Java网络编程入门（六）之TCP编程——使服务器端支持多个客户端同时工作

程序员文章站 2022-03-15 21:14:01

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如何使服务器端支持多个客户端同时工作？

前面介绍的服务器端程序，只是实现了概念上的服务器端，离实际的服务器端程序结构距离还很遥远，如果需要让服务器端能够实际使用，那么最需要解决的问题就是——如何支持多个客户端同时工作。

一个服务器端一般都需要同时为多个客户端提供通讯，如果需要同时支持多个客户端，则必须使用前面介绍的线程的概念。简单来说，也就是当服务器端接收到一个连接时，启动一个专门的线程处理和该客户端的通讯。

按照这个思路改写的服务端示例程序将由两个部分组成，MulThreadSocketServer类实现服务器端控制，实现接收客户端连接，然后开启专门的逻辑线程处理该连接，LogicThread类实现对于一个客户端连接的逻辑处理，将处理的逻辑放置在该类的run方法中。该示例的代码实现为：

package tcp;

import java.net.ServerSocket;

import java.net.Socket;

/**

 * 支持多客户端的服务器端实现

 */

public class MulThreadSocketServer {

         public static void main(String[] args) {

                   ServerSocket serverSocket = null;

                   Socket socket = null;

                   //监听端口号

                   int port = 10000;

                   try {

                            //建立连接

                            serverSocket = new ServerSocket(port);

                            System.out.println("服务器已启动：");

                            while(true){

                                     //获得连接

                                     socket = serverSocket.accept();

                                     //启动线程

                                     new LogicThread(socket);

                            }

                   } catch (Exception e) {

                            e.printStackTrace();

                   }finally{

                            try{

                                     //关闭连接

                                     serverSocket.close();

                            }catch(Exception e){}

                   }

         }

}

在该示例代码中，实现了一个while形式的死循环，由于accept方法是阻塞方法，所以当客户端连接未到达时，将阻塞该程序的执行，当客户端到达时接收该连接，并启动一个新的LogicThread线程处理该连接，然后按照循环的执行流程，继续等待下一个客户端连接。这样当任何一个客户端连接到达时，都开启一个专门的线程处理，通过多个线程支持多个客户端同时处理。

下面再看一下LogicThread线程类的源代码实现：

package tcp;

import java.io.*;

import java.net.*;

/**

 * 服务器端逻辑线程

 */

public class LogicThread extends Thread {

         Socket socket;

         InputStream is;

         OutputStream os;

         public LogicThread(Socket socket){

                   this.socket = socket;

                   start(); //启动线程

         }

        

         public void run(){

                   byte[] b = new byte[1024];

                   try{

                            //初始化流

                            os = socket.getOutputStream();

                            is = socket.getInputStream();

                            for(int i = 0;i < 3;i++){

                                     //读取数据

                                     int n = is.read(b);

                                     //逻辑处理

                                     byte[] response = logic(b,0,n);

                                     //反馈数据

                                     os.write(response);

                            }

                   }catch(Exception e){

                            e.printStackTrace();

                   }finally{

                            close();

                   }

         }

        

         /**

          * 关闭流和连接

          */

         private void close(){

                   try{

                            //关闭流和连接

                            os.close();

                            is.close();

                            socket.close();

                   }catch(Exception e){}

         }

        

         /**

          * 逻辑处理方法,实现echo逻辑

          * @param b 客户端发送数据缓冲区

          * @param off 起始下标

          * @param len 有效数据长度

          * @return

          */

         private byte[] logic(byte[] b,int off,int len){

                   byte[] response = new byte[len];

                   //将有效数据拷贝到数组response中

                   System.arraycopy(b, 0, response, 0, len);

                   return response;

         }

}

在该示例代码中，每次使用一个连接对象构造该线程，该连接对象就是该线程需要处理的连接，在线程构造完成以后，该线程就被启动起来了，然后在run方法内部对客户端连接进行处理，数据交换的逻辑和前面的示例代码一致，只是这里将接收到客户端发送过来的数据并进行处理的逻辑封装成了logic方法，按照前面介绍的IO编程的内容，客户端发送过来的内容存储在数组b的起始下标为0，长度为n个中，这些数据是客户端发送过来的有效数据，将有效的数据传递给logic方法，logic方法实现的是echo服务的逻辑，也就是将客户端发送的有效数据形成以后新的response数组，并作为返回值反馈。

在线程中将logic方法的返回值反馈给客户端，这样就完成了服务器端的逻辑处理模拟，其他的实现和前面的介绍类似，这里就不在重复了。

这里的示例还只是基础的服务器端实现，在实际的服务器端实现中，由于硬件和端口数的限制，所以不能无限制的创建线程对象，而且频繁的创建线程对象效率也比较低，所以程序中都实现了线程池来提高程序的执行效率。

这里简单介绍一下线程池的概念，线程池(Thread pool)是池技术的一种，就是在程序启动时首先把需要个数的线程对象创建好，例如创建5000个线程对象，然后当客户端连接到达时从池中取出一个已经创建完成的线程对象使用即可。当客户端连接关闭以后，将该线程对象重新放入到线程池*其它的客户端重复使用，这样可以提高程序的执行速度，优化程序对于内存的占用等。