Socket中的异常和参数设置

1.常见异常

1.java.net.SocketTimeoutException . 这个异 常比较常见，socket 超时。一般有 2 个地方会抛出这个，一个是 connect 的 时 候 ， 这 个 超 时 参 数 由connect(SocketAddress endpoint,int timeout) 中的后者来决定，还有就是 setSoTimeout(int timeout)，这个是设定读取的超时时间。它们设置成 0 均表示无限大。

2.java.net.BindException:Address already in use: JVM_Bind 。 该异常发生在服务 端进行new ServerSocket(port) 或者 socket.bind(SocketAddress bindpoint)操作时。

原因: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。

3.java.net.ConnectException: Connection refused: connect。该异常发生在客户端进行new Socket(ip, port)或者 socket.connect(address,timeout)操作时，

原 因:指定 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。应该首先检查客户端的 ip 和 port是否写错了，假如正确则从客户端 ping 一下服务器看是否能 ping 通，假如能 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。

4.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。

5.java.net.SocketException: Connection reset 或者Connect reset by peer:Socket write error。 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，第一个就是假如一端的 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，另一端假如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。

对于服务器，一般的原因可以认为：

a) 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主动 Down 掉.

b) 在数据传输的过程中，浏览器或者接收客户端关闭了，而服务端还在向客户端发送数据。

6.java.net.SocketException: Broken pipe。 该异常在客户端和服务器均有可能发生。在抛出SocketExcepton:Connect reset by peer:Socket write error 后，假如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。

对于 4 和 5 这两种情况的异常，需要特别注意连接的维护。在短连接情况下还好，如果是长连接情况，对于连接状态的维护不当，则非常容易出现异常。基本上对长连接需要做的就是：

a) 检测对方的主动断连（对方调用了 Socket 的 close 方法）。因为对方主动断连，另一方如果在进行读操作，则此时的返回值是-1。所以一旦检测到对方断连，则主动关闭己方的连接（调用 Socket 的 close 方法）。

b) 检测对方的宕机、异常退出及网络不通,一般做法都是心跳检测。双方周期性的发送数据给对方，同时也从对方接收“心跳数据”，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退出或者网络不通，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。

7.java.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。

2.常见参数设置

backlog:用于ServerSocket，配置ServerSocket的最大客户端等待队列。等待队列的意思，先看下面代码

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        int port = 8999;
        int backlog = 2;
        ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(port, backlog);
        Socket clientSock = serverSocket.accept();
        System.out.println("revcive from " + clientSock.getPort());
        while (true) {
            byte buf[] = new byte[1024];
            int len = clientSock.getInputStream().read(buf);
            System.out.println(new String(buf, 0, len));
        }
    }
}

这段测试代码在第一次处理一个客户端时，就不会处理第二个客户端，所以除了第一个客户端，其他客户端就是等待队列了。所以这个服务器最多可以同时连接3个客户端，其中2个等待队列。大家可以telnet localhost 8999测试下。这个参数设置为-1表示无限制，默认是50个最大等待队列，如果设置无限制，那么你要小心了，如果你服务器无法处理那么多连接，那么当很多客户端连到你的服务器时，每一个TCP连接都会占用服务器的内存，最后会让服务器崩溃的。另外，就算你设置了backlog为10，如果你的代码中是一直Socket clientSock = serverSocket.accept(),假设我们的机器最多可以同时处理100个请求，总共有100个线程在运行，然后你把在100个线程的线程池处理clientSock，不能处理的clientSock就排队，最后clientSock越来越多，也意味着TCP连接越来越多，也意味着我们的服务器的内存使用越来越高(客户端连接进程，肯定会发送数据过来，数据会保存到服务器端的TCP接收缓存区)，最后服务器就宕机了。所以如果你不能处理那么多请求，请不要循环无限制地调用serverSocket.accept(),否则backlog也无法生效。如果真的请求过多，只会让你的服务器宕机(相信很多人都是这么写，要注意点)

TcpNoDelay:禁用纳格算法，将数据立即发送出去。纳格算法是以减少封包传送量来增进TCP/IP网络的效能，当我们调用下面代码，如:

Socket socket = new Socket();  
socket.connect(new InetSocketAddress(host, 8000));  
InputStream in = socket.getInputStream();  
OutputStream out = socket.getOutputStream();  
String head = "hello ";  
String body = "world\r\n";  
out.write(head.getBytes());  
out.write(body.getBytes()); 

我们发送了hello，当hello没有收到ack确认(TCP是可靠连接，发送的每一个数据都要收到对方的一个ack确认，否则就要重发)的时候，根据纳格算法，world不会立马发送，会等待，要么等到ack确认(最多等100ms对方会发过来的)，要么等到TCP缓冲区内容>=MSS，很明显这里没有机会，我们写了world后再也没有写数据了，所以只能等到hello的ack我们才会发送world，除非我们禁用纳格算法，数据就会立即发送了。

SoLinger:当我们调用socket.close()返回时，socket已经write的数据未必已经发送到对方了，例如

Socket socket = new Socket();  
socket.connect(new InetSocketAddress(host, 8000));  
InputStream in = socket.getInputStream();  
OutputStream out = socket.getOutputStream();  
String head = "hello ";  
String body = "world\r\n";  
out.write(head.getBytes());  
out.write(body.getBytes()); 
socket.close();

这里调用了socket.close()返回时,hello和world未必已经成功发送到对方了，如果我们设置了linger而不小于0，如:

bool on = true;
int linger = 100;
....
socket.setSoLinger(boolean on, int linger)
......
socket.close();

那么close会等到发送的数据已经确认了才返回。但是如果对方宕机，超时，那么会根据linger设定的时间返回。

UrgentData和OOBInline

TCP的紧急指针，一般都不建议使用，而且不同的TCP/IP实现，也不同，一般说如果你有紧急数据宁愿再建立一个新的TCP/IP连接发送数据，让对方紧急处理。

所以这两个参数，你们可以忽略吧，想知道更多的，自己查下资料。

SoTimeout

设置socket调用InputStream读数据的超时时间，以毫秒为单位，如果超过这个时候，会抛出java.net.SocketTimeoutException。

KeepAlive

keepalive不是说TCP的长连接，当我们作为服务端，一个客户端连接上来，如果设置了keeplive为true，当对方没有发送任何数据过来，超过一个时间(看系统内核参数配置)，那么我们这边会发送一个ack探测包发到对方，探测双方的TCP/IP连接是否有效(对方可能断点，断网)，在Linux好像这个时间是75秒。如果不设置，那么客户端宕机时，服务器永远也不知道客户端宕机了，仍然保存这个失效的连接。

SendBufferSize和ReceiveBufferSize

TCP发送缓存区和接收缓存区,默认是8192，一般情况下足够了，而且就算你增加了发送缓存区，对方没有增加它对应的接收缓冲，那么在TCP三握手时，最后确定的最大发送窗口还是双方最小的那个缓冲区，就算你无视，发了更多的数据，那么多出来的数据也会被丢弃。除非双方都协商好。