1、 JAVA Socket超時淺析  套接字或插座(socket)是一種軟件形式的抽象，用于表達兩臺機器間一個連接的“終端”。針對一個特定的連接，每臺機器上都有一個“套接字”，可以想象它們之間有一條虛擬的“線纜”。JAVA有兩個基于數(shù)據(jù)流的套接字類：ServerSocket，服務(wù)器用它“偵聽”進入的連接；Socket，客戶端用它初始一次連接。偵聽套接字只能接收新的連接請求，不能接收實際的數(shù)據(jù)包。  套接字是基于TCP/IP實現(xiàn)的，它是用來提供一個訪問TCP的服務(wù)接口，或者說套接字socket是TCP的應(yīng)用編程接口API，通過它應(yīng)用層就可以訪問TCP提供的服務(wù)。在JA

2、VA中，我們用ServerSocket、Socket類創(chuàng)建一個套接字連接，從套接字得到的結(jié)果是一個InputStream以及OutputStream對象，以便將連接作為一個IO流對象對待。通過IO流可以從流中讀取數(shù)據(jù)或者寫數(shù)據(jù)到流中，讀寫IO流會有異常IOException產(chǎn)生。  套接字底層是基于TCP的，所以socket的超時和TCP超時是相同的。下面先討論套接字讀寫緩沖區(qū)，接著討論連接建立超時、讀寫超時以及JAVA套接字編程的嵌套異常捕獲和一個超時例子程序的抓包示例。 1 socket讀寫緩沖區(qū)  一旦創(chuàng)建了一個套接字實例，操作系統(tǒng)就會為其分配緩沖區(qū)以存放接

3、收和要發(fā)送的數(shù)據(jù)。    JAVA可以設(shè)置讀寫緩沖區(qū)的大小-setReceiveBufferSize(int size), setSendBufferSize(int size)。  向輸出流寫數(shù)據(jù)并不意味著數(shù)據(jù)實際上已經(jīng)被發(fā)送，它們只是被復(fù)制到了發(fā)送緩沖區(qū)隊列SendQ，就是在Socket的OutputStream上調(diào)用flush()方法，也不能保證數(shù)據(jù)能夠立即發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)。真正的數(shù)據(jù)發(fā)送是由操作系統(tǒng)的TCP協(xié)議棧模塊從緩沖區(qū)中取數(shù)據(jù)發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)來完成的。  當(dāng)有數(shù)據(jù)從網(wǎng)絡(luò)來到時，TCP協(xié)議棧模塊接收數(shù)據(jù)并放入接收緩沖區(qū)隊列RecvQ，輸入流In

4、putStream通過read方法從RecvQ中取出數(shù)據(jù)。 2 socket連接建立超時  socket連接建立是基于TCP的連接建立過程。TCP的連接需要通過3次握手報文來完成，開始建立TCP連接時需要發(fā)送同步SYN報文，然后等待確認報文SYN+ACK，最后再發(fā)送確認報文ACK。TCP連接的關(guān)閉通過4次揮手來完成，主動關(guān)閉TCP連接的一方發(fā)送FIN報文，等待對方的確認報文；被動關(guān)閉的一方也發(fā)送FIN報文，然等待確認報文。  正在等待TCP連接請求的一端有一個固定長度的連接隊列，該隊列中的連接已經(jīng)被TCP接受（即三次握手已經(jīng)完成），但還沒有被應(yīng)用層所接受。TCP接

5、受一個連接是將其放入這個連接隊列，而應(yīng)用層接受連接是將其從該隊列中移出。應(yīng)用層可以通過設(shè)置backlog變量來指明該連接隊列的最大長度，即已被TCP接受而等待應(yīng)用層接受的最大連接數(shù)。  當(dāng)一個連接請求SYN到達時，TCP確定是否接受這個連接。如果隊列中還有空間，TCP模塊將對SYN進行確認并完成連接的建立。但應(yīng)用層只有在三次握手中的第三個報文收到后才會知道這個新連接。如果隊列沒有空間，TCP將不理會收到的SYN。  如果應(yīng)用層不能及時接受已被TCP接受的連接，這些連接可能占滿整個連接隊列，新的連接請求可能不被響應(yīng)而會超時。如果一個連接請求SYN發(fā)送后，一段時間后沒有收到確認

