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Java进阶学习:网络效劳器编程

文章来源:csdn 作者:DaiJiaLin</p>  Java的Socket API提供了一个很方便的对象接口停止网络编程。本文用一个简单的TCP Echo Server做例子,演示了如何使用Java完成一个网络效劳器。
   用作例子的TCP Echo Server是按以下方式工作的:
  当一个客户端通过TCP连接到效劳器后,客户端可以通过这个连接发送数据到效劳端,而效劳端接收到数据后会把这些数据用同一个TCP连接发送回客户端。效劳端会不时坚持这个连接直到客户端关闭它为止。
  因为效劳器需要能同时处置多个客户端,我们先选用一个常见的多线程效劳模型:
  让一个Thread负责监听效劳端口,当有新的连接建立的时候,这个监听的Thread会为这个连接创建一个新的Thread来处置它。这样,效劳器可以接受多个连接,并让多个Thread来分别处置它们。
  以下是相应的效劳端程序:

  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);
  }
  }
  }
  这段代码先创建了一个ServerSocket的对象并让其监听在TCP端口7上,然后在一个循环中用accept()方法接收新的连接,并创建处置这一连接的Thread。实际处置每个客户端连接的逻辑包含在EchoSession这个类里面。
  在以上代码中使用了ExceptionAdapter这个类,它的作用是把一个checked Exception包装成RuntimeException。详细的说明可以参考防止在Java中使用Checked Exception 一文。
  以下是EchoSession的代码:

  public class EchoSession implements Runnable {
  public EchoSession(Socket s) {
  _sock = s;
  }
  public void run() {

  try {
  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接受一个Socket对象作为构造参数,在其run()方法中,它不停的从这个Socket对象的InputStream里面读数据并写回到该Socket的OutputStream中去,直到这个连接被客户端关闭为止(InputStream的read方法返回-1)。
  EchoSession需要一个线程来执行,这容易让人联想到用Thread来作为EchoSession的父类。不过,这样做不够灵敏,开销也比较大。而选择让EchoSession实现Runnable接口就灵敏得多。在接下来的使用Thread Pool的Echo Server中可以看到这一点。
  以上已经是一个完好的TCP Echo Server,不过随着客户不停的连接和断开,这个效劳器会不停的产生和消除线程,而这两个都是比较‘昂贵'的操作。为了防止这种消耗,可以考虑采用Thread Pool的机制。
  使用在一个简单的Thread缓冲池的实现一文中Thread Pool的实现,可以对EchoServer作如下修改(EchoSession无需做修改):

  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();
  // 把任务放入Thread Pool
  queue.put(new EchoSession(sock));
  }
  } catch (IOException ex) {
  throw new ExceptionAdapter(ex);
  }
  }
  }
  这里可以看出让EchoSession实现Runnable接口的灵敏性,无需修改它就可以在Thread Pool里使用。
  在这个例子里使用的Thread Pool比较简单,没有动态调整Thread数量的功能,所以这个Echo Server最多只能同时效劳10个客户端。然而通过重载SyncQueue,我们可以很方便地参与这个功能以突破这个限制。
  在对网络效劳器的性能以及并发度要求很高的时候,让每个客户端由一个专门的Thread来处置有可能不能满足我们的要求(想象一下同时有数千个客户端的情况)。这时可以考虑使用Java的NIO API来构建效劳器架构,因为NIO中IO操作都是非阻塞的,我们只需要很少的Thread就可以充沛地利用CPU来处置多个客户端的恳求。关于NIO的话题,在这篇文章就不再赘述,希望以后能有时机讨论。 :)

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