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Java進(jìn)階學(xué)習(xí):網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器編程

更新時(shí)間：2006年12月23日 00:00:00 作者：

文章來源：csdn 作者：DaiJiaLin

　　Java的Socket API提供了一個(gè)很方便的對(duì)象接口進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)編程。本文用一個(gè)簡單的TCP Echo Server做例子，演示了如何使用Java完成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。

　　用作例子的TCP Echo Server是按以下方式工作的：

　　當(dāng)一個(gè)客戶端通過TCP連接到服務(wù)器后，客戶端可以通過這個(gè)連接發(fā)送數(shù)據(jù)到服務(wù)端，而服務(wù)端接收到數(shù)據(jù)后會(huì)把這些數(shù)據(jù)用同一個(gè)TCP連接發(fā)送回客戶端。服務(wù)端會(huì)一直保持這個(gè)連接直到客戶端關(guān)閉它為止。

　　因?yàn)榉?wù)器需要能同時(shí)處理多個(gè)客戶端，我們先選用一個(gè)常見的多線程服務(wù)模型：

　　讓一個(gè)Thread負(fù)責(zé)監(jiān)聽服務(wù)端口，當(dāng)有新的連接建立的時(shí)候，這個(gè)監(jiān)聽的Thread會(huì)為這個(gè)連接創(chuàng)建一個(gè)新的Thread來處理它。這樣，服務(wù)器可以接受多個(gè)連接，并讓多個(gè)Thread來分別處理它們。

　　以下是相應(yīng)的服務(wù)端程序：

　　public class EchoServer implements Runnable {

　　public void run() {

　　try {

　　ServerSocket svr = new ServerSocket(7);

　　while (true) {

　　Socket sock = svr.accept();

　　new Thread(new EchoSession(sock)).start();

　　}

　　} catch (IOException ex) {

　　throw new ExceptionAdapter(ex);

　　}

　　這段代碼先創(chuàng)建了一個(gè)ServerSocket的對(duì)象并讓其監(jiān)聽在TCP端口7上，然后在一個(gè)循環(huán)中用accept()方法接收新的連接，并創(chuàng)建處理這一連接的Thread。實(shí)際處理每個(gè)客戶端連接的邏輯包含在EchoSession這個(gè)類里面。

　　在以上代碼中使用了ExceptionAdapter這個(gè)類，它的作用是把一個(gè)checked Exception包裝成RuntimeException。詳細(xì)的說明可以參考避免在Java中使用Checked Exception 一文。

　　以下是EchoSession的代碼：

　　public class EchoSession implements Runnable {

　　public EchoSession(Socket s) {

　　_sock = s;

　　}

　　public void run() {

　　try {

　　InputStream input = _sock.getInputStream();

　　OutputStream output = _sock.getOutputStream();

　　byte [] buf = new byte [128];

　　while (true) {

　　int count = input.read(buf);

　　if (count == -1)

　　break;

　　output.write(buf, 0 , count);

　　}

　　} finally {

　　_sock.close();

　　}

　　} catch (IOException ex) {

　　throw new ExceptionAdapter(ex);

　　}

　　protected Socket _sock = null;

　　}

　　EchoSession接受一個(gè)Socket對(duì)象作為構(gòu)造參數(shù)，在其run()方法中，它不停的從這個(gè)Socket對(duì)象的InputStream里面讀數(shù)據(jù)并寫回到該Socket的OutputStream中去，直到這個(gè)連接被客戶端關(guān)閉為止（InputStream的read方法返回-1）。

　　EchoSession需要一個(gè)線程來執(zhí)行，這容易讓人聯(lián)想到用Thread來作為EchoSession的父類。不過，這樣做不夠靈活，開銷也比較大。而選擇讓EchoSession實(shí)現(xiàn)Runnable接口就靈活得多。在接下來的使用Thread Pool的Echo Server中可以看到這一點(diǎn)。

　　以上已經(jīng)是一個(gè)完整的TCP Echo Server，不過隨著客戶不停的連接和斷開，這個(gè)服務(wù)器會(huì)不停的產(chǎn)生和消除線程，而這兩個(gè)都是比較‘昂貴'的操作。為了避免這種消耗，可以考慮采用Thread Pool的機(jī)制。

　　使用在一個(gè)簡單的Thread緩沖池的實(shí)現(xiàn)一文中Thread Pool的實(shí)現(xiàn)，可以對(duì)EchoServer作如下修改（EchoSession無需做修改）：

　　public class EchoServer implements Runnable {

　　public void run() {

　　try {

　　ServerSocket svr = new ServerSocket(7);

　　// 初始化Thread Pool

　　SyncQueue queue = new SyncQueue(10);

　　for (int i = 0; i < 10; i ++) {

　　new Thread(new Worker(queue)).start();

　　}

　　while (true) {

　　Socket sock = svr.accept();

　　// 把任務(wù)放入Thread Pool

　　queue.put(new EchoSession(sock));

　　}

　　} catch (IOException ex) {

　　throw new ExceptionAdapter(ex);

　　}

　　這里可以看出讓EchoSession實(shí)現(xiàn)Runnable接口的靈活性，無需修改它就可以在Thread Pool里使用。

　　在這個(gè)例子里使用的Thread Pool比較簡單，沒有動(dòng)態(tài)調(diào)整Thread數(shù)量的功能，所以這個(gè)Echo Server最多只能同時(shí)服務(wù)10個(gè)客戶端。然而通過重載SyncQueue，我們可以很方便地加入這個(gè)功能以突破這個(gè)限制。

　　在對(duì)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的性能以及并發(fā)度要求很高的時(shí)候，讓每個(gè)客戶端由一個(gè)專門的Thread來處理有可能不能滿足我們的要求（想象一下同時(shí)有數(shù)千個(gè)客戶端的情況）。這時(shí)可以考慮使用Java的NIO API來構(gòu)建服務(wù)器架構(gòu)，因?yàn)镹IO中IO操作都是非阻塞的，我們只需要很少的Thread就可以充分地利用CPU來處理多個(gè)客戶端的請(qǐng)求。關(guān)于NIO的話題，在這篇文章就不再贅述，希望以后能有機(jī)會(huì)討論。：）

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