就是这样做的。稍后我们将探究

run()

的细节。现在只需知道它将实际处理连接，所用的代码跟我们先前在

RemoteFileServer

类中看到的是一样的。

5. 实现 run()

这里我们实现

run()

方法，它将攫取我们的连接的流，用它来读写该连接，并在任务完成之后关闭它：

Java代码


public void run() {
try {
PrintWriter streamWriter = new PrintWriter(socketToHandle.getOutputStream());
BufferedReader streamReader =
new BufferedReader(new InputStreamReader(socketToHandle.getInputStream()));

String fileToRead = streamReader.readLine();
BufferedReader fileReader = new BufferedReader(new FileReader(fileToRead));

String line = null;
while ((line = fileReader.readLine()) != null)
streamWriter.println(line);

fileReader.close();
streamWriter.close();
streamReader.close();
} catch (Exception e) {
System.out.println("Error handling a client: " + e);
}
}

[java]
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public void run() {
try {
PrintWriter streamWriter = new PrintWriter(socketToHandle.getOutputStream());
BufferedReader streamReader =
new BufferedReader(new InputStreamReader(socketToHandle.getInputStream()));

String fileToRead = streamReader.readLine();
BufferedReader fileReader = new BufferedReader(new FileReader(fileToRead));

String line = null;
while ((line = fileReader.readLine()) != null)
streamWriter.println(line);

fileReader.close();
streamWriter.close();
streamReader.close();
} catch (Exception e) {
System.out.println("Error handling a client: " + e);
}
}

ConnectionHandler

的

run()

方法所做的事情就是

RemoteFileServer

上的

handleConnection()

所做的事情。首先，我们把

InputStream

和

OutputStream

分别包装（用

Socket

的

getOutputStream()

和

getInputStream()

）进

BufferedReader

和

PrintWriter

。然后我们用这些代码逐行地读目标文件：

Java代码


FileReader fileReader = new FileReader(new File(streamReader.readLine()));
BufferedReader bufferedFileReader = new BufferedReader(fileReader);
String line = null;
while ((line = bufferedFileReader.readLine()) != null) {
streamWriter.println(line);
}

[java]
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FileReader fileReader = new FileReader(new File(streamReader.readLine()));
BufferedReader bufferedFileReader = new BufferedReader(fileReader);
String line = null;
while ((line = bufferedFileReader.readLine()) != null) {
streamWriter.println(line);
}

请记住我们应该从客户机获取一条有效的文件路径，这样用该路径名构造一个新

File

，把它包装进

FileReader

以处理读文件的操作，然后把它包装进

BufferedReader

以让我们逐行地读该文件。我们在

while

循环中调用

BufferedReader

上的

readLine()

直到不再有要读的行。请记注，对

readLine()

的调用将造成阻塞，直到有字节来到为止。我们获取一些字节之后就把它们放到本地的

line

变量中，然后写出到客户机上。完成读写操作之后，我们关闭打开的流。



6. 总结一下多线程服务器

我们的多线程服务器研究完了。在我们接着讨论带有连接池示例之前，让我们回顾一下创建和使用“多线程版”的服务器的步骤：

修改

acceptConnections()

以用缺省为 50（或任何您想要的大于 1 的指定数字）实例化

ServerSocket

。

修改

ServerSocket

的

handleConnection()

以用

ConnectionHandler

的一个实例生成一个新的

Thread

。

借用

RemoteFileServer

的

handleConnection()

方法的代码实现

ConnectionHandler

类。

附：

MultithreadedRemoteFileServer

的完整代码清单

Java代码


import java.io.*;
import java.net.*;

public class MultithreadedRemoteFileServer {
protected int listenPort;
public MultithreadedRemoteFileServer(int aListenPort) {
listenPort = aListenPort;
}
public void acceptConnections() {
try {
ServerSocket server = new ServerSocket(listenPort, 5);Socket incomingConnection = null;
while (true) {
incomingConnection = server.accept();
handleConnection(incomingConnection);
}
} catch (BindException e) {
System.out.println("Unable to bind to port " + listenPort);
} catch (IOException e) {
System.out.println("Unable to instantiate a ServerSocket on port: " + listenPort);
}
}
public void handleConnection(Socket connectionToHandle) {
new Thread(new ConnectionHandler(connectionToHandle)).start();
}
public static void main(String[] args) {
MultithreadedRemoteFileServer server = new MultithreadedRemoteFileServer(3000);
server.acceptConnections();
}
}

