Java socket 说明 以及web 出现java.net.SocketException:(Connection reset或者Connectreset by peer:Socket write error)的解释

时间:2022-05-07 15:48:56

另外http://www.cnblogs.com/fengmk2/archive/2007/01/15/using-Socket.html可供参考

 

一Java socket 说明

所谓socket通常也称作"套接字",用于描述IP地址和端口,是一个通信链的句柄。应用程序通常通过"套接字"向网络发出请求或者应答网络请求。

以J2SDK-1.3为例,Socket和ServerSocket类库位于java.net包中。ServerSocket用于服务器端,Socket是建立网络连接时使用的。在连接成功时,应用程序两端都会产生一个Socket实例,操作这个实例,完成所需的会话。对于一个网络连接来说,套接字是平等的,并没有差别,不因为在服务器端或在客户端而产生不同级别。不管是Socket还是ServerSocket它们的工作都是通过SocketImpl类及其子类完成的。

重要的Socket API:

java.net.Socket继承于java.lang.Object,有八个构造器,其方法并不多,下面介绍使用最频繁的三个方法,其它方法大家可以见JDK-1.3文档。

. Accept方法用于产生"阻塞",直到接受到一个连接,并且返回一个客户端的Socket对象实例。"阻塞"是一个术语,它使程序运行暂时"停留"在这个地方,直到一个会话产生,然后程序继续;通常"阻塞"是由循环产生的。

. getInputStream方法获得网络连接输入,同时返回一个InputStream对象实例。

. getOutputStream方法连接的另一端将得到输入,同时返回一个OutputStream对象实例。

注意:其中getInputStream和getOutputStream方法均会产生一个IOException,它必须被捕获,因为它们返回的流对象,通常都会被另一个流对象使用。

二网络编程中两类数据交互

一个是如何准确的定位网络上一台或多台主机,另一个就是找到主机后如何可靠高效的进行数据传输。

在TCP/IP协议中IP层主要负责网络主机的定位,数据传输的路由,由IP地址可以唯一地确定Internet上的一台主机。

而TCP层则提供面向应用的可靠(tcp)的或非可靠(UDP)的数据传输机制,这是网络编程的主要对象,一般不需要关心IP层是如何处理数据的。

目前较为流行的网络编程模型是客户机/服务器(C/S)结构。即通信双方一方作为服务器等待客户提出请求并予以响应。客户则在需要服务时向服务器提 出申请。服务器一般作为守护进程始终运行,监听网络端口,一旦有客户请求,就会启动一个服务进程来响应该客户,同时自己继续监听服务端口,使后来的客户也 能及时得到服务。

三两类传输协议:TCP;UDP

TCPTranfer Control Protocol的 简称,是一种面向连接的保证可靠传输的协议。通过TCP协议传输,得到的是一个顺序的无差错的数据流。发送方和接收方的成对的两个socket之间必须建 立连接,以便在TCP协议的基础上进行通信,当一个socket(通常都是server socket)等待建立连接时,另一个socket可以要求进行连接,一旦这两个socket连接起来,它们就可以进行双向数据传输,双方都可以进行发送 或接收操作。

UDPUser Datagram Protocol的简称,是一种无连接的协议,每个数据报都是一个独立的信息,包括完整的源地址或目的地址,它在网络上以任何可能的路径传往目的地,因此能否到达目的地,到达目的地的时间以及内容的正确性都是不能被保证的。

比较:

UDP:1,每个数据报中都给出了完整的地址信息,因此无需要建立发送方和接收方的连接。

2,UDP传输数据时是大小限制的,每个被传输的数据报必须限定在64KB之内

3,UDP是一个不可靠的协议,发送方所发送的数据报并不一定以相同的次序到达接收方

TCP:1,面向连接的协议,在socket之间进行数据传输之前必然要建立连接,所以在TCP中需要连接

时间。

2,TCP传输数据大小限制,一旦连接建立起来,双方的socket就可以按统一的格式传输大的

数据。

3,TCP是一个可靠的协议,它确保接收方完全正确地获取发送方所发送的全部数据。

应用:

