使用Java编写 Echo 服务器(单线程,多线程,线程池,BIO)

客户端代码

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.PrintStream;
import java.net.Socket;
import java.net.SocketTimeoutException;

public class Client {

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 本机请求与 host:port 相连接
        String host = "192.168.1.198";
        Integer port = 2019;
        Socket client = new Socket(host, port);
        // 10秒超时,避免盲目等待
        client.setSoTimeout(10 * 1000);

        // 从客户端终端输入信息
        BufferedReader terminal = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        // 向服务器传送数据
        PrintStream out = new PrintStream(client.getOutputStream());
        // 从服务器获得信息
        BufferedReader bf = new BufferedReader(new InputStreamReader(client.getInputStream()));

        boolean flag = true;
        while(flag){
            // 从终端获取信息
            System.out.print("client: ");
            String input = terminal.readLine();
            // 将信息传出
            out.println(input);
            // 发出信息后,等待服务器将回应
            try{
                // 在超时允许的时间内等待,客户端将会阻塞在这里,直到服务器回应或者超时
                String message = bf.readLine();
                System.out.println(message);
            }catch (SocketTimeoutException e){
                System.out.println("Time out, No response");
                flag = false;
            }
            if("bye".equals(input)){
                flag = false;
            }
        }
        // 关闭资源流
        out.close();
        bf.close();
        client.close();
    }
}

单线程服务端代码

import org.apache.commons.lang3.StringUtils;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.PrintStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;

/**
 * 单线程 echo 服务器
 */
public class Server {

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 开启端口2019作为echo服务器的监听端口
        ServerSocket server = new ServerSocket(2019);
        Socket client = null;
        boolean flag = true;
        PrintStream out;
        BufferedReader bf;

        try {
            // 阻塞在此处,等待服务器连接
            client = server.accept();
            // 输出流,通过 out 将字节流输出到客户端
            out = new PrintStream(client.getOutputStream());
            // 输入流,通过 bf 获得客户端传送过来的字节流
            bf = new BufferedReader(new InputStreamReader(client.getInputStream()));
            while(flag) {
                String message = bf.readLine();
                if (StringUtils.isEmpty(message)) {
                    flag = false;
                } else {
                    if ("bye".equals(message)) {
                        out.println("echo: bye");
                        flag = false;
                    } else {
                        out.println("echo: " + message);
                    }
                }
            }
            out.close();
            bf.close();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

信息回复用的线程类

import org.apache.commons.lang3.StringUtils;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.PrintStream;
import java.net.Socket;

/**
 * 处理客户端连接的线程
 */
public class EchoHandler extends Thread{
    private Socket client;
    private PrintStream out;
    private BufferedReader bf;

    public EchoHandler(Socket client){
        this.client = client;
        try{
            out = new PrintStream(client.getOutputStream());
            bf = new BufferedReader(new InputStreamReader(client.getInputStream()));
        }catch (IOException e){
            e.printStackTrace();
        }
    }

    public void run(){
        try{
            while(true) {
                String message = bf.readLine();
                if (StringUtils.isEmpty(message)) {
                    break;
                } else {
                    if ("bye".equals(message)) {
                        out.println("echo: bye");
                        break;
                    } else {
                        out.println("echo: " + message);
                    }
                }
            }
            out.close();
            bf.close();
        }catch (IOException e){
            e.printStackTrace();
        }
    }

}

多线程服务器

import java.io.IOException;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;

/**
 * 基于多线程的 echo 服务器
 */
public class MultiThreadServer {

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 开启端口2019作为echo服务器的监听端口
        ServerSocket server = new ServerSocket(2019);
        Socket client = null;

        while(true){
            System.out.println("Waiting for connection from client");
            client = server.accept();
            System.out.println("Client connected.");
            new EchoHandler(client).start();
        }
    }

}

线程池服务器


import java.io.IOException;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

/**
 * 基于线程池的 echo 服务器
 */
public class ThreadPoolServer {

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        ServerSocket server = new ServerSocket(2019);
        Socket client;
        // 创建一个线程池,大小为 2
        ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(2);

        while(true){
            System.out.println("Waiting for connection from client");
            client = server.accept();
            System.out.println("Client connected");
            //
            service.execute(new EchoHandler(client));
        }
    }
}

关于线程池版本的测试:
一次开启三个客户端A、B、C,三者发出信息后会发现只有A、B会回复,而C则会因为超时而断开连接,因为C虽然建立了连接,但是服务端一次最多只能处理两个线程,又因为A、B没有断开连接(一直占用线程池的线程),所以无暇管理C。

如果在C发送信息过去的十秒内(超时时长),断开A或者B的连接,那么C的请求便可以得到处理(假设处理及时,能够在十秒内发送回客户端C)

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