《Java網(wǎng)絡(luò)程序設(shè)計(jì)》課件-第5章

第5章TCPSocket

5.1套接字5.2TCPSocket5.3多線程操作

5.1套接字

5.1.1端口的概念

在TCP/IP體系結(jié)構(gòu)中，傳輸層為應(yīng)用層提供傳輸服務(wù)，可選擇TCP和UDP兩個(gè)傳輸協(xié)議充當(dāng)數(shù)據(jù)的承載協(xié)議。應(yīng)用層通過(guò)傳輸層進(jìn)行數(shù)據(jù)通信時(shí)，TCP和UDP會(huì)遇到同時(shí)為多個(gè)應(yīng)用程序進(jìn)程提供并發(fā)服務(wù)的問(wèn)題。在TCP/IP協(xié)議中為應(yīng)用層和傳輸層之間提出了端口(port)的概念，用于標(biāo)識(shí)網(wǎng)絡(luò)主機(jī)上的唯一通信進(jìn)程。

端口指網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中應(yīng)用層與傳輸層之間的通信協(xié)議接口，也稱(chēng)為傳輸層服務(wù)訪問(wèn)接口。端口是一種抽象的軟件結(jié)構(gòu)，包括一些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和I/O緩沖區(qū)。應(yīng)用進(jìn)程通過(guò)系統(tǒng)調(diào)用與某端口建立關(guān)聯(lián)(binding)后，傳輸層傳給該端口的數(shù)據(jù)都被相應(yīng)的應(yīng)用進(jìn)程所接收。TCP與UDP的端口如圖5-1所示。圖5-1TCP與UDP的端口(a)數(shù)據(jù)發(fā)送；(b)數(shù)據(jù)接收端口號(hào)使用16位表示，取值范圍為0～65?535，含義是一臺(tái)使用TCP/IP體系結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)上最多在應(yīng)用層上區(qū)別65?336個(gè)TCP網(wǎng)絡(luò)進(jìn)程和65?336個(gè)UDP網(wǎng)絡(luò)進(jìn)程，實(shí)際上不能達(dá)到這樣多的進(jìn)程數(shù)量。所有的端口僅具有本地意義，即端口僅能設(shè)置本地的網(wǎng)絡(luò)通信進(jìn)程，而不能設(shè)置通信對(duì)方的應(yīng)用進(jìn)程端口號(hào)。表5-1列出了部分基于TCP的常用應(yīng)用進(jìn)程的端口號(hào)。習(xí)慣上，端口號(hào)可分為三大類(lèi)：

(1)公認(rèn)端口(WellKnownPorts)：從0～1023，它們緊密綁定于一些服務(wù)。通常這些端口的通信明確表明了某種服務(wù)的協(xié)議。例如：80端口實(shí)際上總是綁定HTTP通信。

(2)注冊(cè)端口(RegisteredPorts)：從1024～49?151，它們松散地綁定于一些服務(wù)。也就是說(shuō)有許多服務(wù)綁定于這些端口，這些端口同樣用于許多其他目的。例如：許多系統(tǒng)處理動(dòng)態(tài)端口從1024左右開(kāi)始。

(3)動(dòng)態(tài)或私有端口(DynamicandorPrivatePorts)：從49?152～65?535。理論上，從1024起為服務(wù)分配動(dòng)態(tài)端口，但也有例外，如Sun的RPC端口從32?768開(kāi)始。5.1.2套接字的概念

