java socket 停止 java socket shutdownoutput

转载

mob6454cc70cb6b 2023-09-01 11:45:09

文章标签 java socket 停止 close shutdownOutput shutdownInput 客户端 文章分类 Java 后端开发

前言：

在Java Socket中提供了2中关闭方法，其中包括：close() 、shutdownOutput()/shutdownInput() ，前一段时间做项目中用到了Socket，但是没有好好总结。

现在，我把我遇到的问题分享一下：

在网络协议中，通常明确指定了由谁来发起 “关闭”连接。

例如：在HTTP协议中，客户端先向服务端发送一个请求，然后服务器响应请求的信息。由于客户端不知道服务端响应信息的大小，因此服务器必须通过关闭套

接字来指示响应信息结束 —— 这个就是由服务器端发起的关闭连接！

一. Socket.close()方法

这个方法我们估计都不会陌生，一般使用完Socket后，都会调用Socket.close() 来释放相关的资源。当我们调用Socket.close()方法将同时终止两个方向（输入

和输出）的数据流。一旦一个终端（客户端或服务端）关闭了套接字，它将无法再发送或接收数据。这就意味着close( )方法只能在调用者完成了通信之后用来

给另一端发送信号。只要服务端收到了客户端的关闭信号，就立即关闭连接。

1. 考虑一个场景：

假设你有一个服务器，接收到消息后，在发回给客户端，这种情况下应该是有哪一端来关闭连接呢？

由于从客户端发送的消息长度是任意的，客户端需要关闭连接以通知服务器消息发送完毕，那么客户端应该什么时候调用close( )方法呢，如果客户端在发送完最后

一个字节后立即调用close( )方法，它将无法接收服务器发送的消息（因为: 关闭此套接字也将会关闭该套接字的 InputStream 和 OutputStream）；如果客户端在接收

完所有的数据后在调用close ( )方法，那么服务端将不知道到底有多少数据要接收（因为：客户端的输出流一直没有关闭，所以，服务端的输入流也就无法到达流末尾返回-1），

所以，服务器在接收数据时就一直阻塞，而这个时候客户端又要等待接收服务端发送来的消息（即使服务端发送了消息，但因为服务端的输出流一直没有关闭，所以，

服务端的输入流也就无法到达流末尾返回-1，所以客户端在接收数据时就一直阻塞） —— 以上问题就造成：”服务端和客户端都在接收数据时阻塞"

情况一：客户端在发送完最后一个字节后立即调用close( )方法

//服务端
public class Server
{
    public static void main(String[] args) throws IOException
    {
        System.out.println("------------------------------------");
        System.out.println("Server start......");
        System.out.println("------------------------------------");

        ServerSocket server = new ServerSocket(8888);

        while (true)
        {
            Socket client = server.accept();
            OutputStream out = client.getOutputStream();
            InputStream in = client.getInputStream();

            ByteArrayOutputStream byteArrayOut = new ByteArrayOutputStream();
            byte[] temp = new byte[1024];
            int realLen = 0;
            while ((realLen = in.read(temp)) != -1)
            {
                byteArrayOut.write(temp, 0, realLen);
            }

            byte[] recv = byteArrayOut.toByteArray();

            // 将接收的消息,发回给客户端
            out.write(recv);
            out.flush();
        }
    }
}


//客户端
public class Client
{

    public static void main(String[] args) throws IOException
    {
        System.out.println("------------------------------------");
        System.out.println("Client start......");
        System.out.println("------------------------------------");
        byte[] msg = new String("connect successfully!!!").getBytes();

        InetAddress inetAddr = InetAddress.getLocalHost();
        Socket client = new Socket(inetAddr, 8888);
        OutputStream out = client.getOutputStream();
        InputStream in = client.getInputStream();

        out.write(msg);
        out.flush();
        // 情况一 ：客户端在发送完最后一个字节后立即调用close( )方法
        client.close();

        ByteArrayOutputStream byteArrayOut = new ByteArrayOutputStream();
        byte[] temp = new byte[1024];
        int realLen = 0;
        while ((realLen = in.read(temp)) != -1)
        {
            byteArrayOut.write(temp, 0, realLen);
        }

        byte[] recv = byteArrayOut.toByteArray();

        System.out.println("Client receive msg:" + new String(recv));

        /*
         * 切记：在这里关闭输入流，并不会使服务端的输入流到达流末尾返回-1，仅仅是释放资源而已
         */
        in.close();
        out.close();

    }
}

运行结果：服务端与客户端都接收不到数据

java socket 停止 java socket shutdownoutput_客户端

java socket 停止 java socket shutdownoutput_java socket 停止_02

情况二：如果客户端在接收完所有的数据后在调用close ( )方法

服务端代码没变*（请参看情况一，所以这里只贴出客户端代码:

//客户端
public class Client
{

    public static void main(String[] args) throws IOException
    {
        System.out.println("------------------------------------");
        System.out.println("Client start......");
        System.out.println("------------------------------------");
        byte[] msg = new String("connect successfully!!!").getBytes();

        InetAddress inetAddr = InetAddress.getLocalHost();
        Socket client = new Socket(inetAddr, 8888);
        OutputStream out = client.getOutputStream();
        InputStream in = client.getInputStream();

        out.write(msg);
        out.flush();

        ByteArrayOutputStream byteArrayOut = new ByteArrayOutputStream();
        byte[] temp = new byte[1024];
        int realLen = 0;
        while ((realLen = in.read(temp)) != -1)
        {
            byteArrayOut.write(temp, 0, realLen);
        }
        // 情况二 ：如果客户端在接收完所有的数据后在调用close()方法
        client.close();

        byte[] recv = byteArrayOut.toByteArray();

