Socket（三）

1. 设置Socket选项

Socket选项指定了Java Socket类所依赖的原生socket如何发送和接受数据，对于客户端，java有9种选项

• TCP_NODELAY
• SO_BINDADDR
• SO_TINEOUT
• SO_LINGER
• SO_SNDBUF
• SO_RCVBUF
• SO_KEEPALIVE
• OOBINLINE
• IN_TOS

2. TCP_NODELAY

public void setTcpNoDelay(boolean on)throws SocketException
public boolean getTcpNoDelay() throws SocketException

设置该选项可一确保包会尽可能地发送，无论包的大小。正常情况下，小数据包（一字节）在发送前会组合成更大的包。在发送另一个包之前，本地主机要等待远程系统对前一个包的确认。这称为Nagle算法。该算法的问题是，如果远程系统没有足够快的确认发送回本地系统，那么依赖于小数据量信息稳定传输的应用程序会变得很慢。设置TCP_NODELAY为true可以打破这种缓冲模式，这样所有的包一旦就绪就会全部发送。setTcpNoDelay(true)关闭了Socket的缓冲，这两个方法都声明为抛出一个SocketException异常。如果底层Socket实现不支持TCP_NODELAY选项，就会抛出这个异常。

3. SO_LINGER

public void setSoLinger(boolean on ,int seconds)throws SocKetException
public int getSoLinger()throws SocketException

该选项指定了Socket关闭时如何处理未发送的数据报。默认情况下，close()方法将立即返回，但系统仍然会继续尝试发送剩下未有发送的数据。如果seconds(延迟时间)设置为0，那么当socket关闭时，所有没有发送的数据都将被丢弃。如果设置为任意数，close()方法会被阻塞（阻塞时间为指定的延迟时间），等待发送数据和确认。如果底层Socket不支持该选项，会抛吹SocKetException。如果getSoLinger返回-1说明该选项被关闭了，会使用系统的默认选项。

4. SO_TIMEOUT

public void setSoTimeout(int milliseconds)throws SocketException
public void getSoTimeout() throws SocketException

正常情况下，尝试从Socket读取数据时，read()调用会阻塞尽可能长的时间来得到足够的字节，设置这个选项可以确保这次调用阻塞时间不会超过我们设置的时间，如果超过了会抛出InterruptedException异常，不过Socket并不会断开，下次还是可以调用read再次读取。超时时间单位为毫秒，0被解释为无限超时（这也是默认值）。当底层Socket不支持该选项时，同样会抛出SocketException异常

5. SO_RCVBUF和SO_SNDBUF

TCP使用缓冲区提升网络性能，较大的缓冲区会提升快速连接的性能，而较慢的拨号连接利用较小的缓冲区会有更好的表现。一般来说传输连续的大数据块时，可以从缓冲区受益；而对于交互式会话的小数据量传输，大缓冲区则会受益很小。最大带宽可以由缓冲区大小/延迟来得到，延迟是与网络硬件相关的，所以我们只能从缓存区的角度去提升网络带宽。SO_RCVBUF选项控制用于网络输入的建议的接受缓冲区大小。SO_SNDBUF选项则控制用于网络输出的建议大小。（建议大小，说明底层实现可以忽略该建议）

public void setReceiveBufferSize(int size) throws SocketException, IllegalArgumentException
public int getReceiveBufferSize()throws SocketException
public void setSendBufferSize()throws SocketException, IllegalArgumentException
public int getSendBufferSize()throws SocketException

看起来可以使用上面的方法独立的设置输入缓存区和输出缓冲区，但实际上缓存区会设置为输入和输出缓冲区中间较小的那一个。 一般来说，如果你发现你的应用不能充分利用可用带宽（例如，你有一个25Mb/s的Internet连接，但是数据传输速率仅为1.5Mb/s），那么可以试着增加缓冲区的大小。相反地，如果存在丢包现象和拥塞现象，则要减少缓冲区大小。

6. SO_KEEPALIVE

如果打开了该选项，客户端会偶尔通过一个空闲连接发送一个数据包，以确保服务器未崩溃（类似于服务器集群中的心跳机制）。如果服务器没有响应这个包，客户端会持续尝试11分钟多的时间，直到接受到响应为止。如果还没有接受到响应，客户端就会主动关闭Socket。如果没有设置该选项，不活动的客户端会永远存活下去，而不会注意到服务器已经奔溃。该选项的默认值为false

public void setKeepAlive(boolean on) throws SocketException
public boolean getKeepAlive()throws SocketException

