Socket/ServerSocket 选项

在网络编程中，Socket/ServerSocket有一些选项用来自定义一些行为，现在分享一下。

 

 

Socket选项

1.TCP_NODELAY

在Socket发送数据时，默认情况下，数据会先进入缓冲区，等缓冲区满了再发送出去，意图是为了通过减少传输数据的次数，以此来提高通信效率。

但是，对于一些需要即时发送，即时响应的场景并不合适，比如网络游戏。客户端因为采用的默认行为，会等到缓冲区满了后才发送数据，服务端的响应相应也会变慢，导致整个游戏运行起来不流畅。

这时，就要开启TCP_NODELAY，关闭默认行为，实时发送实时响应。

 

2.SO_TIMEOUT

在读取数据时，常常因为种种原因，导致读方法阻塞，为了保证阻塞时间可控，可以设置SO_TIMEOUT选项，设置读数据时的最大等待时间，如果阻塞时间超过设置的时间，

则会抛出【Exception in thread "main" java.net.SocketTimeoutException: Read timed out】。示例如下。

客户端代码：阻塞6000ms后才发送数据

public class Main {

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

        Socket socket = new Socket("127.0.0.1", 8899);
        System.out.println("客户端启动...");
        OutputStream out = socket.getOutputStream();
        Thread.sleep(6000); //阻塞6000ms后才发送数据
        out.write("This is for everyone".getBytes());
    }
}

服务端代码：通过SO_TIMEOUT选项，设置读阻塞时长最大为5000ms，由于客户端再6000ms后才会出数据，所以会抛出SocketTimeoutException异常。

public class SimpleServer {

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

        ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8899, 2);
        System.out.println("服务端启动...");
        while (true) {
            Socket socket = serverSocket.accept();
            System.out.println("连接成功：" + socket);
            soTimeout(socket);
        }
    }

    private static void soTimeout(Socket socket) throws IOException {
        socket.setSoTimeout(5000); //设置最大阻塞时间为5000ms
        InputStream in = socket.getInputStream();
        byte[] buf = new byte[1024];
        int len = 0;
        while ((len = in.read(buf)) >= 0) { //因为阻塞时间超过5000ms，所以这里抛出【Exception in thread "main" java.net.SocketTimeoutException: Read timed out】异常
            System.out.println("read，len=" + len + "，str=" + new String(buf, 0, len));
        }
    }
}

3.SO_REUSEADDR

对于Socket来说，当通过Socket.close()关闭时，底层的Socket为了把数据发送完或者接受完，不会立即关闭而是会等待一段时间，确保完成自己的使命。

但这会带来一个问题，由于Socket的端口号不能共享，一旦一个端口号被占用，之后再用这个端口号尝试建立新连接的话会报端口冲突的异常。

为了确保一个进程关闭Socket后，同一主机的其他进程还能使用这个端口，可以设置SO_REUSEADDR选项。

4.SO_LINGER

SO_LINGER选项用来控制Socket关闭时的行为，上面已经简单讲过，默认情况下，调用Socket.close()方法后，close()方法会立即返回，但是底层的Socket会等待数据发送完成后再关闭。

当设置Socket.setSoLinger(true, 0)选项时，close()方法也会立即返回，底层的Socket也会立即关闭，未发送完的数据会抛弃掉。

当设置Socket.setSoLinger(true, n)选项时，close()方法会阻塞，直到满足下列条件中的一个才会返回。

　　1. n秒后，即使底层Socket还未发送完，也强制关闭底层Socket，并返回close()方法。

　　2. 底层Socket数据全部发送完（全部送到缓冲区）。

示例如下。

服务端代码：没什么特别的，就是从Socket中读出数据，重点在客户端

public class SimpleServer {

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

        ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8899, 2);
        System.out.println("服务端启动...");
        while (true) {
            Socket socket = serverSocket.accept();
            System.out.println("连接成功：" + socket);
            soLinger(socket);
        }
    }

