Java网络编程学习笔记（五）客户端Socket

使用Socket

Socket是两台主机之间的一个连接。它可以完成7个基本操作：

• 连接远程机器。
• 发送数据。
• 接受数据。
• 关闭连接。
• 绑定端口。
• 监听入站数据。
• 在绑定端口上接受来自远程机器的连接。

Java的Socket类（客户端和服务端都可以使用）提供了前4个操作的方法。后面3个操作仅服务器需要，即等待客户端的连接，这些操作由ServerSocket类实现。

构造和连接Socket

java.net.Socket类是Java完成客户端TCP操作的基础类。其他建立TCP网络连接的面向客户端的类（如URL、URLConnection、Applet和JEditorPane）最终都会调用这个类的方法。

设置超时时间

强烈推荐使用setSoTimeOut()方法为连接设置一个超时时间。超时时间按毫秒度量，所以下面这个语句设置socket在15秒无响应之后超时：

socket.setSoTimeOut(15000);

对于一个本地内部网服务器来说，15秒的响应时间太长了，但是对于一个负载很大的公共服务器（如time.nist.gov），这个时间则很短。一旦打开socket并设置其超时时间，可以调用getInputStream() 来返回一个InputStream，用它从socket读取字节。

基本构造函数

每个Socket构造函数指定要连接的主机和端口。主机可以指定为InetAddress或String。远程端口指定为1到65535之间的int值：

public Socket(String host, int port) throws UnknownHostException, IOExceptionpublic Socket(InetAddress host, int port) throws IOException

这些构造函数会连接socket，即在构造函数返回之前，会与远程主机建立一个活动的网络连接。

选择从哪个本地接口连接

有两个Socket构造函数可以指定要连接的主机和端口，以及从哪个接口和端口连接：

public Socket(String host, int port, InetAddress interface, int localPort) throws IOException, UnknownHostExceptionpublic Socket(InetAddress host, int port, InetAddress interface, int localPort) throws IOException

这个Socket连接到前两个参数中指定的主机和端口。它从后两个参数指定的本地网络接口和端口来连接。

构造但不连接

如果没有为Socket构造函数提供任何参数，它就没有目标主机可以连接：

public Socket()

可以以后再为某个connect()方法传入一个SocketAddress来建立连接。

Socket地址

SocketAddress类（一个空的抽象类）表示一个连接端点。当前只支持TCP/IP Socket。实际使用的Socket地址都是InetSocketAddress的实例。SocketAddress类的主要用途是为暂时的socket连接信息（如IP地址和端口）提供一个方便的储存。Socket类提供了两个返回SocketAddress对象的方法：

public SocketAddress getRemoteSocketAddress()public SocketAddress getLocalSocketAddress()

getRemoteSocketAddress()返回所连接系统的地址，getLocalSocketAddress()返回发起连接的地址，如果Socket尚未连接，则这两个方法都返回null。通常会用一个主机和一个端口（对于客户端）或者只使用一个端口（对于服务器）来创建InetSocketAddress类（SocketAddress唯一的子类）：

public InetSocketAddress(InetAddress address, int port)public InetSocketAddress(String host, int port)public InetSocketAddress(int port)

还可以使用该静态工厂类方法从而不再在DNS中查找主机：

public static InetSocketAddress createUnresolved(String host, int port)

InetSocketAddress提供了一些获取方法，可以用来检查这个对象：

public final InetAddress getAddress()public final int getPort()public final String getHostName()

代理服务器

最后一个构造函数创建一个未连接的Socket，它通过一个指定的代理的服务器连接：

public Socket(Proxy proxy)

一般情况下，Socket使用的代理服务器由socksProxyHost和socksProxyPort系统属性控制，这些属性应用于系统中的所有Socket。但是构造函数创建的socket会使用指定的代理服务器。最值得一提的是，可以为参数传入Proxy.NO_PROXY，完全绕过所有代理服务器，而直接连接远程主机。

获取Socket的信息

Socket对象有一些属性可以通过获取方法来访问：

public InetAddress getInetAddress()     // 访问远程地址public int getPort()                    // 访问远程端口public InetAddress getLocalAddress()    // 访问本地地址public int getLocalPort()               // 访问本地端口

如果连接现在是关闭的，getInetAddress()和getPort()方法则给出Socket连接时所连接的主机和端口。

关闭还是连接

• isClosed()
  如果socket关闭，该方法会返回true。不过，这不是一个万全的测试。如果Socket从一开始从未连接，该方法也会返回false。

• isConnected()
  该方法会指出Socket是否从未连接过一个远程主机。要查看一个Socket当前是否打开，需要检查两个条件，首先isConnected()要返回true，另外isClosed()要返回false。