        System.out.println("Client receive msg:" + new String(recv));

        /*
         * 切记：在这里关闭输入流，并不会使服务端的输入流到达流末尾返回-1，仅仅是释放资源而已
         */
        in.close();
        out.close();

    }
}

运行结果：服务端与客户端都接收不到数据

java socket 停止 java socket shutdownoutput_close_03

java socket 停止 java socket shutdownoutput_shutdownOutput_04

二. Sockt.shutdownInput( )与Socket.shutdownOutput( )

在上边的例子中，我们考虑了一个场景，但是分析之后——发现会造成 “服务端和客户端都在接收数据时阻塞 ”，我们现在需要一种方法来告诉连接的另一端

“我已经发送完所有数据” ，同时还要保持接收数据的能力。

这个问题Java中已经帮我们解决了，TCP套接字中提供了一种实现这个功能的方法，Socket.shutdownOutput( )和Socket.shutdownInput( )方法能够将输入输出流相互独立的关闭。

调用Socket.shutdownInput( )后，禁用此套接字的输入流，发送到套接字的输入流端的任何数据都将被确认然后被静默丢弃。任何想从该套接字的输入流读取数据的操作都将返回-1；

调用Socket.shutdownOutput()后，禁用此套接字的输出流，对于 TCP 套接字，任何以前写入的数据都将被发送，并且后跟 TCP 的正常连接终止序列（即-1），之后，从另一端TCP

套接字的输入流中读取数据时，如果到达输入流末尾而不再有数据可用，则返回 -1。

注意：

当调用Socket.shutdownInput( )后，还能够往该套接字中写数据（执行OutputStream.write( )）；

当调用Socket.shutdownOutput( )后，还能够往该套接字中读数据（执行InputStream.read( )）；

使用Socket.shutdownInput( )和Socket.shutdownOutput( ),代码如下：

//服务端
public class Server
{
    public static void main(String[] args) throws IOException
    {
        System.out.println("------------------------------------");
        System.out.println("Server start......");
        System.out.println("------------------------------------");

        ServerSocket server = new ServerSocket(8888);

        while (true)
        {
            Socket client = server.accept();
            OutputStream out = client.getOutputStream();
            InputStream in = client.getInputStream();

            ByteArrayOutputStream byteArrayOut = new ByteArrayOutputStream();
            byte[] temp = new byte[1024];
            int realLen = 0;
            while ((realLen = in.read(temp)) != -1)
            {
                byteArrayOut.write(temp, 0, realLen);
            }

            byte[] recv = byteArrayOut.toByteArray();

            // 将接收的消息,发回给客户端
            out.write(recv);
            out.flush();
            // 关闭该套接字的输入流
            client.shutdownOutput();
        }
    }
}


//客户端
public class Client
{

    public static void main(String[] args) throws IOException
    {
        System.out.println("------------------------------------");
        System.out.println("Client start......");
        System.out.println("------------------------------------");
        byte[] msg = new String("connect successfully!!!").getBytes();

        InetAddress inetAddr = InetAddress.getLocalHost();
        Socket client = new Socket(inetAddr, 8888);
        OutputStream out = client.getOutputStream();
        InputStream in = client.getInputStream();

        out.write(msg);
        out.flush();
        // 关闭该套接字的输出流
        client.shutdownOutput();

        ByteArrayOutputStream byteArrayOut = new ByteArrayOutputStream();
        byte[] temp = new byte[1024];
        int realLen = 0;
        while ((realLen = in.read(temp)) != -1)
        {
            byteArrayOut.write(temp, 0, realLen);
        }

        byte[] recv = byteArrayOut.toByteArray();

        System.out.println("Client receive msg:" + new String(recv));

        /*
         * 切记：在这里关闭输入流，并不会使服务端的输入流到达流末尾返回-1，仅仅是释放资源而已
         */
        in.close();
        out.close();

    }
}

运行看看，完全没有问题，网上还有人说 “Socket.shutdownInput( )与Socket.shutdownOutput( )” 是 “半关闭方法” — 其实这么说也对。

三. 深入剖析TCP关闭连接机制

TCP套接字中有一个优雅的关闭机制，以保证应用程序在关闭连接时不必担心正在传输的数据会丢失。这个机制还允许两个方向的数据传输相互独立的终止。

关闭机制的工作流程：应用程序通过调用连接套接字的close( )方法或shutdownOutput( )方法表明数据已经发送完毕。此刻，底层的TCP实现首先将留存在

SendQ队列中的数据传输出去（还要依赖另一端RecvQ队列的剩余空间），然后向另一端发送一个关闭TCP连接的握手消息，该关闭握手消息可以看作时流

终止标志：它告诉接收端TCP不会再有新的数据传入RecvQ队列了。（关闭握手消息本身并没有传递给接收端应用程序，而是通过read( ) 方法返回-1来指示

其在字节流中的位置）正在关闭的TCP将等待其关闭握手消息的确认信息，该确认信息表明在连接上传输的所有数据已经安全的传输到了RecvQ中。只要接收

到了确认信息，该连接就变成 “半关闭 ”状态。直到连接的另一个方向上收到了对称的握手消息后，连接才完全关闭——也就是说，连接的两端都表明它们再也

没有数据要发送了。

如果有疑问或不对的地方，请留言回复，我会及时修改，谢谢！

本文章为转载内容，我们尊重原作者对文章享有的著作权。如有内容错误或侵权问题，欢迎原作者联系我们进行内容更正或删除文章。