1,TCP在网络通信上有极强的生命力,例如远程连接(Telnet)和文件传输(FTP)都需要不定长度的数据被可靠地传输。但是可靠的传输是要付出代价的,对数据内容正确性的检验必然占用计算机的处理时间和网络的带宽,因此TCP传输的效率不如UDP高

2,UDP操作简单,而且仅需要较少的监护,因此通常用于局域网高可靠性的分散系统中client/server应用程序。例如视频会议系统,并不要求音频视频数据绝对的正确,只要保证连贯性就可以了,这种情况下显然使用UDP会更合理一些。

四 Socket应用

1 Socket编程说明及简单应用

1,什么是Socket

网络上的两个程序通过一个双向的通讯连接实现数据的交换,这个双向链路的一端称为一个Socket。Socket通常用来实现客户方和服务方的连接。Socket是TCP/IP协议的一个十分流行的编程界面,一个Socket由一个IP地址和一个端口号唯一确定。

但是,Socket所支持的协议种类也不光TCP/IP一种,因此两者之间是没有必然联系的。在Java环境下,Socket编程主要是指基于TCP/IP协议的网络编程。

2,Socket通讯的过程

Server端Listen(监听)某个端口是否有连接请求,Client端向Server 端发出Connect(连接)请求,Server端向Client端发回Accept(接受)消息。一个连接就建立起来了。Server端和Client 端都可以通过Send,Write等方法与对方通信。

对于一个功能齐全的Socket,都要包含以下基本结构,其工作过程包含以下四个基本的步骤:

  (1) 创建Socket;

  (2) 打开连接到Socket的输入/出流;

  (3) 按照一定的协议对Socket进行读/写操作;

  (4) 关闭Socket.(在实际应用中,并未使用到显示的close,虽然很多文章都推荐如此,不过在我的程序中,可能因为程序本身比较简单,要求不高,所以并未造成什么影响。)

3,创建Socket

创建Socket

java在包java.net中提供了两个类Socket和ServerSocket,分别用来表示双向连接的客户端和服务端。这是两个封装得非常好的类,使用很方便。其构造方法如下:

  Socket(InetAddress address, int port);

  Socket(InetAddress address, int port, boolean stream);

  Socket(String host, int prot);

  Socket(String host, int prot, boolean stream);

  Socket(SocketImpl impl)

  Socket(String host, int port, InetAddress localAddr, int localPort)

  Socket(InetAddress address, int port, InetAddress localAddr, intlocalPort)

  ServerSocket(int port);

  ServerSocket(int port, int backlog);

  ServerSocket(int port, int backlog, InetAddress bindAddr)

  其中address、host和port分别是双向连接中另一方的IP地址、主机名和端 口号,stream指明socket是流socket还是数据报socket,localPort表示本地主机的端口号,localAddr和 bindAddr是本地机器的地址(ServerSocket的主机地址),impl是socket的父类,既可以用来创建serverSocket又可 以用来创建Socket。count则表示服务端所能支持的最大连接数。例如:

  Socket client = new Socket("127.0.01.", 80);

  ServerSocket server = new ServerSocket(80);

  注意,在选择端口时,必须小心。每一个端口提供一种特定的服务,只有给出正确的端口,才 能获得相应的服务。0~1023的端口号为系统所保留,例如http服务的端口号为80,telnet服务的端口号为21,ftp服务的端口号为23, 所以我们在选择端口号时,最好选择一个大于1023的数以防止发生冲突。

  在创建socket时如果发生错误,将产生IOException,在程序中必须对之作出处理。所以在创建Socket或ServerSocket是必须捕获或抛出例外。

4,简单的Client/Server程序

1. 客户端程序

  import java.io.*;

  import java.net.*;

  public class TalkClient {

    public static void main(String args[]) {

      try{

        Socket socket=new Socket("127.0.0.1",4700);

        //向本机的4700端口发出客户请求

        BufferedReader sin=new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));

        //由系统标准输入设备构造BufferedReader对象

        PrintWriter os=new PrintWriter(socket.getOutputStream());

        //由Socket对象得到输出流,并构造PrintWriter对象

        BufferedReader is=new BufferedReader(newInputStreamReader(socket.getInputStream()));

