Java Socket通信以及可能出現的問題解決


Java中基於TCP協議實現網絡通信的兩個類:客戶端的Socket和服務器端的ServerSocket。

Socket通信模型如圖所示:

不管Socket通信的功能有多復雜,任何socket通信過程的基本結構都是一樣的。其基本步驟為:

①分別在客戶端和服務器端創建Socket和ServerSocket實例;服務器端通過.accept()方法等待請求並阻塞。請求收到后,建立連接Socket對象。

②通過getInputStream和getOutputStream方法分別在客戶端和服務器端打開輸入輸出流

③利用IO流進行讀寫操作

④關閉所有的流資源和套接字資源。

其中,編程工作主要集中在第三步,其他的部分代碼基本相同。所有步驟都可能拋出IO異常!

我在編寫一個簡單的socket程序時,使用的Socket通信出現了一個問題:我在客戶端寫入的數據,在服務器端無法輸出。當我從客戶端斷開連接時,之前寫入的所有數據立刻在服務器端輸出出來了。經過反復的驗證和求解,以下是我的結論和解決方法。希望有同樣問題的小伙伴看完可以解決問題。

通過一端的Socket建立了PrintWriter類來寫入數據,通過另一端的Socket建立了BufferedReader類來讀取數據並輸出。如果數據寫入后沒有被顯示,可能的原因有兩種:

一、寫入的數據存儲在緩沖區中,沒有被寫入IO流中:

如果不主動的干涉,寫入的數據會一直堆在緩沖區中,直到緩沖區滿了引發JVM自動刷新緩沖區。顯然這不符合我們的需求。對於這種情況,PrintWriter類提供了flush()方法來強制刷新緩沖區,將緩沖區數據寫入IO流中。另外,PrintWriter類的構造器有一個參數”boolean autoflush“,這個參數默認為false,如果設置為true,則會開啟自動刷新緩沖區功能。但是請注意,這里的自動刷新是有觸發條件的,那就是:PrintWriter類寫入數據的方法必須是println、printf或者format方法時,才會觸發自動刷新。如果是調用write()這類方法寫入數據,是不會觸發自動刷新的!總結起來,就是三點:autoflush參數設置,write和println方法的選擇,flush方法的使用。對這三個進行組合,就能保證在Socket通信的某一端寫入數據時,數據一定能成功地寫入到IO流中!

二、讀取數據使用了readLine()方法,該方法沒有正常的結束:

請注意,BufferedReader類的readLine()方法是一個阻塞函數!也就是說,這個方法本身是讀取一行數據,但是它自己識別不了什么叫做“一行”!當調用該方法讀取完一段數據后,它會阻塞,而不會return它的讀取數據。這就是為什么有的時候明明已經刷新了緩沖區正確的寫入數據了,還是通過輸入流讀取數據並顯示出來的原因。

對於readLine()方法,它解除阻塞、正確結束並返回讀取的值,只有以下幾種情況:

①讀取的數據里含有回車符"\r"或者換行符"\n"或者回車換行符"\r\n";

②讀取的數據是在另一端通過println方法寫入的,因為println方法自帶換行符;

③BufferedReader類的緩沖區滿了,那么JVM會自動刷新緩沖區從而釋放“積攢”的數據(但是鑒於默認緩沖區大小為8192個字符,對於小數據量的通信,顯然觸發不了);

④對於讀取的數據,寫入這些數據的流發生異常或者直接關閉,那么readLine()就會把它吃的數據全部吐出來。這就剛好解釋了,為什么在我的程序中,斷開客戶端Socket連接,服務器端立刻輸出所有客戶端消息的原因。

綜上,在Socket通信過程中,保證某一端輸出流的緩沖被刷新,保證另一端的readLine方法能正常停止,即可解決寫入的數據在另一端無法輸出的問題。

以下是我修改后能成功運行的代碼,分別是服務器端Socket和客戶端Socket。

over!

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.OutputStream;
import java.io.PrintWriter;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
import java.io.BufferedWriter;
import java.io.OutputStreamWriter;
public class ShakingServer{
    public static void main(String[] args) throws IOException {

        //創建服務器套接字實例,設置監聽端口為2000
        ServerSocket server=new ServerSocket(2000);
        //開始監聽客戶端的請求,並阻塞
        Socket socket=server.accept();
        //請求收到后,自動建立連接。通過IO流進行數據傳輸
        System.out.println("連接建立成功");

        OutputStream os=socket.getOutputStream();
        PrintWriter pw=new PrintWriter(new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(os)),true);
        pw.write("歡迎訪問搖頭耶穌的世界!");
        pw.flush();
                //因為我關閉了輸出流,所以另一端的readLine方法才正常結束了
        socket.shutdownOutput();

        InputStream is=socket.getInputStream();
        InputStreamReader isr=new InputStreamReader(is);
        BufferedReader br=new BufferedReader(isr);
        while(true) {
            String str=br.readLine();
            if(str.equals("quit")) {
                break;
            }
            System.out.println("Client said: "+str);
        }
        socket.shutdownInput();
        //socket.shutdownOutput();
        socket.close();
        server.close();
    }
}
import java.io.BufferedReader;
import java.io.BufferedWriter;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.OutputStreamWriter;
import java.io.PrintWriter;
import java.net.Socket;

public class ShakingClient{
    public static void main(String[] args) throws IOException{

        //創建客戶端的套接字,設置連接的服務器的IP地址和端口號
        Socket socket=new Socket("169.254.132.203",2000);
        //輸入流讀取服務器發送的信息
        BufferedReader br=new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
                //開啟自動刷新緩沖區
        PrintWriter pw=new PrintWriter(new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(socket.getOutputStream())),true);            
                //從鍵盤讀取數據
        BufferedReader ii=new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        System.out.println(br.readLine());
               //因為開啟了自動刷新,且調用的是println方法,所以可以不調用flush方法
        pw.println("請求進入搖頭耶穌的世界");
        //pw.flush();
        while(true) {
            String str=ii.readLine();
                //使用了回車符來保證另一端的readLine方法正常結束
            pw.write(str+"\r");
            pw.flush();
                //如果輸入quit則退出聊天室
            if(str.equals("quit")) {
                break;
            }
        }
        socket.shutdownInput();
        socket.shutdownOutput();
        socket.close();
    }
}
                

 


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