[java]
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import java.io.*;
import java.net.*;

public class MultithreadedRemoteFileServer {
protected int listenPort;
public MultithreadedRemoteFileServer(int aListenPort) {
listenPort = aListenPort;
}
public void acceptConnections() {
try {
ServerSocket server = new ServerSocket(listenPort, 5);Socket incomingConnection = null;
while (true) {
incomingConnection = server.accept();
handleConnection(incomingConnection);
}
} catch (BindException e) {
System.out.println("Unable to bind to port " + listenPort);
} catch (IOException e) {
System.out.println("Unable to instantiate a ServerSocket on port: " + listenPort);
}
}
public void handleConnection(Socket connectionToHandle) {
new Thread(new ConnectionHandler(connectionToHandle)).start();
}
public static void main(String[] args) {
MultithreadedRemoteFileServer server = new MultithreadedRemoteFileServer(3000);
server.acceptConnections();
}
}

ConnectionHandler

的完整代码清单

Java代码


import java.io.*;
import java.net.*;

public class ConnectionHandler implements Runnable {
protected Socket socketToHandle;
public ConnectionHandler(Socket aSocketToHandle) {
socketToHandle = aSocketToHandle;
}
public void run() {
try {
PrintWriter streamWriter = new PrintWriter(socketToHandle.getOutputStream());
BufferedReader streamReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(socketToHandle.getInputStream()));

String fileToRead = streamReader.readLine();
BufferedReader fileReader = new BufferedReader(new FileReader(fileToRead));

String line = null;
while ((line = fileReader.readLine()) != null)
streamWriter.println(line);

fileReader.close();
streamWriter.close();
streamReader.close();
} catch (Exception e) {
System.out.println("Error handling a client: " + e);
}
}
}

[java]
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import java.io.*;
import java.net.*;

public class ConnectionHandler implements Runnable {
protected Socket socketToHandle;
public ConnectionHandler(Socket aSocketToHandle) {
socketToHandle = aSocketToHandle;
}
public void run() {
try {
PrintWriter streamWriter = new PrintWriter(socketToHandle.getOutputStream());
BufferedReader streamReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(socketToHandle.getInputStream()));

String fileToRead = streamReader.readLine();
BufferedReader fileReader = new BufferedReader(new FileReader(fileToRead));

String line = null;
while ((line = fileReader.readLine()) != null)
streamWriter.println(line);

fileReader.close();
streamWriter.close();
streamReader.close();
} catch (Exception e) {
System.out.println("Error handling a client: " + e);
}
}
}

一个带有连接池的示例

1. 介绍

我们现在已经拥有的

MultithreadedServer

每当有客户机申请一个连接时都在一个新

Thread

中创建一个新

ConnectionHandler

。这意味着可能有一捆

Thread

“躺”在我们周围。而且创建

Thread

的系统开销并不是微不足道的。如果性能成为了问题（也请不要事到临头才意识到它），更高效地处理我们的服务器是件好事。那么，我们如何更高效地管理服务器端呢？我们可以维护一个进入的连接池，一定数量的

ConnectionHandler

将为它提供服务。这种设计能带来以下好处：

它限定了允许同时连接的数目。
我们只需启动

ConnectionHandler

Thread

一次。

幸运的是，跟在我们的多线程示例中一样，往代码中添加“池”不需要来一个大改动。事实上，应用程序的客户机端根本就不受影响。在服务器端，我们在服务器启动时创建一定数量的

ConnectionHandler

，我们把进入的连接放入“池”中并让

ConnectionHandler

打理剩下的事情。这种设计中有很多我们不打算讨论的可能存在的技巧。例如，我们可以通过限定允许在“池”中建立的连接的数目来拒绝客户机。

请注意：我们将不会再次讨论

acceptConnections()

。这个方法跟前面示例中的完全一样。它无限循环地调用

ServerSocket

上的

accept()

并把连接传递到

handleConnection()

。



2. 创建PooledRemoteFileServer 类

这里是

PooledRemoteFileServer

类的结构：

Java代码


import java.io.*;
import java.net.*;
import java.util.*;

public classPooledRemoteFileServer {
protected int maxConnections;
protected int listenPort;
protected ServerSocket serverSocket;

publicPooledRemoteFileServer(int aListenPort, int maxConnections) {
listenPort = aListenPort;
this.maxConnections = maxConnections;
}
public static void main(String[] args) {
}
public void setUpHandlers() {
}
public void acceptConnections() {
}
protected void handleConnection(Socket incomingConnection) {
}
}

