Socket中的異常和參數設置

1.常見異常

1.java.net.SocketTimeoutException . 這個異 常比較常見，socket 超時。一般有 2 個地方會拋出這個，一個是 connect 的 時 候 ， 這 個 超 時 參 數 由connect(SocketAddress endpoint,int timeout) 中的后者來決定，還有就是 setSoTimeout(int timeout)，這個是設定讀取的超時時間。它們設置成 0 均表示無限大。

2.java.net.BindException:Address already in use: JVM_Bind 。 該異常發生在服務 端進行new ServerSocket(port) 或者 socket.bind(SocketAddress bindpoint)操作時。

原因:與 port 一樣的一個端口已經被啟動，並進行監聽。此時用 netstat –an 命令，可以看到一個 Listending 狀態的端口。只需要找一個沒有被占用的端口就能解決這個問題。

3.java.net.ConnectException: Connection refused: connect。該異常發生在客戶端進行new Socket(ip, port)或者 socket.connect(address,timeout)操作時，

原 因:指定 ip 地址的機器不能找到（也就是說從當前機器不存在到指定 ip 路由），或者是該 ip 存在，但找不到指定的端口進行監聽。應該首先檢查客戶端的 ip 和 port是否寫錯了，假如正確則從客戶端 ping 一下服務器看是否能 ping 通，假如能 ping 通（服務服務器端把 ping 禁掉則需要另外的辦法），則 看在服務器端的監聽指定端口的程序是否啟動。

4.java.net.SocketException: Socket is closed ，該異常在客戶端和服務器均可能發生。異常的原因是己方主動關閉了連接后（調用了 Socket 的 close 方法）再對網絡連接進行讀寫操作。

5.java.net.SocketException: Connection reset 或者Connect reset by peer:Socket write error。 該異常在客戶端和服務器端均有可能發生，引起該異常的原因有兩個，第一個就是假如一端的 Socket 被關閉（或主動關閉或者因為異常退出而引起的關閉）， 另一端仍發送數據，發送的第一個數據包引發該異常(Connect reset by peer)。另一個是一端退出，但退出時並未關閉該連接，另一端假如在從連接中讀數據則拋出該異常（Connection reset）。簡單的說就是在連接斷開后的讀和寫操作引起的。

對於服務器，一般的原因可以認為：

a) 服務器的並發連接數超過了其承載量，服務器會將其中一些連接主動 Down 掉.

b) 在數據傳輸的過程中，瀏覽器或者接收客戶端關閉了，而服務端還在向客戶端發送數據。

6.java.net.SocketException: Broken pipe。 該異常在客戶端和服務器均有可能發生。在拋出SocketExcepton:Connect reset by peer:Socket write error 后，假如再繼續寫數據則拋出該異常。前兩個異常的解決方法是首先確保程序退出前關閉所有的網絡連接，其次是要檢測對方的關閉連接操作，發現對方 關閉連接后自己也要關閉該連接。

對於 4 和 5 這兩種情況的異常，需要特別注意連接的維護。在短連接情況下還好，如果是長連接情況，對於連接狀態的維護不當，則非常容易出現異常。基本上對長連接需要做的就是：

a) 檢測對方的主動斷連（對方調用了 Socket 的 close 方法）。因為對方主動斷連，另一方如果在進行讀操作，則此時的返回值是-1。所以一旦檢測到對方斷連，則主動關閉己方的連接（調用 Socket 的 close 方法）。

b) 檢測對方的宕機、異常退出及網絡不通,一般做法都是心跳檢測。雙方周期性的發送數據給對方，同時也從對方接收“心跳數據”，如果連續幾個周期都沒有收到 對方心跳，則可以判斷對方或者宕機或者異常退出或者網絡不通，此時也需要主動關閉己方連接；如果是客戶端可在延遲一定時間后重新發起連接。雖然 Socket 有一個keep alive 選項來維護連接，如果用該選項，一般需要兩個小時才能發現對方的宕機、異常退出及網絡不通。

7.java.net.SocketException: Too many open files

原因: 操作系統的中打開文件的最大句柄數受限所致，常常發生在很多個並發用戶訪問服務器的時候。因為為了執行每個用戶的應用服務器都要加載很多文件(new 一個socket 就需要一個文件句柄)，這就會導致打開文件的句柄的缺乏。

解決方式：

a) 盡量把類打成 jar 包，因為一個 jar 包只消耗一個文件句柄，如果不打包，一個類就消耗一個文件句柄。

b) java 的 GC 不能關閉網絡連接打開的文件句柄，如果沒有執行 close()則文件句柄將一直存在，而不能被關閉。

也可以考慮設置 socket 的最大打開 數來控制這個問題。對操作系統做相關的設置，增加最大文件句柄數量。

ulimit -a 可以查看系統目前資源限制，ulimit -n 10240 則可以修改，這個修改只對當前窗口有效。

2.常見參數設置

backlog:用於ServerSocket，配置ServerSocket的最大客戶端等待隊列。等待隊列的意思，先看下面代碼

public class Main {
 public static void main(String[] args) throws Exception {
 int port = 8999;
 int backlog = 2;
 ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(port, backlog);
 Socket clientSock = serverSocket.accept();
 System.out.println("revcive from " + clientSock.getPort());
 while (true) {
 byte buf[] = new byte[1024];
 int len = clientSock.getInputStream().read(buf);
 System.out.println(new String(buf, 0, len));
 }
 }
}