        //由Socket对象得到输入流,并构造相应的BufferedReader对象

        String readline;

        readline=sin.readLine(); //从系统标准输入读入一字符串

        while(!readline.equals("bye")){

        //若从标准输入读入的字符串为 "bye"则停止循环

          os.println(readline);

          //将从系统标准输入读入的字符串输出到Server

          os.flush();

          //刷新输出流,使Server马上收到该字符串

          System.out.println("Client:"+readline);

          //在系统标准输出上打印读入的字符串

          System.out.println("Server:"+is.readLine());

          //从Server读入一字符串,并打印到标准输出上

          readline=sin.readLine(); //从系统标准输入读入一字符串

        } //继续循环

        os.close(); //关闭Socket输出流

        is.close(); //关闭Socket输入流

        socket.close(); //关闭Socket

      }catch(Exception e) {

        System.out.println("Error"+e); //出错,则打印出错信息

      }

  }

}

 2. 服务器端程序

  import java.io.*;

  import java.net.*;

  import java.applet.Applet;

  public class TalkServer{

    public static void main(String args[]) {

      try{

        ServerSocket server=null;

        try{

          server=new ServerSocket(4700);

        //创建一个ServerSocket在端口4700监听客户请求

        }catch(Exception e) {

          System.out.println("can not listen to:"+e);

        //出错,打印出错信息

        }

        Socket socket=null;

        try{

          socket=server.accept();

          //使用accept()阻塞等待客户请求,有客户

          //请求到来则产生一个Socket对象,并继续执行

        }catch(Exception e) {

          System.out.println("Error."+e);

          //出错,打印出错信息

        }

        String line;

        BufferedReader is=new BufferedReader(newInputStreamReader(socket.getInputStream()));

         //由Socket对象得到输入流,并构造相应的BufferedReader对象

        PrintWriter os=newPrintWriter(socket.getOutputStream());

         //由Socket对象得到输出流,并构造PrintWriter对象

        BufferedReader sin=new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));

         //由系统标准输入设备构造BufferedReader对象

        System.out.println("Client:"+is.readLine());

        //在标准输出上打印从客户端读入的字符串

        line=sin.readLine();

        //从标准输入读入一字符串

        while(!line.equals("bye")){

        //如果该字符串为 "bye",则停止循环

          os.println(line);

          //向客户端输出该字符串

          os.flush();

          //刷新输出流,使Client马上收到该字符串

          System.out.println("Server:"+line);

          //在系统标准输出上打印读入的字符串

          System.out.println("Client:"+is.readLine());

          //从Client读入一字符串,并打印到标准输出上

          line=sin.readLine();

          //从系统标准输入读入一字符串

        }  //继续循环

        os.close(); //关闭Socket输出流

        is.close(); //关闭Socket输入流

        socket.close(); //关闭Socket

        server.close(); //关闭ServerSocket

      }catch(Exception e){

        System.out.println("Error:"+e);

        //出错,打印出错信息

      }

    }

  }

2 多线程通信

1)多个客户同时连接—例子1

在实际的网络环境里,同一时间只对一个用户服务是不可行的。一个优秀的网络服务程序除了能处理用户的输入信息,还必须能够同时响应多个客户端的连接请求。在java中,实现以上功能特点是非常容易的。

设计原理:

主程序监听一端口,等待客户接入;同时构造一个线程类,准备接管会话。当一个Socket会话产生后,将这个会话交给线程处理,然后主程序继续监听。运用Thread类或Runnable接口来实现是不错的办法。

importjava.io.*;

importjava.net.*;

public classServer extends ServerSocket

{

private staticfinal int SERVER_PORT = 10000;

publicServer() throws IOException

{

super(SERVER_PORT);

try

{

while (true)

{

Socket socket= accept();

new CreateServerThread(socket);

}

}

catch(IOException e)

{}

finally

{

close();

}

}

//---CreateServerThread

classCreateServerThread extends Thread

{

private Socketclient;

privateBufferedReader in;

privatePrintWriter out;

publicCreateServerThread(Socket s) throws IOException

{

client = s;

in = newBufferedReader(new InputStreamReader(client.getInputStream(),"GB2312"));

out = newPrintWriter(client.getOutputStream(), true);

out.println("---Welcome ---");

start();

}

public voidrun()

