Java网络编程从入门到精通（25）：创建ServerSocket对象

ServerSocket类的构造方法有四种重载形式，它们的定义如下：

public ServerSocket() throws IOException
public ServerSocket(int port) throws IOException
public ServerSocket(int port, int backlog) throws IOException
public ServerSocket(int port, int backlog, InetAddress bindAddr) throws IOException
    在上面的构造方法中涉及到了三个参数：port、backlog和bindAddr。其中port是ServerSocket对象要绑定的端口，backlog是请求队列的长度，bindAddr是ServerSocket对象要绑定的IP地址。

一、通过构造方法绑定端口

通过构造方法绑定端口是创建ServerSocket对象最常用的方式。可以通过如下的构造方法来绑定端口：

public ServerSocket(int port) throws IOException
如果port参数所指定的端口已经被绑定，构造方法就会抛出IOException异常。但实际上抛出的异常是BindException。从图4.2的异常类继承关系图可以看出，所有和网络有关的异常都是IOException类的子类。因此，为了ServerSocket构造方法还可以抛出其他的异常，就使用了IOException。

如果port的值为0，系统就会随机选取一个端口号。但随机选取的端口意义不大，因为客户端在连接服务器时需要明确知道服务端程序的端口号。可以通过ServerSocket的toString方法输出和ServerSocket对象相关的信息。下面的代码输入了和ServerSocket对象相关的信息。

ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(1320);
System.out.println(serverSocket);
运行结果：

ServerSocket[addr=0.0.0.0/0.0.0.0,port=0,localport=1320]
上面的输出结果中的addr是服务端绑定的IP地址，如果未绑定IP地址，这个值是0.0.0.0，在这种情况下，ServerSocket对象将监听服务端所有网络接口的所有IP地址。port永远是0。localport是ServerSocket绑定的端口，如果port值为0（不是输出结果的port，是ServerSocket构造方法的参数port），localport是一个随机选取的端口号。

在操作系统中规定1 ~ 1023为系统使用的端口号。端口号的最小值是1，最大值是65535。在Windows中用户编写的程序可以绑定端口号小于1024的端口，但在Linux/Unix下必须使用root登录才可以绑定小于1024的端口。在前面的文章中曾使用Socket类来判断本机打开了哪些端口，其实使用ServerSocket类也可以达到同样的目的。基本原理是用ServerSocket来绑定本机的端口，如果绑定某个端口时抛出BindException异常，就说明这个端口已经打开，反之则这个端口未打开。

package server;

import java.net.*;

public class ScanPort
{
    public static void main(String[] args)
    {
        if (args.length == 0)
            return;
        int minPort = 0, maxPort = 0;
        String ports[] = args[0].split("[-]");
        minPort = Integer.parseInt(ports[0]);
        maxPort = (ports.length > 1) ? Integer.parseInt(ports[1]) : minPort;
        for (int port = minPort; port <= maxPort; port++)
            try
            {
                ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(port);
                serverSocket.close();
            }
            catch (Exception e)
            {
                System.err.println(e.getClass());
                System.err.println("端口" + port + "已经打开!");
            }
    }
}

在上面的代码中输出了创建ServerSocket对象时抛出的异常类的信息。ScanPort通过命令行参数将待扫描的端口号范围传入程序，参数格式为：minPort-maxPort，如果只输入一个端口号，ScanPort程序只扫描这个端口号。

         测试

java server.ScanPort 1-1023    运行结果
class java.net.BindException
端口80已经打开!
class java.net.BindException
端口135已经打开!
二、设置请求队列的长度

在编写服务端程序时，一般会通过多线程来同时处理多个客户端请求。也就是说，使用一个线程来接收客户端请求，当接到一个请求后（得到一个Socket对象），会创建一个新线程，将这个客户端请求交给这个新线程处理。而那个接收客户端请求的线程则继续接收客户端请求，这个过程的实现代码如下：

ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(1234);   // 绑定端口
// 处理其他任务的代码
while(true)
{
    Socket socket = serverSocket.accept(); // 等待接收客户端请求
    // 处理其他任务的代码
    new ThreadClass(socket).start();   // 创建并运行处理客户端请求的线程
}
上面代码中的ThreadClass类是Thread类的子类，这个类的构造方法有一个Socket类型的参数，可以通过构造方法将Socket对象传入ThreadClass对象，并在ThreadClass对象的run方法中处理客户端请求。这段代码从表面上看好象是天衣无缝，无论有多少客户端请求，只要服务器的配置足够高，就都可以处理。但仔细思考上面的代码，我们可能会发现一些问题。如果在第2行和第6行有足够复杂的代码，执行时间也比较长，这就意味着服务端程序无法及时响应客户端的请求。

假设第2行和第6行的代码是Thread.sleep(3000)，这将使程序延迟3秒。那么在这3秒内，程序不会执行accept方法，因此，这段程序只是将端口绑定到了1234上，并未开始接收客户端请求。如果在这时一个客户端向端口1234发来了一个请求，从理论上讲，客户端应该出现拒绝连接错误，但客户端却显示连接成功。究其原因，就是这节要讨论的请求队列在起作用。

在使用ServerSocket对象绑定一个端口后，操作系统就会为这个端口分配一个先进先出的队列（这个队列长度的默认值一般是50），这个队列用于保存未处理的客户端请求，因此叫请求队列。而ServerSocket类的accept方法负责从这个队列中读取未处理的客户端请求。如果请求队列为空，accept则处于阻塞状态。每当客户端向服务端发来一个请求，服务端会首先将这个客户端请求保存在请求队列中，然后accept再从请求队列中读取。这也可以很好地解释为什么上面的代码在还未执行到accept方法时，仍然可以接收一定数量的客户端请求。如果请求队列中的客户端请求数达到请求队列的最大容量时，服务端将无法再接收客户端请求。如果这时客户端再向服务端发请求，客户端将会抛出一个SocketException异常。

ServerSocket类有两个构造方法可以使用backlog参数重新设置请求队列的长度。在以下几种情况，仍然会采用操作系统限定的请求队列的最大长度：

 backlog的值小于等于0。
backlog的值大于操作系统限定的请求队列的最大长度。
在ServerSocket构造方法中未设置backlog参数。
下面积代码演示了请求队列的一些特性，请求队列长度通过命令行参数传入SetRequestQueue。

package server;

import java.net.*;

class TestRequestQueue
{
    public static void main(String[] args) throws Exception
    {
        for (int i = 0; i < 10; i++)
        {
            Socket socket = new Socket("localhost", 1234);
            socket.getOutputStream().write(1);
            System.out.println("已经成功创建第" + String.valueOf(i + 1) + "个客户端连接!");
        }
    }
}
public class SetRequestQueue
{
    public static void main(String[] args) throws Exception
    {
        if (args.length == 0)
            return;
        int queueLength = Integer.parseInt(args[0]);
        ServerSocket serverSocket = new S