套接字(Socket)原意是“插座”，在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中指支持TCP/IP的網(wǎng)絡(luò)通信的基本操作單元，可以被看做是兩個(gè)進(jìn)程在通信連接中的一個(gè)端點(diǎn)，是連接應(yīng)用程序和網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動(dòng)程序的橋梁。Socket在應(yīng)用進(jìn)程中創(chuàng)建，通過(guò)綁定與網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動(dòng)建立關(guān)系。此后，應(yīng)用進(jìn)程送給Socket的數(shù)據(jù)，由Socket傳遞給網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動(dòng)程序向網(wǎng)絡(luò)上發(fā)送出去。計(jì)算機(jī)從網(wǎng)絡(luò)上收到與該Socket綁定IP地址和端口號(hào)相關(guān)的數(shù)據(jù)后，由網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動(dòng)進(jìn)程交給Socket，應(yīng)用進(jìn)程便可從該Socket中提取接收到的數(shù)據(jù)，即網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用進(jìn)程通過(guò)Socket實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收。在同一臺(tái)主機(jī)上可能會(huì)同時(shí)運(yùn)行多個(gè)應(yīng)用進(jìn)程，為了區(qū)分不同應(yīng)用進(jìn)程的網(wǎng)絡(luò)通信和連接，Socket通過(guò)三個(gè)參數(shù)唯一地標(biāo)識(shí)本地主機(jī)上的通信進(jìn)程，實(shí)現(xiàn)與網(wǎng)絡(luò)進(jìn)程的綁定關(guān)系，這三個(gè)參數(shù)分別是：通信的目的IP地址、使用的傳輸層協(xié)議(TCP或UDP)以及使用的端口號(hào)。此時(shí)，應(yīng)用層和傳輸層就可以通過(guò)Socket，區(qū)分來(lái)自不同應(yīng)用程序進(jìn)程或網(wǎng)絡(luò)連接的通信，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟l(fā)服務(wù)。

以最常見(jiàn)的WWW訪問(wèn)為例，例如：在瀏覽器地址中輸入了網(wǎng)頁(yè)URL地址：

/index.html該URL就包含了套接字的三個(gè)參數(shù)，由于采用超文本傳輸協(xié)議(HyperTextTransferProtocol，HTTP)說(shuō)明使用的是TCP協(xié)議；根據(jù)目標(biāo)網(wǎng)頁(yè)的域名“”，可以通過(guò)域名服務(wù)器查找到該WWW服務(wù)器的IP地址為；通常在訪問(wèn)URL時(shí)，如端口無(wú)特殊指定時(shí)，默認(rèn)使用80；index.html說(shuō)明訪問(wèn)的文件資源。所以，訪問(wèn)該網(wǎng)頁(yè)時(shí)的套接字為{TCP，，80}。5.1.3Netstat的應(yīng)用

由于在TCP/IP體系結(jié)構(gòu)中通過(guò)端口唯一標(biāo)識(shí)主機(jī)上的應(yīng)用通信進(jìn)程，因而可以通過(guò)查看本地端口信息掌握本地主機(jī)的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)程運(yùn)行情況；即：用戶可以知道本地計(jì)算機(jī)開(kāi)放了哪些通信端口，都是什么軟件進(jìn)程開(kāi)的；可以掌握開(kāi)放的端口處于什么狀態(tài)，是等待連接還是已經(jīng)連接，如果是已經(jīng)連接，需要特別注意看連接是個(gè)正常連接還是非正常連接，例如木馬等；可以知道目前本機(jī)是不是正在和其他計(jì)算機(jī)交換數(shù)據(jù)，是正常的程序訪問(wèn)到一個(gè)正常網(wǎng)站還是訪問(wèn)到一個(gè)陷阱，更重要的是因?yàn)槎丝谥荒芪ㄒ坏貥?biāo)識(shí)通信進(jìn)程，通過(guò)查看本地的端口使用情況，可以避免產(chǎn)生端口使用沖突的問(wèn)題。在Windows操作系統(tǒng)中，提供了工具軟件Netstat.exe。它可以用于顯示與IP，TCP，UDP和ICMP等協(xié)議相關(guān)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，通常被用于檢驗(yàn)本機(jī)各端口的網(wǎng)絡(luò)連接情況。在這里列舉Netstat常用的參數(shù)?-a和?-n，如：

●?Netstat-a 本選項(xiàng)顯示一個(gè)有效連接信息列表，包括已建立的TCP連接(ESTABLISHED)，也包括TCP監(jiān)聽(tīng)連接請(qǐng)求(LISTENING)的連接。