6、SYN+ACK，TCP會重傳這個連接請求SYN兩次，每次重傳的時間間隔加倍，在規(guī)定的時間內(nèi)仍沒有收到SYN+ACK，TCP將放棄這個連接請求，連接建立就超時了。  JAVA Socket連接建立超時和TCP是相同的，如果TCP建立連接時三次握手超時，那么導(dǎo)致Socket連接建立也就超時了。可以設(shè)置Socket連接建立的超時時間-connect(SocketAddress endpoint, int timeout)如果在timeout內(nèi)，連接沒有建立成功，在TimeoutException異常被拋出。如果timeout的值小于三次握手的時間，那么Socket連接永遠也不會建立。

7、60; 不同的應(yīng)用層有不同的連接建立過程，Socket的連接建立和TCP一樣-僅僅需要三次握手就完成連接，但有些應(yīng)用程序需要交互很多信息后才能成功建立連接，比如Telnet協(xié)議，在TCP三次握手完成后，需要進行選項協(xié)商之后，Telnet連接才建立完成。 3 socket讀超時  如果輸入緩沖隊列RecvQ中沒有數(shù)據(jù)，read操作會一直阻塞而掛起線程，直到有新的數(shù)據(jù)到來或者有異常產(chǎn)生。調(diào)用setSoTimeout(int timeout)可以設(shè)置超時時間，如果到了超時時間仍沒有數(shù)據(jù)，read會拋出一個SocketTimeoutException，程序需要捕獲這個異常，但是當(dāng)前

8、的socket連接仍然是有效的。  如果對方進程崩潰、對方機器突然重啟、網(wǎng)絡(luò)斷開，本端的read會一直阻塞下去，這時設(shè)置超時時間是非常重要的，否則調(diào)用read的線程會一直掛起。  TCP模塊把接收到的數(shù)據(jù)放入RecvQ中，直到應(yīng)用層調(diào)用輸入流的read方法來讀取。如果RecvQ隊列被填滿了，這時TCP會根據(jù)滑動窗口機制通知對方不要繼續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)，本端停止接收從對端發(fā)送來的數(shù)據(jù)，直到接收者應(yīng)用程序調(diào)用輸入流的read方法后騰出了空間。 4 socket寫超時  socket的寫超時是基于TCP的超時重傳。超時重傳是TCP保證數(shù)據(jù)可靠性傳輸?shù)囊粋€重要機制，其原

9、理是在發(fā)送一個數(shù)據(jù)報文后就開啟一個計時器，在一定時間內(nèi)如果沒有得到發(fā)送報文的確認ACK，那么就重新發(fā)送報文。如果重新發(fā)送多次之后，仍沒有確認報文，就發(fā)送一個復(fù)位報文RST，然后關(guān)閉TCP連接。首次數(shù)據(jù)報文發(fā)送與復(fù)位報文傳輸之間的時間差大約為9分鐘，也就是說如果9分鐘內(nèi)沒有得到確認報文，就關(guān)閉連接。但是這個值是根據(jù)不同的TCP協(xié)議棧實現(xiàn)而不同。  如果發(fā)送端調(diào)用write持續(xù)地寫出數(shù)據(jù)，直到SendQ隊列被填滿。如果在SendQ隊列已滿時調(diào)用write方法，則write將被阻塞，直到SendQ有新的空閑空間為止，也就是說直到一些字節(jié)傳輸?shù)搅私邮照咛捉幼值腞ecvQ中。如果此時RecvQ

