Java: server/client 心跳机制实现 示例

心跳机制

心跳机制是定时发送一个自定义的结构体(心跳包),让对方知道自己还活着,以确保连接的有效性的机制。

大部分CS的应用需要心跳机制。心跳机制一般在Server和Client都要实现,两者实现原理基本一样。Client不关心性能,怎么做都行。

如果应用是基于TCP的,可以简单地通过SO_KEEPALIVE实现心跳。TCP在设置的KeepAlive定时器到达时向对端发一个检测TCP segment,如果没收到ACK或RST,尝试几次后,就认为对端已经不存在,最后通知应用程序。这里有个缺点是,Server主动发出检测包,对性能有点影响。

应用自己实现 
Client启动一个定时器,不断发心跳; 
Server收到心跳后,给个回应; 
Server启动一个定时器,判断Client是否存在,判断方法这里列两种: 
时间差和简单标志。

  1. 时间差策略

    收到一个心跳后,记录当前时间(记为recvedTime)。

    判断定时器时间到达,计算多久没收到心跳的时间(T)=当前时间 - recvedTime(上面记录的时间)。如果T大于某个设定值,就可以认为Client超时了。

  2. 简单标志

    收到一个心跳后,设置连接标志为true;

    判断定时器时间到达,查看所有的标志,false的,认为对端超时了;true的将其设成false。

    上面这种方法比上面简单一些,但检测某个Client是否离线的误差有点大。

Demo

此处我们实现一个发送对象,例子简陋,实际在工作中还需按需求修改。

实体类

package com.lee.entity;

import java.io.Serializable;

public class Entity implements Serializable {

    private static final long serialVersionUID = 1L;
private String name;
private String sex; public String getName() {
return name;
} public void setName(String name) {
this.name = name;
} public String getSex() {
return sex;
} public void setSex(String sex) {
this.sex = sex;
} @Override
public String toString() {
return "Entity [name=" + name + ", sex=" + sex + "]";
} }

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服务端

ServerHeart.java

package com.lee.server;

import java.io.ObjectInput;
import java.io.ObjectInputStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket; import com.lee.entity.Entity; public class ServerHeart extends Thread { private ServerSocket server = null;
Object obj = new Object(); @Override
public void run() {
try {
server = new ServerSocket(9090); while (true) {
Socket client = server.accept();
synchronized (obj) {
new Thread(new Client(client)).start();
}
} } catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
} /**
* 客户端线程
*
* @author USER
*
*/
class Client implements Runnable {
Socket client; public Client(Socket client) {
this.client = client;
} @Override
public void run() {
try {
while (true) {
ObjectInput in = new ObjectInputStream(client.getInputStream());
Entity entity = (Entity) in.readObject();
System.out.println(entity);
}
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
} /**
* 程序的入口main方法
*
* @param args
*/
public static void main(String[] args) {
System.out.println("开始检测客户端是否在线...");
new ServerHeart().start();
}
}

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客户端

ClientHeart.java

package com.lee.client;

public class ClientHeart extends Thread {

    @Override
public void run() { try {
while (true) {
ClientSender.getInstance().send();
synchronized (ClientHeart.class) {
// this.wait(5000);
Thread.sleep(2000);
}
} } catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
} /**
* 程序的入口main方法
*
* @param args
*/
public static void main(String[] args) {
ClientHeart client = new ClientHeart();
client.start();
} }

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ClientSender.java

package com.lee.client;

import java.io.ObjectOutputStream;
import java.net.InetAddress;
import java.net.Socket; import com.lee.entity.Entity; public class ClientSender { private ClientSender() {
} Socket sender = null;
private static ClientSender instance; public static ClientSender getInstance() {
if (instance == null) {
synchronized (ClientHeart.class) {
instance = new ClientSender();
}
}
return instance;
} public void send() {
try {
sender = new Socket(InetAddress.getLocalHost(), 9090);
while (true) {
ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream(sender.getOutputStream());
Entity obj = new Entity();
obj.setName("xiaoming");
obj.setSex("男");
out.writeObject(obj);
out.flush(); System.out.println("已发送...");
Thread.sleep(5000);
}
} catch (Exception e) { }
}
}

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