●?Netstat-n 顯示所有已建立的有效連接，包括基于TCP和UDP的應(yīng)用進(jìn)程。

通常，將?-a和?-n聯(lián)合執(zhí)行，即Netstat-an，即可列出本地計(jì)算機(jī)所有的占用端口情況。所有的端口必然處于下列狀態(tài)之一：●?LISTENING狀態(tài)，表示某個(gè)端口是個(gè)開(kāi)放的TCP端口，正處于監(jiān)聽(tīng)狀態(tài)，等待遠(yuǎn)程用戶的連接。意味著這是一個(gè)使用TCP的協(xié)議服務(wù)器端程序，用于監(jiān)聽(tīng)客戶機(jī)端的連接。例如：

TCP:21:0LISTENING

從上例可以看出，本地開(kāi)啟端口21，通常為FTP服務(wù)進(jìn)程。因?yàn)镮P地址顯示均為，表示該端口還處于監(jiān)聽(tīng)狀態(tài)，未建立連接。

●?ESTABLISHED狀態(tài)，表示已建立通信連接，兩臺(tái)機(jī)器正在交換數(shù)據(jù)，例如：

TCP0:21:3009ESTABLISHED說(shuō)明主機(jī)0上開(kāi)啟了FTP服務(wù)，與主機(jī)上端口為3009的進(jìn)程建立了連接。當(dāng)主機(jī)53使用瀏覽器訪問(wèn)某網(wǎng)站時(shí)，發(fā)現(xiàn)會(huì)有許多源IP地址和目的IP地址相同，并與處于ESTABLISHED狀態(tài)的套接字連接。這由網(wǎng)頁(yè)的構(gòu)成形式?jīng)Q定，網(wǎng)頁(yè)本身是純文本格式，它通過(guò)嵌入的方法鏈接引入各種格式的數(shù)據(jù)，所以如果要查看完整的網(wǎng)頁(yè)，就需要將嵌入的所有數(shù)據(jù)都下載，所以圖片、flash動(dòng)畫(huà)等都要單獨(dú)建立連接，如圖5-2所示。圖5-2當(dāng)訪問(wèn)某網(wǎng)頁(yè)時(shí)建立的連接

5.2TCPSocket

由于TCP是面向連接的傳輸控制協(xié)議，因而在Java的包中，為實(shí)現(xiàn)TCPSocket提供了兩個(gè)基礎(chǔ)類(lèi)，分別是Socket類(lèi)和ServerSocket類(lèi)。

●?Socket類(lèi)：用于建立一個(gè)客戶機(jī)端通信對(duì)象，并向服務(wù)器端發(fā)起連接請(qǐng)求，在TCP連接成功后，通信雙方利用自有的Socket實(shí)例實(shí)現(xiàn)會(huì)話；

●?ServerSocket類(lèi)：建立一個(gè)服務(wù)器端對(duì)象，專(zhuān)門(mén)用于監(jiān)聽(tīng)客戶機(jī)端的連接請(qǐng)求，其通過(guò)accept()方法實(shí)現(xiàn)與客戶端的連接，完成TCP連接的三次握手。5.2.1Socket類(lèi)

Socket類(lèi)是TCPSocket中重要的類(lèi)。該類(lèi)有兩個(gè)作用：其一是作為客戶機(jī)端向指定的服務(wù)器發(fā)起連接請(qǐng)求，其二是在服務(wù)器端生成一個(gè)與客戶機(jī)端對(duì)等的通信實(shí)體，實(shí)現(xiàn)一對(duì)一的通信功能。其類(lèi)定義如圖5-3所示。圖5-3Socket類(lèi)的定義其常用構(gòu)造方法：

●?protectedSocket()throwsIOException，建立一個(gè)默認(rèn)的TCP客戶端套接字；

●?publicSocket(InetAddressaddr,intport)throwsIOException，向指定InetAddress的目標(biāo)服務(wù)器的端口port發(fā)起連接請(qǐng)求；

●?publicSocket(Stringhost,intport)throwsIOException，向指定名稱(chēng)的目標(biāo)服務(wù)器的端口port發(fā)起連接請(qǐng)求。

Socket構(gòu)造方法的含義是，向某指定主機(jī)的指定端口發(fā)出連接請(qǐng)求，例如：

Socketsc1=newSocket("",80);//向主機(jī)上的標(biāo)識(shí)為80的服務(wù)進(jìn)程發(fā)起連接請(qǐng)求。