這段測試代碼在第一次處理一個客戶端時，就不會處理第二個客戶端，所以除了第一個客戶端，其他客戶端就是等待隊列了。所以這個服務器最多可以同時連接3個客戶端，其中2個等待隊列。大家可以telnet localhost 8999測試下。這個參數設置為-1表示無限制，默認是50個最大等待隊列，如果設置無限制，那么你要小心了，如果你服務器無法處理那么多連接，那么當很多客戶端連到你的服務器時，每一個TCP連接都會占用服務器的內存，最后會讓服務器崩潰的。另外，就算你設置了backlog為10，如果你的代碼中是一直Socket clientSock = serverSocket.accept(),假設我們的機器最多可以同時處理100個請求，總共有100個線程在運行，然后你把在100個線程的線程池處理clientSock，不能處理的clientSock就排隊，最后clientSock越來越多，也意味着TCP連接越來越多，也意味着我們的服務器的內存使用越來越高(客戶端連接進程，肯定會發送數據過來，數據會保存到服務器端的TCP接收緩存區)，最后服務器就宕機了。所以如果你不能處理那么多請求，請不要循環無限制地調用serverSocket.accept(),否則backlog也無法生效。如果真的請求過多，只會讓你的服務器宕機(相信很多人都是這么寫，要注意點)

TcpNoDelay:禁用納格算法，將數據立即發送出去。納格算法是以減少封包傳送量來增進TCP/IP網絡的效能，當我們調用下面代碼，如:

Socket socket = new Socket();  
socket.connect(new InetSocketAddress(host, 8000)); 
InputStream in = socket.getInputStream(); 
OutputStream out = socket.getOutputStream(); 
String head = "hello "; 
String body = "world\r\n"; 
out.write(head.getBytes()); 
out.write(body.getBytes()); 

我們發送了hello，當hello沒有收到ack確認(TCP是可靠連接，發送的每一個數據都要收到對方的一個ack確認，否則就要重發)的時候，根據納格算法，world不會立馬發送，會等待，要么等到ack確認(最多等100ms對方會發過來的)，要么等到TCP緩沖區內容>=MSS，很明顯這里沒有機會，我們寫了world后再也沒有寫數據了，所以只能等到hello的ack我們才會發送world，除非我們禁用納格算法，數據就會立即發送了。

SoLinger:當我們調用socket.close()返回時，socket已經write的數據未必已經發送到對方了，例如

Socket socket = new Socket();  
socket.connect(new InetSocketAddress(host, 8000)); 
InputStream in = socket.getInputStream(); 
OutputStream out = socket.getOutputStream(); 
String head = "hello "; 
String body = "world\r\n"; 
out.write(head.getBytes()); 
out.write(body.getBytes()); 
socket.close();

這里調用了socket.close()返回時,hello和world未必已經成功發送到對方了，如果我們設置了linger而不小於0，如:

bool on = true;
int linger = 100;
....
socket.setSoLinger(boolean on, int linger)
......
socket.close();

那么close會等到發送的數據已經確認了才返回。但是如果對方宕機，超時，那么會根據linger設定的時間返回。

UrgentData和OOBInline

TCP的緊急指針，一般都不建議使用，而且不同的TCP/IP實現，也不同，一般說如果你有緊急數據寧願再建立一個新的TCP/IP連接發送數據，讓對方緊急處理。

所以這兩個參數，你們可以忽略吧，想知道更多的，自己查下資料。

SoTimeout

設置socket調用InputStream讀數據的超時時間，以毫秒為單位，如果超過這個時候，會拋出java.net.SocketTimeoutException。

 KeepAlive

keepalive不是說TCP的長連接，當我們作為服務端，一個客戶端連接上來，如果設置了keeplive為true，當對方沒有發送任何數據過來，超過一個時間(看系統內核參數配置)，那么我們這邊會發送一個ack探測包發到對方，探測雙方的TCP/IP連接是否有效(對方可能斷點，斷網)，在Linux好像這個時間是75秒。如果不設置，那么客戶端宕機時，服務器永遠也不知道客戶端宕機了，仍然保存這個失效的連接。

SendBufferSize和ReceiveBufferSize

TCP發送緩存區和接收緩存區,默認是8192，一般情況下足夠了，而且就算你增加了發送緩存區，對方沒有增加它對應的接收緩沖，那么在TCP三握手時，最后確定的最大發送窗口還是雙方最小的那個緩沖區，就算你無視，發了更多的數據，那么多出來的數據也會被丟棄。除非雙方都協商好。