{

try

{

String line =in.readLine();

while(!line.equals("bye"))

{

String msg =createMessage(line);

out.println(msg);

line =in.readLine();

}

out.println("---See you, bye! ---");

client.close();

}

catch(IOException e)

{}

}

private StringcreateMessage(String line)

{

xxxxxxxxx;

}

}

public staticvoid main(String[] args) throws IOException

{

new Server();

}

}

这个程序监听10000端口,并将接入交给CreateServerThread线程运行。CreateServerThread线程接受输入,并将输入回应客户,直到客户输入"bye",线程结束。我们可以在createMessage方法中,对输入进行处理,并产生结果,然后把结果返回给客户。

2)多线程通信---例子2

服务端:

package com.googlecode.garbagecan.test.socket.sample2;

import java.io.BufferedReader;

import java.io.IOException;

import java.io.InputStreamReader;

import java.io.PrintWriter;

import java.net.ServerSocket;

import java.net.Socket;

public class MyServer {

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

ServerSocket server = new ServerSocket(10000);

while (true) {

Socket socket = server.accept();

invoke(socket);

}

}

private static void invoke(final Socket client) throws IOException {

new Thread(new Runnable() {

public void run() {

BufferedReader in = null;

PrintWriter out = null;

try {

in = new BufferedReader(new InputStreamReader(client.getInputStream()));

out = new PrintWriter(client.getOutputStream());

while (true) {

String msg = in.readLine();

System.out.println(msg);

out.println("Server received " + msg);

out.flush();

if (msg.equals("bye")) {

break;

}

}

catch(IOException ex) {

ex.printStackTrace();

finally {

try {

in.close();

catch (Exception e) {}

try {

out.close();

catch (Exception e) {}

try {

client.close();

catch (Exception e) {}

}

}

}).start();

}

}

客户端:

package com.googlecode.garbagecan.test.socket.sample2;

import java.io.BufferedReader;

import java.io.InputStreamReader;

import java.io.PrintWriter;

import java.net.Socket;

public class MyClient {

public static void main(String[] args) throws Exception {

Socket socket = new Socket("localhost", 10000);

BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));

PrintWriter out = new PrintWriter(socket.getOutputStream());

BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));

while (true) {

String msg = reader.readLine();

out.println(msg);

out.flush();

if (msg.equals("bye")) {

break;

}

System.out.println(in.readLine());

}

socket.close();

}

}

实现信息共享:在Socket上的实时交流

网络的伟大之一也是信息共享,Server可以主动向所有Client广播消息,同时Client也可以向其它Client发布消息。下面看看如何开发一个可以实时传递消息的程序。

设计原理:

服务器端接受客户端的连接请求,同时启动一个线程处理这个连接,线程不停的读取客户端输入,然后把输入加入队列中,等候处理。在线程启动的同时将线程加入队列中,以便在需要的时候定位和取出。

import java.io.*;

import java.net.*;

import java.util.*;

import java.lang.*;

public class Server extends ServerSocket

{

private static ArrayList User_List = newArrayList();

private static ArrayList Threader = newArrayList();

private static LinkedList Message_Array =new LinkedList();

private static int Thread_Counter = 0;

private static boolean isClear = true;

protected static final int SERVER_PORT =10000;

protected FileOutputStream LOG_FILE = newFileOutputStream("d:/connect.log", true);

public Server() throwsFileNotFoundException, IOException

{

super(SERVER_PORT);

new Broadcast();

//append connection log

Calendar now = Calendar.getInstance();

String str = "[" + now.getTime().toString()+ "] Accepted a connection1512";

byte[] tmp = str.getBytes();

LOG_FILE.write(tmp);

try

{

while (true)

{

Socket socket = accept();

new CreateServerThread(socket);

}

}

finally

{

close();

}

}

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

{

new Server();

}

//--- Broadcast

class Broadcast extends Thread

{

public Broadcast()

{

start();

}

public void run()

{

while (true)

{

if (!isClear)

{

String tmp =(String)Message_Array.getFirst();

for (int i = 0; i < Threader.size();i++)

{

CreateServerThread client =(CreateServerThread)Threader.get(i);

client.sendMessage(tmp);