Socketsc2=newSocket(“”,80);//向主機(jī)上的標(biāo)識(shí)為80的服務(wù)進(jìn)程發(fā)起連接請(qǐng)求。

Socketsc3=newSocket(InetAddress.getByName(“”),80);參數(shù)使用了InetAddress對(duì)象，向目標(biāo)的80端口發(fā)起連接請(qǐng)求。

實(shí)際上，上面三個(gè)連接請(qǐng)求都是實(shí)現(xiàn)了向相同的Web服務(wù)器發(fā)起連接請(qǐng)求的功能，只不過(guò)是參數(shù)的形式不同而已。

Socket類(lèi)常用的方法有：

●?publicvoidclose()，關(guān)閉當(dāng)前套接字；

●?intgetPort()，獲得對(duì)方Socket端口號(hào)；

●?intgetLocalPort()，獲得本地Socket端口號(hào)；

●?InetAddressgetInetAddress()，獲得對(duì)方InetAddress對(duì)象；

●?InetAddressgetLocalAddress()，獲得本地InetAddress對(duì)象；

●?InputStreamgetInputStream()， 獲得輸入流對(duì)象；

●?OutputStreamgetOutputStream()，獲得輸出流對(duì)象。代碼注釋如下：

①第1～2行在網(wǎng)絡(luò)編程時(shí)都需要引用java.io和類(lèi)庫(kù)包；

②第5～6行設(shè)定要訪問(wèn)的主機(jī)名稱(chēng)為，端口為80；

③第7行聲明客戶端套接字變量cs；

④第9行向預(yù)先設(shè)定好的主機(jī)上的端口發(fā)起連接請(qǐng)求，如果連接成功的話則對(duì)客戶端套接字cs進(jìn)行賦值；

⑤第11～12行獲得本次連接套接字信息。

運(yùn)行結(jié)果如圖5-4所示。圖5-4Socket常用方法演示代碼注釋如下：

①第6行設(shè)定目標(biāo)計(jì)算機(jī)名稱(chēng)；

②第7行設(shè)定端口掃描范圍，應(yīng)在0～65?535之間。

③第8～16行嘗試連接指定主機(jī)的指定端口，并給出提示信息。

由于在測(cè)試遠(yuǎn)程主機(jī)端口時(shí)，等待應(yīng)答的時(shí)間可能會(huì)比較長(zhǎng)，可以縮小探測(cè)端口的范圍。也可以將hostName設(shè)置為localhost或臨近的主機(jī)。運(yùn)行結(jié)果如圖5-5所示。

當(dāng)利用Socket實(shí)現(xiàn)通信時(shí)，在實(shí)現(xiàn)與服務(wù)器連接后，客戶機(jī)端套接字上分別獲得輸入與輸出流，并且通過(guò)相應(yīng)方法從網(wǎng)絡(luò)獲取數(shù)據(jù)和向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送數(shù)據(jù)。圖5-5測(cè)試主機(jī)的端口開(kāi)放情況

代碼注釋如下：

①第6～7行分別聲明了輸入和輸出流對(duì)象；

②第9行向指定服務(wù)器localhost的80端口發(fā)起連接請(qǐng)求，如果連接成功則給客戶端套接字cs復(fù)制；

③第10～11行在套接字cs上通過(guò)getInputStream()和getOutputStream()方法分別獲得輸入和輸出流；

④第19～21行要求客戶端通過(guò)鍵盤(pán)輸入一個(gè)用戶名；

⑤第22～28行實(shí)現(xiàn)客戶端與服務(wù)器的通信；

⑥第22行定義了用于接收和發(fā)送數(shù)據(jù)的字符串變量fromServer和fromUser；

⑦第23行通過(guò)in.readUTF()從網(wǎng)絡(luò)接收數(shù)據(jù)；

⑧第25行判斷收到的字符是否為“bye”，如果是則退出循環(huán)結(jié)束程序；⑨第27行從本地鍵盤(pán)輸入信息；

⑩第28行通過(guò)os.writeUTF()實(shí)現(xiàn)向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送數(shù)據(jù)；

