java socket 常見串連問題詳解

JAVA網路編程Socket常見問題

一. 網路程式運行過程中的常見異常及處理

第1個異常是 java.net.BindException:Address already in use: JVM_Bind。

該異常發生在伺服器端進行new ServerSocket(port)（port是一個0，65536的整型值）操作時。異常的原因是以為與port一樣的一個連接埠已經被啟動，並進行監聽。此時用netstat –an命令，可以看到一個Listending狀態的連接埠。只需要找一個沒有被佔用的連接埠就能解決這個問題。

第2個異常是java.net.ConnectException: Connection refused: connect。

該異常發生在用戶端進行 new Socket(ip, port)操作時，該異常發生的原因是或者具有ip地址的機器不能找到（也就是說從當前機器不存在到指定ip路由），或者是該ip存在，但找不到指定的連接埠進行監聽。出現該問題，首先檢查用戶端的ip和port是否寫錯了，如果正確則從用戶端ping一下伺服器看是否能ping通，如果能ping通（服務伺服器端把ping禁掉則需要另外的辦法），則看在伺服器端的監聽指定連接埠的程式是否啟動，這個肯定能解決這個問題。

第3個異常是java.net.SocketException: Socket is closed，

該異常在用戶端和伺服器均可能發生。異常的原因是己方主動關閉了串連後（調用了Socket的close方法）再對網路連接進行讀寫操作。

第4個異常是java.net.SocketException: （Connection reset或者Connect reset by peer:Socket write error）。

該異常在用戶端和伺服器端均有可能發生，引起該異常的原因有兩個，第一個就是如果一端的Socket被關閉（或主動關閉或者因為異常退出而引起的關閉），另一端仍發送資料，發送的第一個資料包引發該異常(Connect reset by peer)。另一個是一端退出，但退出時並未關閉該串連，另一端如果在從串連中讀資料則拋出該異常（Connection reset）。簡單的說就是在串連斷開後的讀和寫操作引起的。

第5個異常是java.net.SocketException: Broken pipe。

該異常在用戶端和伺服器均有可能發生。在第4個異常的第一種情況中（也就是拋出 SocketExcepton:Connect reset by peer:Socket write error後），如果再繼續寫資料則拋出該異常。前兩個異常的解決方案是首先確保程式退出前關閉所有的網路連接，其次是要檢測對方的關閉串連操作，發現對方關閉串連後自己也要關閉該串連。

二．編寫網路程式時需要注意的問題
第1個問題是要正確區分長、短串連。所謂的長串連是一經建立就永久保持。短串連就是在以下情境下，準備資料—>建立串連— >發送資料—>關閉串連。很多的程式員寫了多年的網路程式，居然不知道什麼是長串連，什麼是短串連。

第2個問題是對長串連的維護。所謂的維護包括兩個方面，首先是檢測對方的主動斷連（既調用 Socket的close方法），其次是檢測對方的宕機、異常退出及網路不通。這是一個健壯的通訊程式必須具備的。檢測對方的主動斷連很簡單，主要一方主動斷連，另一方如果在進行讀操作，則此時的傳回值只-1，一旦檢測到對方斷連，則應該主動關閉己方的串連（調用Socket的close方法）。而檢測對方的宕機、異常退出及網路不通常用方法是用“心跳”，也就是雙方周期性的發送資料給對方，同時也從對方接收“心跳”，如果連續幾個周期都沒有收到對方心跳，則可以判斷對方或者宕機或者異常推出或者網路不通，此時也需要主動關閉己方串連，如果是用戶端可在延遲一定時間後重新發起串連。雖然Socket有一個keep alive選項來維護串連，如果用該選項，一般需要兩個小時才能發現對方的宕機、異常退出及網路不通。