[java]
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import java.io.*;
import java.net.*;
import java.util.*;

public classPooledRemoteFileServer {
protected int maxConnections;
protected int listenPort;
protected ServerSocket serverSocket;

publicPooledRemoteFileServer(int aListenPort, int maxConnections) {
listenPort = aListenPort;
this.maxConnections = maxConnections;
}
public static void main(String[] args) {
}
public void setUpHandlers() {
}
public void acceptConnections() {
}
protected void handleConnection(Socket incomingConnection) {
}
}

请注意一下您现在应该熟悉了的

import

语句。我们给类以下实例变量以保存：

我们的服务器能同时处理的活动客户机连接的最大数目

进入的连接的侦听端口（我们没有指定缺省值，但如果您想这样做，并不会受到限制）

将接受客户机连接请求的

ServerSocket

类的构造器用的参数是侦听端口和连接的最大数目

我们的类有一个

main()

方法和三个其它方法。稍后我们将探究这些方法的细节。现在只须知道

setUpHandlers()

创建数目为

maxConnections

的大量

PooledConnectionHandler

，而其它两个方法则与我们前面已经看到的相似：

acceptConnections()

在

ServerSocket

上侦听传入的客户机连接，而

handleConnection

则在客户机连接一旦被建立后就实际处理它。



3. 实现 main()

这里我们实现需作改动的

main()

方法，该方法将创建能够处理给定数目的客户机连接的

PooledRemoteFileServer

，并告诉它接受连接：

Java代码


public static void main(String[] args) {
PooledRemoteFileServer server = newPooledRemoteFileServer(3000, 3);
server.setUpHandlers();
server.acceptConnections();
}

[java]
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public static void main(String[] args) {
PooledRemoteFileServer server = newPooledRemoteFileServer(3000, 3);
server.setUpHandlers();
server.acceptConnections();
}

我们的

main()

方法很简单。我们实例化一个新的

PooledRemoteFileServer

，它将通过调用

setUpHandlers()

来建立三个

PooledConnectionHandler

。一旦服务器就绪，我们就告诉它

acceptConnections()

。

4. 建立连接处理程序

Java代码


public void setUpHandlers() {
for (int i = 0; i < maxConnections; i++) {
PooledConnectionHandler currentHandler = new PooledConnectionHandler();
new Thread(currentHandler, "Handler " + i).start();
}
}

[java]
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public void setUpHandlers() {
for (int i = 0; i < maxConnections; i++) {
PooledConnectionHandler currentHandler = new PooledConnectionHandler();
new Thread(currentHandler, "Handler " + i).start();
}
}

setUpHandlers()

方法创建

maxConnections

（例如 3）个

PooledConnectionHandler

并在新

Thread

中激活它们。用实现了

Runnable

的对象来创建

Thread

使我们可以在

Thread

调用

start()

并且可以期望在

Runnable

上调用了

run()

。换句话说，我们的

PooledConnectionHandler

将等着处理进入的连接，每个都在它自己的

Thread

中进行。我们在示例中只创建三个

Thread

，而且一旦服务器运行，这就不能被改变。



5. 处理连接

这里我们实现需作改动的

handleConnections()

方法，它将委派

PooledConnectionHandler

处理连接：

Java代码


protected void handleConnection(Socket connectionToHandle) {
PooledConnectionHandler.processRequest(connectionToHandle);
}

[java]
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protected void handleConnection(Socket connectionToHandle) {
PooledConnectionHandler.processRequest(connectionToHandle);
}

我们现在叫

PooledConnectionHandler

处理所有进入的连接（

processRequest()

是一个静态方法）。

这里是

PooledConnectionHandler

类的结构：

Java代码




import java.io.*;
import java.net.*;
import java.util.*;

public class PooledConnectionHandler implements Runnable {
protected Socket connection;
protected static List pool = new LinkedList();

public PooledConnectionHandler() {
}
public void handleConnection() {
}
public static void processRequest(Socket requestToHandle) {
}
public void run() {
}
}