??第29行通過(guò)調(diào)用os.flush()將存儲(chǔ)在本地發(fā)送緩存的數(shù)據(jù)立即向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送，保證消息的實(shí)時(shí)性；

??第31～34行關(guān)閉流和套接字，釋放資源。

該代碼與例5-4配合執(zhí)行，運(yùn)行結(jié)果如圖5-6所示。圖5-6客戶機(jī)端顯示5.2.2ServerSocket類(lèi)

ServerSocket類(lèi)用于在TCP傳輸?shù)姆?wù)器端建立一個(gè)監(jiān)聽(tīng)端口，監(jiān)聽(tīng)本地服務(wù)器是否接收到客戶機(jī)端的連接請(qǐng)求。當(dāng)接收到客戶機(jī)端連接請(qǐng)求，采用accept()方法確認(rèn)連接，并在本地返回一個(gè)Socket對(duì)象，利用該Socket對(duì)象與客戶機(jī)端Socket實(shí)現(xiàn)建立通信連接。其類(lèi)定義如圖5-7所示。圖5-7ServerSocket類(lèi)的定義其常用構(gòu)造方法：

●?ServerSocket()throwsIOException，建立一個(gè)服務(wù)器端標(biāo)識(shí)；

●?ServerSocket(intport)throwsIOException，在指定的端口建立一個(gè)服務(wù)器端標(biāo)識(shí)。

其端口取值范圍在0～65535之間，當(dāng)取值為0，表示使用本地任何空閑端口建立監(jiān)聽(tīng)，監(jiān)聽(tīng)本地某個(gè)指定的端口，例如：

ServerSocketss0=newServerSocket(80);//監(jiān)聽(tīng)TCP80端口是否有連接請(qǐng)求

ServerSocketss1=newServerSocket(0);//監(jiān)聽(tīng)某一空閑端口是否有連接請(qǐng)求

ServerSocket常用的方法有：

●?publicSocketaccept()，服務(wù)器接收客戶機(jī)端連接請(qǐng)求；

●?intgetLocalPort()，當(dāng)使用ServerSocket(0)構(gòu)造對(duì)象時(shí)，可獲得自動(dòng)分配得到的監(jiān)聽(tīng)端口號(hào)；●?publicvoidclose()，停止監(jiān)聽(tīng)指定端口，關(guān)閉ServerSocket套接字。

由于TCP是面向連接的協(xié)議，提供可靠的通信服務(wù)，因而經(jīng)常被用于文件傳輸?shù)扔锌煽啃砸蟮膱?chǎng)景中。當(dāng)使用Java進(jìn)行TCP通信編程時(shí)，首先由服務(wù)器端利用ServerSocket開(kāi)啟服務(wù)端口等待客戶機(jī)端的連接請(qǐng)求。其次，由客戶機(jī)端的Socket發(fā)起連接請(qǐng)求，服務(wù)器端使用accept()方法接收客戶機(jī)端，生成與客戶機(jī)端對(duì)應(yīng)的Socket，完成TCP連接建立。接下來(lái)服務(wù)器和客戶機(jī)端分別獲得對(duì)應(yīng)的輸入/輸出流，即可進(jìn)行通信。最后，通信結(jié)束分別關(guān)閉兩端的數(shù)據(jù)流和套接字，釋放系統(tǒng)資源。

圖5-8所示為T(mén)CPSocket通信的流程。圖5-8TCPSocket通信的流程

代碼注釋如下：

①第5～12行啟動(dòng)監(jiān)聽(tīng)本地的8080端口；

②第13～19行當(dāng)收到客戶端連接請(qǐng)求，通過(guò)accept()實(shí)現(xiàn)與客戶端的連接，并生成對(duì)應(yīng)的套接字cst；

③第20～21行在套接字cst上獲得輸入和輸出流；

④第24～35行實(shí)現(xiàn)與客戶端的通信，直至輸入“bye”為止。

該例程的運(yùn)行結(jié)果與例5-3配合執(zhí)行，將實(shí)現(xiàn)一問(wèn)一答式通信。運(yùn)行結(jié)果如圖5-9所示。圖5-9服務(wù)器端顯示

