Socket 连接建立过程

2022-09-25 16:31:16

阻塞模式下：

1，客户端向服务器端发起请求建立连接时，服务器端只需要运行到

serverSocket = new ServerSocket(port,);

客户端注册的 SelectionKey.OP_CONNECT 事件就能够发生。

也就是说，不需要等到服务器端执行到

socket = serverSocket.accept();

客户端注册的SelectionKey.OP_CONNECT 通过 select()查询时就返回一个大于 0 的值了。

2，server端未执行到

serverSocket = new ServerSocket(port,);

时，client端执行了

socket.connect(new InetSocketAddress(host, port));

时，抛出异常：Exception in thread "main" java.net.ConnectException: Connection refused: connect

3，server端执行了

 serverSocket = new ServerSocket(port,);

之后，client端执行

socket.connect(new InetSocketAddress(host, port));

System.out.println("connection accepted " + socket.getInetAddress() + ":" + socket.getPort());

时，能成功执行，且输出：connection accepted localhost/127.0.0.1:8000

然后client 能够给server发送数据。但只有到server执行了 accpet()后，才能受理client的数据。

4，关于SocketChannel类的connect()方法作用

当SocketChannel工作于非阻塞模式下时，调用connect()时会立即返回：如果连接建立成功则返回的是true(比如连接localhost时，能立即建立起连接)，否则返回false。在非阻塞模式下，返回false后，必须要在随后的某个地方调用finishConnect()方法完成连接。

当SocketChannel处于阻塞模式下时，调用connect()时会进入阻塞，直至连接建立成功或者发生IO错误时，才从阻塞状态中退出。

5，Selector.select()方法从阻塞状态返回的详细过程和 ServerSocket.accpet()方法从阻塞状态返回的过程

select()方法：如果事件注册或者已经注册的事件没有发生。调用select()方法的线程将会被阻塞。该线程可以通过如下方法退出阻塞状态：

①其他线程执行了同一个Selector的wakeup()方法将之唤醒，在这种情况下，select()返回值为0。表明它是被wakeup()唤醒的，而不是因为有注册的事件发生了而唤醒的。

②注册到Selector上的事件发生了。此时，线程也会从阻塞状态中退出，并且select()方法返回一个非0值，代表发生的事件的数目。

参考一段代码：

 while(!shutdown){

                 try{

                     registerTargets();

                     if(selector.select() > )

                         processSelectedKeys();

                 }catch(Exception e){

                     e.printStackTrace();

                 }

             }

假设线程A执行到第4行的if语句中的select()方法时，进入了阻塞状态：

如果另外一个线程执行 selector.wakeup() 。该线程(线程A)将会被唤醒，然后select()方法返回一个0值(表示没有注册的事件发生)，执行if判断，if语句就会不成立，继续下一轮while循环。-----先从select()方法中返回，再执行if判断----“验证了程序总是从段点处往下执行的！！！”

accept()方法从阻塞状态返回的具体细节---假设通道工作在阻塞模式。

当serverSocketChannel.acppet()执行时，若此时没有连接请求到来(准确地说应该是：操作系统管理的连接请求队列为空)，线程就会进入阻塞状态。直到下面情况时，从阻塞状态返回：

①被其他线程中断了--不详细讨论

②连接请求到来了(操作系统管理的连接请求队列中有数据了)，线程从accept()退出阻塞状态的同时返回一个SocketChannel对象。这个对象就表示：从客户端到服务器端建立起的一条TCP连接。

6，当Selector中注册的事件发生时，底层发生了什么操作？

以OP_ACCEPT事件为例讨论：JDK中关于该事件的注释如下：

Suppose that a selection key's interest set contains OP_ACCEPT at the start of a selection operation. If the selector detects that the corresponding server-socket channel is ready to accept another connection, or has an error pending, then it will add OP_ACCEPT to the key's ready set and add the key to its selected-key set.

首先，selection key的感兴趣的集合中要包含OP_ACCEPT，也即，要把OP_ACCEPT事件注册到Selector中，代码如下：

serverSocketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);

其次，注册了之后，由selector来 detect---检测相应的 server-socket 通道是否已经准备好接收其他的连接请求，如果准备好了：

就会把OP_ACCEPT添加到这个SelectionKey对象的就绪事件集合(ready set)中，同时，再把这个SelectionKey对象添加到已选择的Key集合(selected-key set)中。

注意：上面的过程涉及到了两个集合：一个是事件的集合，另一个是SelectionKey对象的集合。明显这两个集合是不同的。事件一共只有如下四种：

public static final int OP_ACCEPT =  << ;

public static final int OP_CONNECT =  << ;

public static final int OP_CONNECT =  << ;

public static final int OP_WRITE =  << ;

事件的集合是附属在某个SelectionKey对象上的。也即，一个SelectionKey对象就拥有一个事件集合。

SelectionKey集合分以下三种：

已注册的键的集合(Registered key set)

已选择的键的集合(Selected key set)

已取消的键的集合(Cancelled key set)

如上面所说，如果selector检测到了通道准备好了接收其他的连接请求，就会把相应的SelectionKey对象添加到已选择的键集合中。

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