socket系列之服务器端socket——ServerSocket类

一般地，Socket可分为TCP套接字和UDP套接字，再进一步，还可以被分为服务器端套接字跟客户端套接字。这节我们先关注TCP套接字的服务器端socket，Java中ServerSocket类与之相对应，这个类主要用于如何在服务器端创建一个套接字服务，建立一个通信终端，被动地等待客户端的连接，一旦有数据进入被监听的端口，这个类将能接收这些数据。
ServerSocket类位于java.net包中，它有很多方法，包括创建socket实例、绑定端口，阻塞接收连接等。一般服务器按以下几步进行工作：
① 建一个ServerSocket实例，绑定监听指定的本地端口，这样服务器套接字就能接收指定端口的连接。
② ServerSocket实例调用accept()方法进行阻塞，获取下一个客户端连接，如果有客户端连接则创建一个socket并返回。
③ 对②返回的socket进行处理，一般使用socket实例的InputStream对象跟OutputStream对象与客户端进行通信。
④ 通信完后，使用socket的close方法关闭客户端套接字连接。
⑤ 循环执行②到④，不断接收下一个客户端连接。
Serversocket到底是如何进行工作的？底层究竟是怎么运作的？应用层的操作是怎样反应到系统底层的？图2-3-2-2试图说明ServerSocket的工作原理。以虚线分割，上层为应用层，下层为系统底层。整个流程可以分为以下几步：
（1）利用ServerSocket的构造函数创建一个ServerSocket实例，传入端口号，即是监听的端口号。
（2）接着ServerSocket实例会进行阻塞操作，初始化底层socket并将进行监听。
（3）创建socket底层数据结构，这个socket初始状态为关闭。
（4）填入应用层传入的端口号并且设置socket状态为监听状态。
（5）服务器端开始监听客户端的访问。
（6）客户端访问时经过三次握手完成连接，准备接收socket连接。
（7）为该连接创建一个新的套接字数据结构，根据到来的分组报文设置远程端口跟远程IP。由于是完成了三次握手了，所以把状态设置为连接建立。
（8）建立好连接的底层套接字数据结构会被放到一个队列缓冲区，供应用层读取。
（9）Serversocket实例调用accept()方法后，即开始轮询上面的队列缓冲区，一旦队列中有新的连接，则马上创建并返回一个应用层的socket实例。
（10）如此进行工作，等待客户端的访问，直到Serversocket实例关闭。

 
图2-3-2-2 ServerSocket底层工作原理

由此看来，创建一个Serversocket实例，其实就是创建一个socket，并向TCP/IP协议栈声明对某一端口的占有，同时监听此端口， 在系统Socket层会将所有发往此端口的数据包缓存到一个区域，而Serversocket的accept()方法其实就是不断获取缓存区域的socket，在应用层表现为每当有一个连接，就能获取一个socket。