5.3多?線?程?操?作

5.3.1多線程的概念

在上一節(jié)的例子中，實(shí)現(xiàn)的是通信最基本的形式“點(diǎn)到點(diǎn)(PointtoPoint，P2P)”通信，其特點(diǎn)是只有2人參與，進(jìn)行一問(wèn)一答形式的信息交互。如果要實(shí)現(xiàn)多于2人參與的互動(dòng)會(huì)話聊天室，在軟件設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮如何接受多個(gè)參與者的申請(qǐng)，加入到同一個(gè)會(huì)話場(chǎng)景。

通常，在基于TCP的網(wǎng)絡(luò)編程中采用按照多線程的解決方案，以不同線程來(lái)與不同的用戶建立Socket連接，分別進(jìn)行通信。這樣的解決方案可以很容易在生活中發(fā)現(xiàn)，例如火車(chē)票銷(xiāo)售系統(tǒng)、銀行存取系統(tǒng)或者是自來(lái)水供應(yīng)系統(tǒng)均能為多個(gè)客戶同時(shí)提供服務(wù)。在計(jì)算機(jī)中被執(zhí)行的程序稱(chēng)為“進(jìn)程(Process)”，它是在計(jì)算機(jī)中依次執(zhí)行的指令，獨(dú)立占有系統(tǒng)資源，代表主動(dòng)對(duì)象。線程(Thread)指進(jìn)程概念中的程序代碼的執(zhí)行位置。線程是屬于進(jìn)程的，一個(gè)進(jìn)程往往存在多個(gè)相似的線程。另一種更加形象的比喻是“線程是程序中的一條執(zhí)行路徑”，則多線程表示程序中包含多條執(zhí)行路徑。當(dāng)多個(gè)線程同時(shí)使用同一資源的時(shí)候，將會(huì)產(chǎn)生沖突。

【例5-5】

實(shí)現(xiàn)一組數(shù)1～30的累加，共啟用3個(gè)線程，每個(gè)線程都是從該數(shù)據(jù)集合中取10個(gè)數(shù)分別累加，最后將各線程的和再累加在一起。

代碼注釋如下：

①第1行因?yàn)橐獙?shí)現(xiàn)數(shù)字1～30的累加，所以定義一個(gè)共享資源類(lèi)；

②第2行成員變量count為共享資源，為了避免外部直接引用，使用了private修飾符；

③第3～6行定義count的自增方法為?+1，并且通過(guò)synchronized聲明該方法在某個(gè)時(shí)刻只能被一個(gè)線程所調(diào)用，即排他行；

④第8～31行定義實(shí)現(xiàn)累加的線程；

⑤第34行定義計(jì)數(shù)器對(duì)象；⑥第35～40行定義三個(gè)累加的線程對(duì)象，并將這些對(duì)象作為參數(shù)傳遞為T(mén)hread類(lèi)對(duì)象；

⑦第41～43行通過(guò)start()啟動(dòng)累加線程；

⑧第44行通過(guò)join()將這些子線程加入到主線程中，保證當(dāng)子線程結(jié)束后，主線程才能結(jié)束；

⑨第45行輸出累加結(jié)果。

運(yùn)行結(jié)果如圖5-10所示。

該例在第9章遠(yuǎn)程方法接口修改為分布式累加。圖5-10多線程累計(jì)結(jié)果5.3.2Java的多線程

Java中為用戶自定義線程類(lèi)提供了兩種方法，分別是：

●?繼承Thread類(lèi)，例如：

publicclassmyThreadextendsThread{}

●?實(shí)現(xiàn)Runnable接口，例如：

publicclassmyThreadimplmentsRunnable{}

這兩種方法都需要調(diào)用run()方法使線程運(yùn)行。所以，自定義線程時(shí)必須覆蓋run()方法。由于Java的單繼承特性，通常建議在自定義線程類(lèi)時(shí)采用Runnable接口。

Thread類(lèi)提供了七種重載的構(gòu)造方法來(lái)實(shí)現(xiàn)線程類(lèi)的實(shí)例化，分別是：●?publicThread()，默認(rèn)的構(gòu)造方法；

