Socket 連接建立過程

阻塞模式下：

1，客戶端向服務器端發起請求建立連接時，服務器端只需要運行到

serverSocket = new ServerSocket(port,3);

客戶端注冊的  SelectionKey.OP_CONNECT 事件就能夠發生。

也就是說，不需要等到服務器端執行到

socket = serverSocket.accept();

客戶端注冊的SelectionKey.OP_CONNECT 通過 select()查詢時就返回一個 大於 0 的值了。

 

2，server端未執行到

  serverSocket = new ServerSocket(port,3);

時，client端執行了

socket.connect(new InetSocketAddress(host, port));

時，拋出異常：Exception in thread "main" java.net.ConnectException: Connection refused: connect

 

3，server端執行了

 serverSocket = new ServerSocket(port,3);

之后，client端執行

socket.connect(new InetSocketAddress(host, port));

System.out.println("connection accepted " + socket.getInetAddress() + ":" + socket.getPort());

時，能成功執行，且輸出：connection accepted localhost/127.0.0.1:8000

然后client 能夠給server發送數據。但只有到server執行了 accpet()后，才能受理client的數據。

 

4，關於SocketChannel類的connect()方法作用

當SocketChannel工作於非阻塞模式下時，調用connect()時會立即返回：如果連接建立成功則返回的是true(比如連接localhost時，能立即建立起連接)，否則返回false。在非阻塞模式下，返回false后，必須要在隨后的某個地方調用finishConnect()方法完成連接。

當SocketChannel處於阻塞模式下時，調用connect()時會進入阻塞，直至連接建立成功或者發生IO錯誤時，才從阻塞狀態中退出。

 

5，Selector.select()方法從阻塞狀態返回的詳細過程 和 ServerSocket.accpet()方法從阻塞狀態返回的過程

select()方法：如果事件注冊或者已經注冊的事件沒有發生。調用select()方法的線程將會被阻塞。該線程可以通過如下方法退出阻塞狀態：

①其他線程執行了同一個Selector的wakeup()方法將之喚醒，在這種情況下，select()返回值為0。表明它是被wakeup()喚醒的，而不是因為有注冊的事件發生了而喚醒的。

②注冊到Selector上的事件發生了。此時，線程也會從阻塞狀態中退出，並且select()方法返回一個非0值，代表發生的事件的數目。

參考一段代碼：

while(!shutdown){
                try{
                    registerTargets();
                    if(selector.select() > 0)
                        processSelectedKeys();
                }catch(Exception e){
                    e.printStackTrace();
                }
            }

假設線程A執行到第4行的if語句中的select()方法時，進入了阻塞狀態：

如果另外一個線程執行 selector.wakeup() 。該線程(線程A)將會被喚醒，然后select()方法返回一個0值(表示沒有注冊的事件發生)，執行if判斷，if語句就會不成立，繼續下一輪while循環。-----先從select()方法中返回，再執行if判斷----“驗證了程序總是從段點處往下執行的！！！”

 

accept()方法從阻塞狀態返回的具體細節---假設通道工作在阻塞模式。

當serverSocketChannel.acppet()執行時，若此時沒有連接請求到來(准確地說應該是：操作系統管理的連接請求隊列為空)，線程就會進入阻塞狀態。直到下面情況時，從阻塞狀態返回：

①被其他線程中斷了--不詳細討論

②連接請求到來了(操作系統管理的連接請求隊列中有數據了)，線程從accept()退出阻塞狀態的同時返回一個SocketChannel對象。這個對象就表示：從客戶端到服務器端建立起的一條TCP連接。

 

6，當Selector中注冊的事件發生時，底層發生了什么操作？

以OP_ACCEPT事件為例討論：JDK中關於該事件的注釋如下：

Suppose that a selection key's interest set contains OP_ACCEPT at the start of a selection operation. If the selector detects that the corresponding server-socket channel is ready to accept another connection, or has an error pending, then it will add OP_ACCEPT to the key's ready set and add the key to its selected-key set.

首先，selection key的感興趣的集合中要包含OP_ACCEPT，也即，要把OP_ACCEPT事件注冊到Selector中，代碼如下：

serverSocketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);

其次，注冊了之后，由selector來 detect---檢測 相應的 server-socket 通道是否已經准備好接收其他的連接請求，如果准備好了：

就會把OP_ACCEPT添加到這個SelectionKey對象的 就緒事件集合(ready set)中，同時，再把這個SelectionKey對象添加到已選擇的Key集合(selected-key set)中。

注意：上面的過程涉及到了兩個集合：一個是事件的集合，另一個是SelectionKey對象的集合。明顯這兩個集合是不同的。事件一共只有如下四種：

public static final int OP_ACCEPT = 1 << 4;
public static final int OP_CONNECT = 1 << 3;
public static final int OP_CONNECT = 1 << 3;
public static final int OP_WRITE = 1 << 2;

事件的集合是附屬在某個SelectionKey對象上的。也即，一個SelectionKey對象就擁有一個事件集合。

SelectionKey集合分以下三種：

已注冊的鍵的集合(Registered key set)
已選擇的鍵的集合(Selected key set)
已取消的鍵的集合(Cancelled key set)

如上面所說，如果selector檢測到了通道准備好了接收其他的連接請求，就會把相應的SelectionKey對象添加到已選擇的鍵集合中。