socket通信模型、socket中的accept()阻塞與read()阻塞

Socket整體流程

　   Socket編程主要涉及到客戶端和服務端兩個方面，首先是在服務器端創建一個服務器套接字（ServerSocket），並把它附加到一個端口上，服務器從這個端口監聽連接。端口號的范圍是0到65536，但是0到1024是為特權服務保留的端口號，我們可以選擇任意一個當前沒有被其他進程使用的端口。

　　客戶端請求與服務器進行連接的時候，根據服務器的域名或者IP地址，加上端口號，打開一個套接字。當服務器接受連接后，服務器和客戶端之間的通信就像輸入輸出流一樣進行操作。

　　如果一個程序創建了一個socket，並讓其監聽80端口，其實是向TCP/IP協議棧聲明了其對80端口的占有。以后，所有目標是80端口的TCP數據包都會轉發給該程序（這里的程序，因為使用的是Socket編程接口，所以首先由Socket層來處理）。所謂accept函數，其實抽象的是TCP的連接建立過程。  accept函數返回的新socket其實指代的是本次創建的連接，而一個連接是包括兩部分信息的，一個是源IP和源端口，另一個是宿IP和宿端口。所以，accept可以產生多個不同的socket，而這些socket里包含的宿IP和宿端口是不變的，變化的只是源IP和源端口。這樣的話，這些socket宿端口就可以都是80，而Socket層還是能根據源/宿對來准確地分辨出IP包和socket的歸屬關系，從而完成對TCP/IP協議的操作封裝。TCP/IP只是一個協議棧，就像操作系統的運行機制一樣，必須要具體實現，同時還要提供對外的操作接口。就像操作系統會提供標准的編程接口，比如  Win32編程接口一樣，TCP/IP也必須對外提供編程接口，這就是Socket編程接口。

 

客戶端上的使用

　　getInputStream()方法可以得到一個輸入流，客戶端的Socket對象上的getInputStream方法得到輸入流其實就是從服務器端發回的數據。
　　getOutputStream()方法得到的是一個輸出流，客戶端的Socket對象上的getOutputStream方法得到的輸出流其實就是發送給服務器端的數據。

服務器端上的使用

　　getInputStream()方法得到的是一個輸入流，服務端的Socket對象上的getInputStream方法得到的輸入流其實就是從客戶端發送給服務器端的數據流。

　　getOutputStream()方法得到的是一個輸出流，服務端的Socket對象上的getOutputStream方法得到的輸出流其實就是發送給客戶端的數據。

 

ServerSocket類的accept()阻塞

ServerSocket的accept()方法是偵聽並接受到此套接字的連接，就是一直等待連接，此方法在連接傳入之前一直阻塞(即后面的代碼不會往下執行)。直到接受到有socket的連接，然后創建並返回新的Socket對象。

read()阻塞

從socket上讀取對端發過來的數據一般有兩種方法： 

1）按照字節流讀取

2）按照字符流讀取

 

這段代碼執行以后會發現read()方法發生了阻塞，經過查找資料發現：

read() 是一個阻塞函數，如果客戶端沒有聲明斷開outputStream那么它就會認為客戶端仍舊可能發送數據，所以就會一直阻塞而不是返回-1，所以System.out.println("服務器");這行代碼在連接斷開之前就一直不會執行，因為在while ((len = is.read(buf)) != -1) 這里阻塞了。

像read()這種阻塞讀取函數還有BufferedReader類種的 readLine()、DataInputStream種的readUTF()等。

這個特性使得編程非常方便也很高效。 
但是這樣也有一個問題，就是如何讓程序從這兩個方法的阻塞調用中返回。

 總結一下，有這么幾個方法：

 1、發送完后調用Socket的shutdownOutput()方法關閉輸出流，這樣對端的輸入流上的read操作就會返回-1。  注意不能調用socket.getInputStream().close()。這樣會導致socket被關閉。 

       當然如果不需要繼續在socket上進行讀操作，也可以直接關閉socket。  但是這個方法不能用於通信雙方需要多次交互的情況。

os.write("sender say hello socket".getBytes());
os.flush();
client.shutdownOutput();  //調用shutdown 通知對端請求完畢

 

       這個解決方案缺點非常明顯，socket任意一端都依賴於對方調用shutdownOutput()來完成read返回 -1，如果任意一方沒有執行shutdown函數那么就會出現問題。所以一般我們都會在socket請求時設置連接的超時時間 socket.setSoTimeout(5000);以防止長時間沒有響應造成系統癱瘓。

while (true) {
     server = serverSocket.accept();
     System.out.println("server socket is start……");
     server.setSoTimeout(5000);
     .....
 }

 

參考文章：

https://blog.csdn.net/anthony_ju/article/details/82192135

https://www.cnblogs.com/swordfall/p/10781281.html

https://www.cnblogs.com/gaoqiri/p/10055610.html

https://blog.csdn.net/yanchuang1/article/details/48049259