[java]
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import java.io.*;
import java.net.*;
import java.util.*;

public class PooledConnectionHandler implements Runnable {
protected Socket connection;
protected static List pool = new LinkedList();

public PooledConnectionHandler() {
}
public void handleConnection() {
}
public static void processRequest(Socket requestToHandle) {
}
public void run() {
}
}

这个助手类与

ConnectionHandler

非常相似，但它带有处理连接池的手段。该类有两个实例变量：

connection

是当前正在处理的

Socket

名为

pool

的静态

LinkedList

保存需被处理的连接

6. 填充连接池

这里我们实现

PooledConnectionHandler

上的

processRequest()

方法，它将把传入请求添加到池中，并告诉其它正在等待的对象该池已经有一些内容：

Java代码


public static void processRequest(Socket requestToHandle) {
synchronized (pool) {
pool.add(pool.size(), requestToHandle);
pool.notifyAll();
}
}

[java]
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public static void processRequest(Socket requestToHandle) {
synchronized (pool) {
pool.add(pool.size(), requestToHandle);
pool.notifyAll();
}
}

理解这个方法要求有一点关于 Java 的关键字

synchronized

如何工作的背景知识。我们将简要讲述一下线程。

先来看一些定义：

原子方法。在执行过程中不能被中断的方法（或代码块）
互斥锁。客户机欲执行原子方法时必须获得的单个“锁”

因此，当对象 A 想使用对象 B 的

synchronized

方法

doSomething()

时，对象 A 必须首先尝试获取对象 B 的互斥锁。是的，这意味着当对象 A 拥有该互斥锁时，没有其它对象可以调用对象 B 上任何其它

synchronized

方法。

synchronized

块是个稍微有些不同的东西。您可以同步任何对象上的一个块，而不只是在本身的某个方法中含有该块的对象。在我们的示例中，

processRequest()

方法包含有一个

pool

（请记住它是一个

LinkedList

，保存等待处理的连接池）的

synchronized

块。我们这样做的原因是确保没有别人能跟我们同时修改连接池。

既然我们已经保证了我们是唯一“涉水”池中的人，我们就可以把传入的

Socket

添加到

LinkedList

的尾端。一旦我们添加了新的连接，我们就用以下代码通知其它正在等待该池的

Thread

，池现在已经可用：

Java代码


pool.notifyAll();

[java]
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pool.notifyAll();

Object

的所有子类都继承这个

notifyAll()

方法。这个方法，连同我们下一屏将要讨论的

wait()

方法一起，就使一个

Thread

能够让另一个

Thread

知道一些条件已经具备。这意味着该第二个

Thread

一定正在等待那些条件的满足。

7. 从池中获取连接

这里我们实现

PooledConnectionHandler

上需作改动的

run()

方法，它将在连接池上等待，并且池中一有连接就处理它：

Java代码


public void run() {
while (true) {
synchronized (pool) {
while (pool.isEmpty()) {
try {
pool.wait();
} catch (InterruptedException e) {
return;
}
}
connection = (Socket) pool.remove(0);
}
handleConnection();
}
}

[java]
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public void run() {
while (true) {
synchronized (pool) {
while (pool.isEmpty()) {
try {
pool.wait();
} catch (InterruptedException e) {
return;
}
}
connection = (Socket) pool.remove(0);
}
handleConnection();
}
}

回想一下在前一屏讲过的：一个

Thread

正在等待有人通知它连接池方面的条件已经满足了。在我们的示例中，请记住我们有三个

PooledConnectionHandler

在等待使用池中的连接。每个

PooledConnectionHandler

都在它自已的

Thread

中运行，并通过调用

pool.wait()

产生阻塞。当我们的

processRequest()

在连接池上调用

notifyAll()

时，所有正在等待的

PooledConnectionHandler

都将得到“池已经可用”的通知。然后各自继续前行调用

pool.wait()

，并重新检查

while(pool.isEmpty())

循环条件。除了一个处理程序，其它池对所有处理程序都将是空的，因此，在调用

pool.wait()

时，除了一个处理程序，其它所有处理程序都将再次产生阻塞。恰巧碰上非空池的处理程序将跳出

while(pool.isEmpty())

循环并攫取池中的第一个连接：

Java代码


connection = (Socket) pool.remove(0);

[java]
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connection = (Socket) pool.remove(0);

处理程序一旦有一个连接可以使用，就调用

handleConnection()