7. OOBINLINE

TCP包括一个可以发送单字节带外（Out of Band，OOB）“紧急”数据的特性。这个数据会立即发送，此外当紧急方收到紧急数据时会得到通知，在其他已收到的数据之前处理这个数据。发送方法的名为sendUrgentData()

public void sendUrgentData(int data)throws IOException

这个方法几乎会立即发送参数中最低字节位。如果必要，当前缓存的所有数据将首先刷新输出，接受端会将紧急数据以适当的顺序放在正常接收的数据队列中，告诉应用程序紧急数据已经可用，让应用程序在队列中查找紧急数据。默认情况下，java会忽略从Socket接受的紧急数据，如果要接受的话，可以使用下面的方法：

public void setOOBInline(boolean on) throws SocketException
public boolean getOOBInline()throws SocketException

一旦打开OOBInline，到达的任何仅仅数据会以正常的方法放入Socket的输入流中等待读取，Java不区分紧急数据和非紧急数据，这使得它不能理想的发挥作用。

8. SO_REUSEADDR

一个Socket关闭时，可能不会立即释放本地端口，尤其是当Socket关闭时若仍有一个打开的连接，就不会释放本地端口。有时可能需要等一段时间，确保接收所有要发送到这个端口的延迟数据包，Socket关闭时这些数据包仍然可能在网上传播。心痛过不会对接收到的延迟包作任何处理，只是希望这些数据不会意外掉落到绑定到统一端口的新进程。如果使用随机端口，这不是大问题，但是Socket绑定到一个已知端口，会阻止其他Socket使用这个端口。如果开启该选项（默认为关闭），就允许另一个Socket绑定到这个端口，即使此时仍有可能存在前一个Socket接收到的数据。由下面两个方法确定：

public void setReuseAddress(boolean on)throws SocketException
public boolean getReuserAddress()throws SocketException

要正常使用上面方法，setReuseAddress()必须在为这个端口绑定新Socket之前调用。这意味着Socket必须使用无参数构造函数以非连接状态创建，然后调用setReuseAddress(true)，再使用connect()方法连接Socket。之前连接的Socket和重用老地址的新Socket都必须设置SO_REUSEADDR为true，这样才会生效。

9. IP_TOS服务类型

不同类型的Internet服务有不同的性能需求。例如，为了得到较好的性能，视频需要相对较高的带宽和较短的延迟，而电子邮件可以通过低带宽的连接传递，甚至延迟几个小时都不会造成很大的伤害。服务类型存储在IP首部中一个名为IP_TOS的8位字段中。Java运行你使用 下面两个方法检查和设置Socket放在这个字段中的值：

public int getTrafficClass()throws SocketException
public void setTrafficClass() throws SocketException

业务类型流以0-255之间给出。由于这个值要复制到TCP首部中的一个8位字段，所以只使用这个int的低字节，超出个范围的值会导致IllegalArgumentException异常。在21世纪的TCP栈中，这个字节的高6位包含一个差分服务代码点（DSCP）值，低两位包含一个显示拥塞通知（ECN），因此DSCP允许有64种不同的业务流。不过要由各个网络和路由器指定这64个不同的DSCP值分别代表什么含义。

PHB（逐跳行为）	二进制值	用途
默认	00000	Best-effort（尽力）业务流
加速转发	101110低	损耗、低延迟、低抖动业务流。通常仅限于网络容量的30%或更低
保证转发	多个	保证最多以一个指定速率传送
类选择器	xxx000	与IPv4 TOS首部向后兼容（存储在前3位中）

Socket s=new Socket("www.baidu.com",80);
s.setTrafficClass(0xB8);

DSCP值并不是服务的严格保证。实际上，尽管一些网络会在内部参考DSCP值，但包越过ISP时，这个信息几乎会被忽略。

10. Socket异常

Socket类大大多数方法都声明抛出IOException或其子类java.net.SocketException：

public class SocketException extends IOException

不过仅仅知道发生了问题，者对于处理问题往往是不够的。是不是因为远程主机忙而拒绝连接？还是因为没有服务在这个端口上监听而导致远程主机拒绝连接？或者是否因为网络拥塞或主机崩溃导致连接超时？SocketException有几个子类，可以对出现什么问题以及为什么会出问题提供有关的更多信息。

public class BindException extends SocketException
public class ConnectException extends SocketException
public class NoRouteToHostException extends SocketException

如果试图在一个正在使用的端口上构造Socket或ServerSocket对象，或者你没有足够的权限使用这个端口，就会抛出BindException异常。当连接被远程主机拒绝时，而拒绝的原因是由于主机忙或没有进程在监听该端口，此时就会抛出ConnectException异常。最后一点，NoRouteToHostException异常表示连接已经超时。java.net包还包括了ProtocolException异常，它是IOException的直接子类:

public class ProtocolException extends IOException

当从网络接收的数据违反TCP/IP规范时，会抛出这个异常。