●?publicThread(Stringname)，指定了線程名稱(chēng)的構(gòu)造方法；

●?publicThread(Runnabletarget)，帶有Runnable參數(shù)的構(gòu)造方法；

●?publicThread(Runnabletarget,Stringname)，有Runnable參數(shù)和名稱(chēng)的構(gòu)造方法；

●?publicThread(ThreadGroupgroup,Stringname)，帶有線程組名和線程名的構(gòu)造方法；

●?publicThread(ThreadGroupgroup,Runnabletarget)，帶有線程組名和Runnable參數(shù)的構(gòu)造方法； ●?publicThread(ThreadGroupgroup,Runnabletaget,Stringname)帶有線程組名和Runnable參數(shù)，以及設(shè)定了線程名的構(gòu)造方法；

在利用Thread實(shí)現(xiàn)多線程時(shí)，需要先自定義線程類(lèi)，然后聲明線程實(shí)例對(duì)象，最后調(diào)用start()使線程運(yùn)行。在利用Runnable實(shí)現(xiàn)多線程時(shí)，不能直接創(chuàng)建線程類(lèi)，必須先聲明一個(gè)Runnable實(shí)例對(duì)象，再將該實(shí)例傳遞給Thread類(lèi)，才能調(diào)用start()使線程運(yùn)行。代碼注釋如下：

①第2～7行與例5～6中的相同；

②第9～10行先聲明一個(gè)Runnable對(duì)象，再將該對(duì)象帶入Thread構(gòu)造方法；

③第11行通過(guò)start()啟動(dòng)線程。

當(dāng)多個(gè)線程同時(shí)訪問(wèn)一個(gè)資源的時(shí)候，就會(huì)出現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行異常，類(lèi)似于數(shù)據(jù)庫(kù)操作中的臟讀和臟寫(xiě)，所以引入線程同步的概念來(lái)避免它。同步的基本思想是避免多個(gè)線程訪問(wèn)同一資源，可以通過(guò)“鎖”的形式實(shí)現(xiàn)。Java同步機(jī)制的作用就是力圖避免對(duì)“對(duì)象”訪問(wèn)的沖突。為此，提供了一種信號(hào)量monitor來(lái)控制訪問(wèn)對(duì)象的同步，使用關(guān)鍵字synchronized來(lái)修飾方法或者程序段，實(shí)現(xiàn)信號(hào)量的控制。Synchronized既可以用來(lái)鎖完整的成員方法，也可以用來(lái)鎖方法中某個(gè)程序段。5.3.3多線程與TCPSocket

聊天室(chatroom)是一個(gè)典型的多線程通信應(yīng)用程序。如果是基于TCP協(xié)議的通信，則服務(wù)器端必須利用多線程與每個(gè)客戶機(jī)端進(jìn)行單獨(dú)的連接，并采用線性表或鏈表保存每個(gè)客戶機(jī)端的Socket信息，然后由服務(wù)器以逐次轉(zhuǎn)發(fā)消息形式，實(shí)現(xiàn)消息的發(fā)布。如果是基于UDP通信，則可以選擇與TCP相類(lèi)似的方法，也可以使用D類(lèi)IP多播地址進(jìn)行群發(fā)信息。

在TCP中，首先服務(wù)器開(kāi)啟指定的端口，用于監(jiān)聽(tīng)客戶機(jī)端的連接請(qǐng)求?？蛻魴C(jī)端發(fā)起連接請(qǐng)求，服務(wù)器端通過(guò)accept()接收，生成一個(gè)單獨(dú)的線程與每一個(gè)客戶機(jī)端進(jìn)行獨(dú)立的通信，如圖5-11所示。圖5-11基于TCP的多線程通信在程序設(shè)計(jì)時(shí)，可保持在客戶機(jī)端程序(例5-4)不改變的情況，在原單線程的服務(wù)器(例5-4)上改進(jìn)，增加以下部分功能：

