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socket系列之服务器端socket——ServerSocket类

简介: 一般地,Socket可分为TCP套接字和UDP套接字,再进一步,还可以被分为服务器端套接字跟客户端套接字。这节我们先关注TCP套接字的服务器端socket,Java中ServerSocket类与之相对应,这个类主要用于如何在服务器端创建一个套接字服务,建立一个通信终端,被动地等待客户端的连接,一旦有数据进入被监听的端口,这个类将能接收这些数据。
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一般地,Socket可分为TCP套接字和UDP套接字,再进一步,还可以被分为服务器端套接字跟客户端套接字。这节我们先关注TCP套接字的服务器端socket,Java中ServerSocket类与之相对应,这个类主要用于如何在服务器端创建一个套接字服务,建立一个通信终端,被动地等待客户端的连接,一旦有数据进入被监听的端口,这个类将能接收这些数据。
ServerSocket类位于java.net包中,它有很多方法,包括创建socket实例、绑定端口,阻塞接收连接等。一般服务器按以下几步进行工作:
① 建一个ServerSocket实例,绑定监听指定的本地端口,这样服务器套接字就能接收指定端口的连接。
② ServerSocket实例调用accept()方法进行阻塞,获取下一个客户端连接,如果有客户端连接则创建一个socket并返回。
③ 对②返回的socket进行处理,一般使用socket实例的InputStream对象跟OutputStream对象与客户端进行通信。
④ 通信完后,使用socket的close方法关闭客户端套接字连接。
⑤ 循环执行②到④,不断接收下一个客户端连接。
Serversocket到底是如何进行工作的?底层究竟是怎么运作的?应用层的操作是怎样反应到系统底层的?图2-3-2-2试图说明ServerSocket的工作原理。以虚线分割,上层为应用层,下层为系统底层。整个流程可以分为以下几步:
(1)利用ServerSocket的构造函数创建一个ServerSocket实例,传入端口号,即是监听的端口号。
(2)接着ServerSocket实例会进行阻塞操作,初始化底层socket并将进行监听。
(3)创建socket底层数据结构,这个socket初始状态为关闭。
(4)填入应用层传入的端口号并且设置socket状态为监听状态。
(5)服务器端开始监听客户端的访问。
(6)客户端访问时经过三次握手完成连接,准备接收socket连接。
(7)为该连接创建一个新的套接字数据结构,根据到来的分组报文设置远程端口跟远程IP。由于是完成了三次握手了,所以把状态设置为连接建立。
(8)建立好连接的底层套接字数据结构会被放到一个队列缓冲区,供应用层读取。
(9)Serversocket实例调用accept()方法后,即开始轮询上面的队列缓冲区,一旦队列中有新的连接,则马上创建并返回一个应用层的socket实例。
(10)如此进行工作,等待客户端的访问,直到Serversocket实例关闭。

 
图2-3-2-2 ServerSocket底层工作原理

由此看来,创建一个Serversocket实例,其实就是创建一个socket,并向TCP/IP协议栈声明对某一端口的占有,同时监听此端口, 在系统Socket层会将所有发往此端口的数据包缓存到一个区域,而Serversocket的accept()方法其实就是不断获取缓存区域的socket,在应用层表现为每当有一个连接,就能获取一个socket。



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