• isBound()
  该方法会告诉你Socket是否成功地绑定到本地系统上的出站端口。

toString()

Socket类只覆盖了java.lang.Object中的一个标准方法：toString()。toString()方法会生成一个类似这样的字符串：

Socket[addr=www.oreilly.com/198.112.208.11,port=80,localport=50055]

该方法主要用于调试，不过不要依赖这个格式，将来格式可能会改变。

设置Socket选项

• TCP_NODELAY

public void setTcpNoDelay(boolean on) throws SocketExceptionpublic boolean getTcpNoDelay() throws SocketException

设置TCP_NODELAY为true可确保包会尽快地发送，而无论包的大小。如果远程系统没有足够快地将确认发送回本地系统，那么依赖于小数据量信息稳定传输的应用程序会变得很慢。因此，这个选项在游戏或网络计算机应用程序（服务器需要实时跟踪客户端鼠标的移动）中很重要。

• SO_LINGER

public void setSoLinger(boolean on, int seconds) throws SocketExceptionpublic int getSoLinger() throws SocketException

SO_LINGER选项指定了Socket关闭时如何处理尚未发送的数据报。默认情况下，close()方法将其立即返回，但系统仍会尝试发送剩余的数据。如果SO_LINGER打开而且延时设置为任意正数，close()方法会阻塞，等待发送数据和接收确认。

• SO_TIMEOUT

public void setSoTimeOut(int millisceonds) throws SocketExceptionpublic int getSoTimeOut() throws SocketException

正常情况下，尝试从Socket读取数据时，read()调用会阻塞尽可能长的时间来得到足够的字节。设置SO_TIMEOUT可以确保这次调用阻塞的时间不会超过某个固定的毫秒数。当时间到期时就会抛出一个InterruptedIOException异常，你应当准备好捕获这个异常。不过，Socket仍然是连接的，下一次调用可能会成功。超时时间按毫秒给出，0被解释为无限超时，这是默认值。

• SO_RCVBUF和SO_SNDBUF

TCP使用缓冲区提升网络性能。较大的缓冲区会提升快速连接的性能，而较慢的连接利用较小的缓冲区会有更好的表现。

public void setReceiveBufferSize(int size) throws SocketException, IllegalArgumentExceptionpublic int getReceiveBufferSize() throws SocketExceptionpublic void setSendBufferSize(int size) throws SocketException, IllegalArgumentExceptionpublic int getSendBufferSize() throws SocketException

尽管看起来应该能独立地设置发送和接收缓冲区，但实际上缓冲区通常会设置为二者中较小的一个。不过，底层实现完全可以忽略或调整这个建议。不过，大多数情况下，除非网络在某个方向上负载过大，否则默认值就很合适。

• SO_KEEPALIVE

public void setKeepAlive(boolean on) throws SocketExceptionpublic boolean getKeepAlive() throws SocketException

如果打开了SO_KEEPALIVE，客户端偶尔会通过一个空闲连接发送一个数据包（一般两小时一次），以确保服务器未崩溃。

• OOBINLINE

下面的这个方法几乎会立即发送参数中的最低字节。

public void sendUrgentData(int data) throws IOException

默认情况下，Java会忽略从Socket接收的紧急数据。不过，如果你希望接收正常数据中的紧急数据，就需要使用下面的方法设置OOBINLINE选项为true：

public void setOOBInline(boolean on) throws SocketExceptionpublic boolean getOOBInline() throws SocketException

Java不区分紧急数据和非紧急数据，这使它不能理想地发挥作用，不过如果有一个特定字节对你的程序有特殊含义，而且从不出现在常规的输入流中，这就能让你更快地发送这个字节。

• SO_REUSEADDR

如果开启SO_REUSEADDR（默认为关闭），就允许另一个Socket绑定到一个刚刚关闭但未释放的端口，即使此时仍有可能存在前一个Socket未接收的数据。

public void setReuseAddress(boolean on) throws SocketExceptionpublic boolean getReuseAddress() throws SocketException

• IP_TOS服务类型

服务器类型储存在IP首部中一个名为IP_TOS的8位字段中。Java允许你使用下面两个方法检查和设置Socket放在这个字段中的值：

public int getTrafficClass() throws SocketExceptionpublic void setTrafficClass(int trafficClass) throws SocketException

在21世纪的TCP栈中，这个字节的高6位包含一个差分服务代码点（Differentiated Services Code Point， DSCP）值，低两位包含一个显式拥塞通知（Explicit Congestion Notification，ECN）值。作为表达偏好的另一种方法，setPerformancePreferences()方法为连接时间、延迟和带宽指定相对优先性。