第3個問題是處理效率問題。不管是用戶端還是伺服器，如果是長串連一個程式至少需要兩個線程，一個用於接收資料，一個用於發送心跳，寫資料不需要專門的線程，當然另外還需要一類線程（俗稱Worker線程）用於進行訊息的處理，也就是說接收線程僅僅負責接收資料，然後再分發給Worker進行資料的處理。如果是短串連，則不需要發送心跳的線程，如果是伺服器還需要一個專門的線程負責進行串連請求的監聽。這些是一個通訊程式的整體要求，具體怎麼設計你的程式，就看你自己的設計水平了。 -------------------------------------------------------------   Socket 通訊(發送＆接收) 最近工作需要，做了一點Socket通訊的東西，積累一點經驗，與大家共分享 其中通過短串連方式接收Socket返回訊息，死迴圈，分別判斷接收和逾時，來確定串連串連狀況 通過位元組流的形式擷取socket返回訊息，主要是因為通過readline的方式，在我們系統通訊中存在異常。 具體用戶端代碼如下：
import java.net.*;
import java.io.*; import org.apache.log4j.Logger;
public class SocketClient {     static Logger log = Logger.getLogger(SocketClient.class.getName());   //日誌記錄資訊
    private String hostName;
    private int portNum;
    private int delaySecond;    // 發文接收返回報文延時     public SocketClient() {
        this.hostName = "192.168.0.1";
        this.portNum = 7000;
        this.delaySecond = 50000;
        pFileOp = null;
    }     private Socket getSocket() {
        Socket socket = null;
        try {
            socket = new Socket(hostName, portNum);
        } catch (UnknownHostException e) {
            System.out.println("-->未知的主機名稱:" + hostName + "    異常");
        } catch (IOException e) {
            System.out.println("-hostName=" + hostName + "   portNum="
                    + portNum + "---->IO異常錯誤" + e.getMessage());
        }
        return socket;
    }
    public String sendMessage(String strMessage) {
        String str = "";
        String serverString = "";
        Socket socket;
        try {
            socket = getSocket();
            // socket.setKeepAlive(true);
            if (socket == null) { // 未能得到指定的Socket對象,Socket通訊為空白
                return "0001";
            }
            PrintWriter out = new PrintWriter(socket.getOutputStream());
            //log.info("---->發送報文="+strMessage);
            out.println(strMessage);
            out.flush();
            BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(
                    socket.getInputStream()));
            long sendTime = System.currentTimeMillis();
            long receiveTime = System.currentTimeMillis();
            boolean received = false; // 成功接收報文
            boolean delayTooLong = false;
            serverString = null;
            while (!received && !delayTooLong) {
                if (socket.getInputStream().available() > 0) {
                    // serverString = in.readLine();
                    char tagChar[];
                    tagChar = new char[1024];
                    int len;
                    String temp;
                    String rev = "";
                    if ((len = in.read(tagChar)) != -1) {
                        temp = new String(tagChar, 0, len);
                        rev += temp;
                        temp = null;
                    }
                    serverString = rev;
                }
                receiveTime = System.currentTimeMillis();
                if (serverString != null)
                    received = true;                                        // 字串不為空白，接收成功
                if ((receiveTime - sendTime) > delaySecond)
                    delayTooLong = true;                                    // 接收等待時間過長，逾時
            }
            in.close();
            out.close();             str=serverString;
            if (delayTooLong) str="2190";                                   //逾時標誌為真，返回逾時碼
            if (!received) str ="2190";
            socket.close();
        } catch (UnknownHostException e) {
            log.error("---->出現未知主機錯誤! 主機資訊=" + this.hostName + "   連接埠號碼="
                    + this.portNum + "  出錯資訊=" + e.getMessage());
            str = "2191";
            // System.exit(1);
        } catch (IOException e) {
            log.error("---->出現IO異常! 主機資訊=" + this.hostName + "   連接埠號碼="
                    + this.portNum + "  出錯資訊=" + e.getMessage());
            e.printStackTrace();
            str = "2191";
        } catch (Exception e) {
            str="2177";
            log.error("---->出現未知異常" + e.getMessage());
        } finally {
            socket = null;
            str.trim();
            //log.info("--->返回的socket通訊字串="+str);
            return str;
        }
    }
   } -------------------------------------------------------

Socket用戶端與伺服器建立串連A，串連B 
A，B 串連得到伺服器確認後 
A承擔工作，發送接受命令與服務端通訊，同時每隔6秒發送心跳包到服務端 
B承擔工作，接受服務端返回心跳 包，30秒接受不到心跳包，判斷出串連斷開
網上很多寫自訂心跳實現長串連，卻沒有Java方面用戶端的代碼實現