}

Message_Array.removeFirst();

isClear = Message_Array.size() > 0 ?false : true;

}

}

}

}

//--- CreateServerThread

class CreateServerThread extends Thread

{

private Socket client;

private BufferedReader in;

private PrintWriter out;

private String Username;

public CreateServerThread(Socket s) throwsIOException

{

client = s;

in = new BufferedReader(newInputStreamReader(client.getInputStream()));

out = new PrintWriter(client.getOutputStream(),true);

out.println("--- Welcome to thischatroom ---");

out.println("Input yournickname:");

start();

}

public void sendMessage(String msg)

{

out.println(msg);

}

public void run()

{

try

{

int flag = 0;

Thread_Counter++;

String line = in.readLine();

while (!line.equals("bye"))

{

if (line.equals("l"))

{

out.println(listOnlineUsers());

line = in.readLine();

continue;

}

if (flag++ == 0)

{

Username = line;

User_List.add(Username);

out.println(listOnlineUsers());

Threader.add(this);

pushMessage("[< " + Username +" come on in >]");

}

else

{

pushMessage("<" + Username +">" + line);

}

line = in.readLine();

}

out.println("--- See you, bye!---");

client.close();

}

catch (IOException e)

{}

finally

{

try

{

client.close();

}

catch (IOException e)

{}

Thread_Counter--;

Threader.remove(this);

User_List.remove(Username);

pushMessage("[< " + Username +" left>]");

}

}

private String listOnlineUsers()

{

String s ="-+- Online list-+-1512";

for (int i = 0; i < User_List.size();i++)

{

s += "[" + User_List.get(i) +"]1512";

}

s += "-+---------------------+-";

return s;

}

private void pushMessage(String msg)

{

Message_Array.addLast(msg);

isClear = false;

}

}

}

4 socket 实现对象传输

首先需要一个普通的对象类,由于需要序列化这个对象以便在网络上传输,所以实现java.io.Serializable接口就是必不可少的了,通过JOPO的方式实现对象模型的定义,例如,我们可以定义User.java

然后,在ServerSocket端使用ObjectInputStream与ObjectOutputStream对象传输方式。同样在客户端对象传输也使用这种方式。

例如:

服务端:

is = new ObjectInputStream(new BufferedInputStream(socket.getInputStream()));

os = new ObjectOutputStream(socket.getOutputStream());

Object obj = is.readObject();

User user = (User)obj;

System.out.println("user: " + user.getName() + "/" + user.getPassword());

user.setName(user.getName() + "_new");

user.setPassword(user.getPassword() + "_new");

os.writeObject(user);

os.flush();

客户端:

socket = new Socket("localhost", );

os = new ObjectOutputStream(socket.getOutputStream())

User user = new User("user_" + i, "password_" + i);

os.writeObject(user);

os.flush();

is = new ObjectInputStream(new BufferedInputStream(socket.getInputStream()));

Object obj = is.readObject();

if (obj != null) {

user = (User)obj;

System.out.println("user: " + user.getName() + "/" + user.getPassword());

五 Socket异常处理

第1个异常是 java.net.BindException:Address already in use: JVM_Bind。

该异常发生在服务器端进行newServerSocket(port)(port是一个0,65536的整型值)操作时。异常的原因是以为与port一样的一个端口已经被启动,并进行监听。此时用netstat–an命令,可以看到一个Listending状态的端口。只需要找一个没有被占用的端口就能解决这个问题。

使用Java JDK中Java.net包控制UDP协议

通过Java.net.Socket类抓取网页内容

通过java.net.Socket类抓取网页内容

通过Java.net包建立双向通讯

用来访问HTTP服务器的仿java.net功能类

第2个异常是java.net.SocketException: Connection refused: connect。

该异常发生在客户端进行 newSocket(ip, port)操作时,该异常发生的原因是或者具有ip地址的机器不能找到(也就是说从当前机器不存在到指定ip路由),或者是该ip存在,但找不到指定的端口进行监听。出现该问题,首先检查客户端的ip和port是否写错了,如果正确则从客户端ping一下服务器看是否能ping通,如果能ping通(服务服务器端把ping禁掉则需要另外的办法),则看在服务器端的监听指定端口的程序是否启动,这个肯定能解决这个问题。