     // 没什么特别的，就是从Socket中读出数据，重点在客户端
    private static void soLinger(Socket socket) throws InterruptedException, IOException {

        InputStream in = socket.getInputStream();
        byte[] buf = new byte[1024];
        int len = 0;
        while ((len = in.read(buf)) >= 0) {
            System.out.println("read，len=" + len + "，str=" + new String(buf, 0, len));
        }
    }
}

客户端代码：首先是不设置SO_LINGER选项，已默认的方式运行。之后#1，close()方法立即返回。#2，close()方法阻塞了4ms。

public class Main {

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

        Socket socket = new Socket("127.0.0.1", 8899);
        //socket.setSoLinger(true, 0); #1
        //socket.setSoLinger(true, 10); #2
        System.out.println("客户端启动...");
        OutputStream out = socket.getOutputStream();
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        for (int i = 0; i < 500000; i++) {
            sb.append(i);
        }
        out.write(sb.toString().getBytes());
        long start = System.currentTimeMillis();
        socket.close();
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("close:" + (end - start)); //#1:0   #2:4
    }
}

默认情况下，close()方法立即返回，Socket底层在发送完数据后关闭，服务端正常运行。

当把#1的注释给删掉，close()方法立即返回，Socket底层也会立即关闭，因为客户端数据没有完全发出，所以服务端运行时抛出了【Exception in thread "main" java.net.SocketException: Connection reset】异常

当吧#2的注释给删掉，close()方法阻塞了4ms才返回，Socket底层在发送完数据后关闭，服务端正常运行。

5.SO_RCVBUF，SO_SNDBUF

设置输入，输出缓冲区的大小。

一般情况下，对于数据量大，传输频率低的场景，适合大的缓冲区，减少传输数据的次数，提高传输效率，比如FTP、HTTP等。

对于数据量小，传输频率高，对实时性要求高的场景，适合设置小的缓冲区。

6.SO_KEEPALIVE

检测TCP连接的有效性。大概机制是，2小时后双方没有过交互一直处于空闲状态，则会发送一个请求，如果请求没有响应，则会认为对方已经关闭，这样本地的Socket也会自动关闭。

ServerSocket选项

1.SO_TIMEOUT

ServerSocket.accept()方法是个阻塞方法，会一直阻塞到有一个TCP连接成功建立，SO_TIMEOUT选项则可以设置最大的阻塞时间，超过这个时间还没有建立TCP连接的话则抛出异常。

注意和Socket的SO_TIMEOUT选项区别开，Socket的SO_TIMEOUT选项是设置读操作的最大阻塞时间，ServerSocket的SO_TIMEOUT选项是设置accept()操作的最大阻塞时间。

服务端代码：5000ms后任然没有与某个客户端成功建立连接，所以会抛出SocketTimeoutException异常。

public class SimpleServer {

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

        ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8899, 2);
        serverSocket.setSoTimeout(5000);
        System.out.println("服务端启动...");
        while (true) {
            Socket socket = serverSocket.accept(); ////SO_TIMEOUT选项为5000ms，超过这段时间后，抛出【Exception in thread "main" java.net.SocketTimeoutException: Accept timed out】
            System.out.println("连接成功：" + socket);
        }
    }
}

2.SO_REUSEADDR

同Socket的SO_REUSEADDR选项类似，为了保证一个进程关闭ServerSocket后，即使它还没有释放端口，同一主机的其他进程还能使用这个端口，可以设置SO_REUSEADDR解决这个问题。

对于Socket来讲，一般Socket的端口号都是系统随机分配的，碰巧碰到同一端口的情况比较少。但是对于ServerSocket来讲，往往用的都是固定端口号，所以同一端口的情况就不能忽视了。

3.SO_RCVBUF

设置ServerSocket输入缓冲区的大小。

引用

1.《Java网络编程精解》（孙卫琴）