处理它。

在我们的示例中，池中可能永远不会有多个连接，只是因为事情很快就被处理掉了。如果池中有一个以上连接，那么其它处理程序将不必等待新的连接被添加到池。当它们检查

pool.isEmpty()

条件时，将发现其值为假，然后就从池中攫取一个连接并处理它。

还有另一件事需注意。当

run()

拥有池的互斥锁时，

processRequest()

如何能够把连接放到池中呢？答案是对池上的

wait()

的调用释放锁，而

wait()

接着就在自己返回之前再次攫取该锁。这就使得池对象的其它同步代码可以获取该锁。

8. 处理连接：再一次

这里我们实现需做改动的

handleConnection()

方法，该方法将攫取连接的流，使用它们，并在任务完成之后清除它们：

Java代码


public void handleConnection() {
try {
PrintWriter streamWriter = new PrintWriter(connection.getOutputStream());
BufferedReader streamReader =
new BufferedReader(new InputStreamReader(connection.getInputStream()));

String fileToRead = streamReader.readLine();
BufferedReader fileReader = new BufferedReader(new FileReader(fileToRead));

String line = null;
while ((line = fileReader.readLine()) != null)
streamWriter.println(line);

fileReader.close();
streamWriter.close();
streamReader.close();
} catch (FileNotFoundException e) {
System.out.println("Could not find requested file on the server.");
} catch (IOException e) {
System.out.println("Error handling a client: " + e);
}
}

[java]
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public void handleConnection() {
try {
PrintWriter streamWriter = new PrintWriter(connection.getOutputStream());
BufferedReader streamReader =
new BufferedReader(new InputStreamReader(connection.getInputStream()));

String fileToRead = streamReader.readLine();
BufferedReader fileReader = new BufferedReader(new FileReader(fileToRead));

String line = null;
while ((line = fileReader.readLine()) != null)
streamWriter.println(line);

fileReader.close();
streamWriter.close();
streamReader.close();
} catch (FileNotFoundException e) {
System.out.println("Could not find requested file on the server.");
} catch (IOException e) {
System.out.println("Error handling a client: " + e);
}
}

跟在多线程服务器中不同，我们的

PooledConnectionHandler

有一个

handleConnection()

方法。这个方法的代码跟非池式的

ConnectionHandler

上的

run()

方法的代码完全一样。首先，我们把

OutputStream

和

InputStream

分别包装进（用

Socket

上的

getOutputStream()

和

getInputStream()

）

BufferedReader

和

PrintWriter

。然后我们逐行读目标文件，就象我们在多线程示例中做的那样。再一次，我们获取一些字节之后就把它们放到本地的

line

变量中，然后写出到客户机。完成读写操作之后，我们关闭

FileReader

和打开的流。



9. 总结一下带有连接池的服务器

我们的带有连接池的服务器研究完了。让我们回顾一下创建和使用“池版”服务器的步骤：

创建一个新种类的连接处理程序（我们称之为

PooledConnectionHandler

）来处理池中的连接。

修改服务器以创建和使用一组

PooledConnectionHandler

。

附：

PooledRemoteFileServer

的完整代码清单

Java代码


import java.io.*;
import java.net.*;
import java.util.*;

public classPooledRemoteFileServer {
protected int maxConnections;
protected int listenPort;
protected ServerSocket serverSocket;
publicPooledRemoteFileServer(int aListenPort, int maxConnections) {
listenPort = aListenPort;
this.maxConnections = maxConnections;
}
public void acceptConnections() {
try {
ServerSocket server = new ServerSocket(listenPort, 5);Socket incomingConnection = null;
while (true) {
incomingConnection = server.accept();
handleConnection(incomingConnection);
}
} catch (BindException e) {
System.out.println("Unable to bind to port " + listenPort);
} catch (IOException e) {
System.out.println("Unable to instantiate a ServerSocket on port: " + listenPort);
}
}
protected void handleConnection(Socket connectionToHandle) {
PooledConnectionHandler.processRequest(connectionToHandle);
}
public static void main(String[] args) {
PooledRemoteFileServer server = newPooledRemoteFileServer(3000, 3);
server.setUpHandlers();
server.acceptConnections();
}
public void setUpHandlers() {
for (int i = 0; i < maxConnections; i++) {
PooledConnectionHandler currentHandler = new PooledConnectionHandler();
new Thread(currentHandler, "Handler " + i).start();
}
}
}

[java]
view plaincopyprint?

