java socket编程中backlog的含义

使用java.net.ServerSocket能够方便的创建一个服务端套接字，这个类的构造函数有一个参数backlog。下面这段代码，在本机的8888端口上建立了一个套接字，backlog设置为5。

// port:8888,backlog:5
ServerSocket server = new ServerSocket(8888, 5);

下面的Client是我们的测试类，会创建30个socket连接。

import java.net.Socket;

public class Client {
	private static Socket[] clients = new Socket[30];
	public static void main(String[] args) throws Exception {
		for (int i = 1; i <= 30; i++) {
			clients[i-1] = new Socket("127.0.0.1", 8888);
			System.out.println("client connection:" + i);
		}
	}
}

如果没有启动服务端套接字，那么直接运行Client会报错误：Connection refused: connect。

Exception in thread "main" java.net.ConnectException: Connection refused: connect
	at java.net.DualStackPlainSocketImpl.connect0(Native Method)
	at java.net.DualStackPlainSocketImpl.socketConnect(DualStackPlainSocketImpl.java:79)
	at java.net.AbstractPlainSocketImpl.doConnect(AbstractPlainSocketImpl.java:339)
	at java.net.AbstractPlainSocketImpl.connectToAddress(AbstractPlainSocketImpl.java:200)
	at java.net.AbstractPlainSocketImpl.connect(AbstractPlainSocketImpl.java:182)
	at java.net.PlainSocketImpl.connect(PlainSocketImpl.java:172)
	at java.net.SocksSocketImpl.connect(SocksSocketImpl.java:392)
	at java.net.Socket.connect(Socket.java:579)
	at java.net.Socket.connect(Socket.java:528)
	at java.net.Socket.(Socket.java:425)
	at java.net.Socket.(Socket.java:208)

接下来我们启动Server端套接字，但是不调用accept()方法，也就是说不处理客户端的socket连接。

import java.net.ServerSocket;

public class Server {

	public static void main(String[] args) throws Exception{
		
		// port:8888,backlog:5
		ServerSocket server = new ServerSocket(8888, 5);
		
		while(true)
		{
		     
		}
		     
	}
}

运行Client测试类，运行结果见下图：

可以看到：测试类Client中，前面5个客户端Socket创建是成功的，后面再创建Scoket就会报错。能够成功创建客户端套接字的个数，刚好就是创建ServerSocket时候指定的backlog。

下面这段代码，ServerSocket正常处理客户端socket的连接请求。

import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;

public class Server {

	public static void main(String[] args) throws Exception{
		
		// port:8888,backlog:5
		ServerSocket server = new ServerSocket(8888, 5);
		
		int acceptCount = 0;
		
		while(true)
		{
			Socket client = server.accept();
			 
			acceptCount++;
			 
		     System.out.println("new connection has connected, num=" + acceptCount);
		}
		     
	}
}

运行测试类Client，服务端和客户端的运行结果如下：没有任何异常产生。

下面我们再修改下服务端代码，处理每个客户端连接需要花费2s，我们用线程睡眠来模拟。

import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;

public class Server {

	public static void main(String[] args) throws Exception{
		
		// port:8888,backlog:5
		ServerSocket server = new ServerSocket(8888, 5);
		
		int acceptCount = 0;
		
		while(true)
		{
			Socket client = server.accept();
			 
			acceptCount++;
			 
		    System.out.println("new connection has connected, num=" + acceptCount);
		    
		    Thread.sleep(2 * 1000);
		}
		     
	}
}

运行测试类Client，服务端和客户端运行结果如下：

总结一下：

服务端socket处理客户端socket连接是需要一定时间的。ServerSocket有一个队列，存放还没有来得及处理的客户端Socket，这个队列的容量就是backlog的含义。如果队列已经被客户端socket占满了，如果还有新的连接过来，那么ServerSocket会拒绝新的连接。也就是说backlog提供了容量限制功能，避免太多的客户端socket占用太多服务器资源。

客户端每次创建一个Socket对象，服务端的队列长度就会增加1个。

new Socket("127.0.0.1", 8888);

服务端每次accept()，就会从队列中取出一个元素。

Socket client = server.accept();