第3个异常是java.net.SocketException: Socket is closed,

该异常在客户端和服务器均可能发生。异常的原因是己方主动关闭了连接后(调用了Socket的close方法)再对网络连接进行读写操作。

第4个异常是java.net.SocketException:(Connection reset或者Connectreset by peer:Socket write error)。

原因 :用户在发送一个请求后,再次发送另一个请求,导致第一个请求中断或者

①:服务器的并发连接数超过了其承载量,服务器会将其中一些连接Down掉;
②:客户关掉了浏览器,而服务器还在给客户端发送数据;
③:浏览器端按了Stop

该异常在客户端和服务器端均有可能发生,引起该异常的原因有两个,第一个就是如果一端的Socket被关闭(或主动关闭或者因为异常退出而引起的关闭),另一端仍发送数据,发送的第一个数据包引发该异常(Connect reset by peer)。另一个是一端退出,但退出时并未关闭该连接,另一端如果在从连接中读数据则抛出该异常(Connection reset)。简单的说就是在连接断开后的读和写操作引起的。

第5个异常是java.net.SocketException: Broken pipe。

该异常在客户端和服务器均有可能发生。在第4个异常的第一种情况中(也就是抛出 SocketExcepton:Connect reset by peer:Socket write error后),如果再继续写数据则抛出该异常。前两个异常的解决方法是首先确保程序退出前关闭所有的网络连接,其次是要检测对方的关闭连接操作,发现对方关闭连接后自己也要关闭该连接。

编写网络程序时需要注意的问题

第1个问题是要正确区分长、短连接。所谓的长连接是一经建立就永久保持。短连接就是在以下场景下,准备数据—>建立连接— >发送数据—>关闭连接。很多的程序员写了多年的网络程序,居然不知道什么是长连接,什么是短连接。

第2个问题是对长连接的维护。所谓的维护包括两个方面,首先是检测对方的主动断连(既调用 Socket的close方法),其次是检测对方的宕机、异常退出及网络不通。这是一个健壮的通信程序必须具备的。检测对方的主动断连很简单,主要一方主动断连,另一方如果在进行读操作,则此时的返回值只-1,一旦检测到对方断连,则应该主动关闭己方的连接(调用Socket的close方法)。

而检测对方的宕机、异常退出及网络不通常用方法是用“心跳”,也就是双方周期性的发送数据给对方,同时也从对方接收“心跳”,如果连续几个周期都没有收到对方心跳,则可以判断对方或者宕机或者异常推出或者网络不通,此时也需要主动关闭己方连接,如果是客户端可在延迟一定时间后重新发起连接。虽然Socket有一个keep alive选项来维护连接,如果用该选项,一般需要两个小时才能发现对方的宕机、异常退出及网络不通。

第3个问题是处理效率问题。不管是客户端还是服务器,如果是长连接一个程序至少需要两个线程,一个用于接收数据,一个用于发送心跳,写数据不需要专门的线程,当然另外还需要一类线程(俗称Worker线程)用于进行消息的处理,也就是说接收线程仅仅负责接收数据,然后再分发给Worker进行数据的处理。如果是短连接,则不需要发送心跳的线程,如果是服务器还需要一个专门的线程负责进行连接请求的监听。这些是一个通信程序的整体要求,具体怎么设计你的程序,就看你自己的设计水平了。

第六个异常,ava.net.SocketException:Too many open files
原因:操作系统的中打开文件的最大句柄数受限所致,常常发生在很多个并发用户访问服务器的时候。因为为了执行每个用户的应用服务器都要加载很多文件(new一个socket就需要一个文件句柄),这就会导致打开文件的句柄的缺乏。
解决方式: 
   a) 尽量把类打成jar包,因为一个jar包只消耗一个文件句柄,如果不打包,一个类就消耗一个文件句柄。
  b) java的GC不能关闭网络连接打开的文件句柄,如果没有执行close()则文件句柄将一直存在,而不能被关闭。也可以考虑设置socket的最大打开数来控制这个问题。对操作系统做相关的设置,增加最大文件句柄数量。ulimit -a可以查看系统目前资源限制,ulimit -n 10240则可以修改,这个修改只对当前窗口有效。