import java.io.*;
import java.net.*;
import java.util.*;

public classPooledRemoteFileServer {
protected int maxConnections;
protected int listenPort;
protected ServerSocket serverSocket;
publicPooledRemoteFileServer(int aListenPort, int maxConnections) {
listenPort = aListenPort;
this.maxConnections = maxConnections;
}
public void acceptConnections() {
try {
ServerSocket server = new ServerSocket(listenPort, 5);Socket incomingConnection = null;
while (true) {
incomingConnection = server.accept();
handleConnection(incomingConnection);
}
} catch (BindException e) {
System.out.println("Unable to bind to port " + listenPort);
} catch (IOException e) {
System.out.println("Unable to instantiate a ServerSocket on port: " + listenPort);
}
}
protected void handleConnection(Socket connectionToHandle) {
PooledConnectionHandler.processRequest(connectionToHandle);
}
public static void main(String[] args) {
PooledRemoteFileServer server = newPooledRemoteFileServer(3000, 3);
server.setUpHandlers();
server.acceptConnections();
}
public void setUpHandlers() {
for (int i = 0; i < maxConnections; i++) {
PooledConnectionHandler currentHandler = new PooledConnectionHandler();
new Thread(currentHandler, "Handler " + i).start();
}
}
}

PooledConnectionHandler

的完整代码清单

Java代码


import java.io.*;
import java.net.*;
import java.util.*;

public class PooledConnectionHandler implements Runnable {
protected Socket connection;
protected static List pool = new LinkedList();
public PooledConnectionHandler() {
}
public void handleConnection() {
try {
PrintWriter streamWriter = new PrintWriter(connection.getOutputStream());
BufferedReader streamReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(connection.getInputStream()));

String fileToRead = streamReader.readLine();
BufferedReader fileReader = new BufferedReader(new FileReader(fileToRead));

String line = null;
while ((line = fileReader.readLine()) != null)
streamWriter.println(line);

fileReader.close();
streamWriter.close();
streamReader.close();
} catch (FileNotFoundException e) {
System.out.println("Could not find requested file on the server.");
} catch (IOException e) {
System.out.println("Error handling a client: " + e);
}
}
public static void processRequest(Socket requestToHandle) {
synchronized (pool) {
pool.add(pool.size(), requestToHandle);
pool.notifyAll();
}
}
public void run() {
while (true) {
synchronized (pool) {
while (pool.isEmpty()) {
try {
pool.wait();
} catch (InterruptedException e) {
return;
}
}
connection = (Socket) pool.remove(0);
}
handleConnection();
}
}
}

现实生活中的套接字

1. 介绍

我们到目前为止讨论过的示例已经涵盖了 Java 编程的套接字机制，但在“现实”的一些例子中如何使用它们呢？即便用了多线程和带有连接池，如此简单地使用套接字，在多数应用程序中仍然是不合适的。相反地，在构成您的问题域的模型的其它类中使用套接字可能是明智的。

最近我们在把一个应用程序从大型机／SNA 环境移植到 TCP/IP 环境时就是这样做的。该应用程序的工作是简化零售渠道（例如硬件商店）和金融机构之间的通信。我们的应用程序是中间人。同样地，它必须与一端的零售渠道和另一端的金融渠道通信。我们必须处理客户机通过套接字与服务器进行的交谈，我们还必须把域对象转换成套接字就绪的形式以进行传输。

我们不能在本教程中涵盖这个应用程序的所有细节，但我们将带您浏览一些高层概念。您可以据此对您自己的问题域做些推断。



2. 客户机端
在客户机端，我们系统中的主角是

Socket

、

ClientSocketFacade

和

StreamAdapter

。客户机端的 UML 如下图所示：





我们创建了一个

ClientSocketFacade

，它是

Runnable

的并且拥有一个

Socket

实例。我们的应用程序可以用一个特定的主机 IP 地址和端口号来实例化一个

ClientSocketFacade

，并在一个新

Thread

中运行它。

ClientSocketFacade

的

run()

方法调用

connect()

，

connect()

惰性初始化一个

Socket

。有了

Socket

实例，我们的

ClientSocketFacade

就调用自己的

receive()

，

receive()

将造成阻塞直到服务器在

Socket

上发送数据。一旦服务器发送数据，我们的

ClientSocketFacade

就将醒来并处理传入的数据。数据的发送是直接的。我们的应用程序可以通过用一个

StreamObject

调用

send()