(1)設(shè)立主程序線程；

(2)增加while循環(huán)，接受客戶機(jī)端的連接請(qǐng)求；

(3)設(shè)立對(duì)應(yīng)于客戶機(jī)端的對(duì)話線程；

(4)創(chuàng)建線程對(duì)象，并啟動(dòng)該線程。

代碼注釋如下：

①第3行聲明主程序?yàn)榫€程；

②第5～13行在構(gòu)造方法中實(shí)現(xiàn)監(jiān)聽(tīng)本地的指定端口；

③第16～20行采用while循環(huán)的方法無(wú)限地接收客戶端的連接請(qǐng)求；

④第25～53行定義客戶端的通信線程類(lèi)，該類(lèi)實(shí)現(xiàn)了Runnable接口；

⑤第54～58行啟動(dòng)主程序。

例5-8是一個(gè)簡(jiǎn)化的多線程服務(wù)器端程序，實(shí)際上真實(shí)環(huán)境下需要為服務(wù)器主程序、與客戶端連接、接收客戶端消息、給客戶端發(fā)送消息等設(shè)置線程。5.3.4多客戶端信息存儲(chǔ)

在上節(jié)中僅討論了如何使用多線程連接多個(gè)客戶機(jī)端。而實(shí)際上要滿足一個(gè)簡(jiǎn)單聊天室的功能，還需要考慮以下重要的內(nèi)容：

●?如何保存客戶機(jī)端的信息，例如，客戶機(jī)端的Socket信息等，當(dāng)服務(wù)器端收到客戶機(jī)端發(fā)送的消息后，如何將消息向聊天室里所有用戶的分發(fā)；

●?如何設(shè)計(jì)消息的格式，即在聊天室中發(fā)送的消息應(yīng)該包含哪些內(nèi)容，例如，信息的發(fā)送者、接收者目的地，以及內(nèi)容等；圖5-12Java中的線性表和鏈表類(lèi)通常，為了保存所有連接到服務(wù)器的客戶機(jī)端Socket信息，可以采用Java所提供的線性表Collection或鏈表Map等數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)保存在java.util類(lèi)庫(kù)中，如圖5-12所示。其中，Java.util.Vector提供了向量(Vector)類(lèi)以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)數(shù)組的功能，在多線程編程時(shí)經(jīng)常被使用。每個(gè)Vector實(shí)例都有一個(gè)容量(Capacity)，用于存儲(chǔ)元素的數(shù)組，這個(gè)容量可隨著不斷添加新元素而自動(dòng)增加。

Vector的構(gòu)造方法有：

●?Vector()；//構(gòu)造一個(gè)空的實(shí)例對(duì)象

●?Vector(int

initialCapacity)；//構(gòu)造一個(gè)初始有一個(gè)向量的實(shí)例對(duì)象

●?Vector(int

initialCapacity,int

capacityIncrement)；//構(gòu)造一個(gè)初始有一個(gè)向量，并且每次遞增一個(gè)的實(shí)例對(duì)象例如：

VectoruserList=newVector();

其常用方法有：

Vector.add(element);

//添加一個(gè)元素

VectoruserList.remove(socket);

//移除一個(gè)指定元素

Vector.size();

//獲取Vector中元素個(gè)數(shù)

在例5-8基礎(chǔ)上進(jìn)行修改，第一，需要在myServer類(lèi)中聲明一個(gè)Vector對(duì)象，如下：第三，修改客戶通信線類(lèi)，這時(shí)將服務(wù)器端僅作為消息的轉(zhuǎn)發(fā)者，不允許通過(guò)鍵盤(pán)輸入與客戶機(jī)端對(duì)話：第四，為了客戶機(jī)端能及時(shí)地收到服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)來(lái)的消息，需要為客戶機(jī)端的接收和發(fā)送數(shù)據(jù)流分別設(shè)置2個(gè)線程。

【例5-9】多線程的客戶機(jī)端代碼。

代碼注釋如下：

①第3行聲明客戶端為線程；

②第4～9行聲明成員變量；

③第14～28行聲明客戶端線程的啟動(dòng)方法；

④第16行連接指定的服務(wù)器端；

⑤第23行啟動(dòng)消息的接收線程；

⑥第24行啟動(dòng)消息的發(fā)送線程；

⑦第29～48行聲明內(nèi)部接收線