10、隊列也已經(jīng)被填滿，所有操作都將停止，直到接收端調(diào)用read方法將一些字節(jié)傳輸?shù)綉?yīng)用程序。  當(dāng)Socket的write發(fā)送數(shù)據(jù)時，如果網(wǎng)線斷開、對端進程崩潰或者對端機器重啟動，TCP模塊會重傳數(shù)據(jù)，最后超時而關(guān)閉連接。下次如再調(diào)用write會導(dǎo)致一個異常而退出。  Socket寫超時是基于TCP協(xié)議棧的超時重傳機制，一般不需要設(shè)置write的超時時間，也沒有提供這種方法。 5 雙重嵌套異常捕獲   如果ServerSocket、Socket構(gòu)造失敗，只需要僅僅捕獲這個構(gòu)造失敗異常而不需要調(diào)用套接字的close方法來釋放資源(必須保證構(gòu)造失敗后不

11、會留下任何需要清除的資源)，因為這時套接字內(nèi)部資源沒有被成功分配。如果構(gòu)造成功，必須進入一個try finally語句塊里調(diào)用close釋放套接字。請參照下面例子程序。java view plaincopy1. import .*;  2. import java.io.*;  3. public class SocketClientTest  4.   5.   public static final int PO

12、RT = 8088;  6.   public static void main( String args ) throws Exception  7.     8.     InetAddress addr = InetAddress.getByName( "127.0.0.1" );&

13、#160; 9.     Socket socket = new Socket();  10.     try  11.       12.       socket.connect( new InetSocketAddress( addr, PORT ),&

14、#160;30000 );  13.       socket.setSendBufferSize(100);  14.         15.       BufferedWriter out = new BufferedWriter( new OutputStreamWriter(&#

15、160;socket.getOutputStream() ) );  16.       int i = 0;  17.         18.       while( true )  19.       &

16、#160; 20.         System.out.println( "client sent - hello * " + i+ );  21.         out.write( "client sent - hello *

17、60;" + i );  22.         out.flush();  23.           24.         Thread.sleep( 1000 );  25.    

18、     26.       27.     finally  28.       29.       socket.close();  30.       31.     32. 

19、0;  java view plaincopy1. import java.io.*;  2. import .ServerSocket;  3. import .Socket;  4. public class SocketServerTest  5.   6.   public static final int PORT = 8088;

20、0; 7.   public static final int BACKLOG = 2;  8.   public static void main( String args ) throws IOException  9.     10.     ServerSocket se

21、rver = new ServerSocket( PORT, BACKLOG );  11.     System.out.println("started: " + server);  12.     try  13.       14.     

22、  Socket socket = server.accept();  15.       try  16.         17.         BufferedReader in = new BufferedReader( new&#

23、160;InputStreamReader( socket.getInputStream() ) );  18.         String info = null;  19.           20.         while(&#

24、160;( info = in.readLine() ) != null )  21.           22.           System.out.println( info );  23.      

25、0;    24.         25.       finally  26.         27.         socket.close();  28.     

26、0;   29.       30.     finally  31.       32.       server.close();  33.       34.     35.   &#

27、160;  執(zhí)行上面的程序，在程序運行一會兒之后，斷開client和server之間的網(wǎng)絡(luò)連接，在機器上輸出如下： Server上的輸出：Echoing:client sent -hello0 Echoing:client sent -hello1Echoing:client sent -hello2Echoing:client sent -hello3Echoing:client sent -hello4Echoing:client sent -hello5Echoing:client sent -hello6 ->> 斷開了網(wǎng)絡(luò)連接之后沒

28、有數(shù)據(jù)輸出 Client上的輸出：socket default timeout = 0socket = Socketaddr=/10.15.9.99,port=8088,localport=4691begin to readclient sent - hello * 0client sent - hello * 1client sent - hello * 2client sent - hello * 3client sent - hello * 4client sent - hello * 5client sent - hello * 6client sent - hello *

29、7client sent - hello * 8  client sent - hello * 9client sent - hello * 10  ->> 斷開網(wǎng)絡(luò)連接后客戶端進程掛起 .SocketException : Connection reset by peer: socket write error    at .SocketOutputStream.socketWrite0( Native Method )    at .SocketOutputStream.socketWrite( SocketOutputSt