方法来简单地告诉它的

ClientSocketFacade

把数据发送到服务器。

上述讨论中唯一遗漏的一个是

StreamAdapter

。当应用程序告诉

ClientSocketFacade

发送数据时，该 Facade 将委派

StreamAdapter

的实例处理有关操作。

ClientSocketFacade

委派

StreamAdapter

的同一个实例处理接收数据的操作。

StreamAdapter

把消息加工成最终格式并将它放到

Socket

的

OutputStream

上，并以逆过程处理从

Socket

的

InputStream

传入的消息。

例如，或许您的服务器需要知道发送中的消息的字节数。

StreamAdapter

可以在发送之前计算消息的长度并将它附加在消息的前端。当服务器接收消息时，同样的

StreamAdapter

能够剥离长度信息并读取正确数量的字节以构建一个

StreamReadyObject

。

3. 服务器端

服务器端的情形差不多：



我们把

ServerSocket

包装进

ServerSocketFacade

，

ServerSocketFacade

是

Runnable

的并且拥有一个

ServerSocket

实例。我们的应用程序可以用一个特定的服务器端侦听端口和客户机连接的最大允许数目（缺省值是 50）来实例化一个

ServerSocketFacade

。应用程序然后在一个新

Thread

中运行 Facade 以隐藏

ServerSocket

的交互操作细节。

ServerSocketFacade

上的

run()

方法调用

acceptConnections()

，

acceptConnections()

创建一个新的

ServerSocket

，并调用

ServerSocket

上的

accept()

以造成阻塞直到有客户机请求一个连接。每当有客户机请求连接，我们的

ServerSocketFacade

就醒来并通过调用

handleSocket()

来把

accept()

返回的新

Socket

传递给

SocketHandler

的实例。

SocketHandler

的分内工作是处理从客户机到服务器的新通道。

4. 业务逻辑

一旦我们正确布置了这些

Socket

Facade，实现应用程序的业务逻辑就变得容易多了。我们的应用程序使用

ClientSocketFacade

的一个实例来在

Socket

上把数据发送到服务器并取回响应。应用程序负责把我们的域对象转换成

ClientSocketFacade

理解的格式并根据响应构建域对象。



5. 发送消息到服务器

下图显示我们的应用程序发送消息的 UML 交互作用图：



为简单起见，我们未显示

aClientSocketFacade

向它的

Socket

实例请求其

OutputStream

的交互作用（用

getOutputStream()

方法）。一旦我们有了一个

OutputStream

引用，我们就如图所示那样与它交互。请注意

ClientSocketFacade

对我们的应用程序隐藏了套接字交互作用的低级细节。我们的应用程序与

aClientSocketFacade

交互，而不与任何更低级类交互，这些类使把字节放到

Socket OutputStream

上更容易。

6. 接收来自服务器的消息

下图显示我们的应用程序接收消息的 UML 交互作用图：



请注意我们的应用程序在一个

Thread

中运行

aClientSocketFacade

。当

aClientSocketFacade

启动时，它告诉自己在自己的

Socket

实例的

InputStream

上进行

receive()

。

receive()

方法调用

InputStream

自身的

read(byte[])

。

read([])

方法将造成阻塞直到它接收到数据，并把在

InputStream

接收到的数据放到一个 byte 数组中。当数据到来时，

aClientSocketFacade

用

aStreamAdapter

和

aDomainAdapter

构造（最终地）应用程序能够使用的域对象。接着它把该域对象传回给应用程序。再一次，我们的

ClientSocketFacade

对应用程序隐藏了更低级细节，从而简化了应用层。

总结

Java 语言简化了套接字在应用程序中的使用。它的基础实际上是

java.net

包中的

Socket

和

ServerSocket

类。一旦您理解了表象背后发生的情况，就能容易地使用这些类。在现实生活中使用套接字只是这样一件事，即通过贯彻优秀的 OO 设计原则来保护应用程序中各层间的封装。我们为您展示了一些有帮助的类。这些类的结构对我们的应用程序隐藏了

Socket

交互作用的低级细节 ― 使应用程序能只使用可插入的

ClientSocketFacade

和

ServerSocketFacade

。在有些地方（在 Facade 内），您仍然必须管理稍显杂乱的字节细节，但您只须做一次就可以了。更好的是，您可以在将来的项目中重用这些低级别的助手类。