Java Socket 连接超时与读取超时的区别

一、简介

在本教程中， 我们将重点讨论Java 套接字编程的超时异常 。我们的目标是了解为什么会发生这些异常以及如何处理它们。

套接字是两个计算机应用程序之间逻辑链接的一个端点 。换句话说，它是应用程序用来通过网络发送和接收数据的逻辑接口。

一般来说，套接字是 IP地址和端口号的组合 。每个套接字都分配有一个特定的端口号，用于标识服务。

基于连接的服务使用基于TCP 的流套接字。为此， Java 提供了 java.net.Socket 类用于客户端编程 。相反， 服务器端 TCP/IP 编程使用 java.net.ServerSocket 类 。

另一种类型的套接字是基于UDP 的数据报套接字，用于无连接服务。 Java 提供了 java.net.DatagramSocket 用于 UDP 操作 。然而，在本教程中，我们将重点关注 TCP/IP 套接字。

为了从客户端建立到服务器的连接， 调用套接字构造函数 ，它实例化一个套接字对象。该 构造函数将远程主机地址和端口号作为输入参数 。之后，它尝试根据给定的参数建立与远程主机的连接。

该操作会阻塞所有其他进程，直到成功建立连接 。但是，如果在一段时间后连接未成功，程序将抛出 ConnectionException 并显示“连接超时”消息：

java.net.ConnectException: Connection timed out: connect

在服务器端， ServerSocket 类持续侦听传入的连接请求。 当 ServerSocket 收到连接请求时，它会调用 accept() 方法来实例化一个新的套接字对象 。同样，此方法也会阻塞，直到与远程客户端成功建立连接。

如果 TCP 握手未完成，连接仍然不成功。结果， 程序抛出 IOException ，指示建立新连接时发生错误 。

连接超时错误可能有多种原因：

阻塞时间没有限制， 程序员可以为客户端和服务器操作预先设置超时选项 。对于客户端，我们首先创建一个空套接字。之后，我们将使用 connect(SocketAddress endpoint, int timeout) 方法并设置超时参数：

Socket socket = new Socket(); 
SocketAddress socketAddress = new InetSocketAddress(host, port); 
socket.connect(socketAddress, 30000);

超时单位是毫秒 ，并且应该大于0。但是，如果在方法调用返回之前超时到期，则会抛出 SocketTimeoutException ：

Exception in thread "main" java.net.SocketTimeoutException: Connect timed out

对于服务器端，我们将使用 setSoTimeout(int timeout) 方法 来设置超时值。超时值定义了 ServerSocket.accept() 方法将阻塞的时间：

ServerSocket serverSocket = new new ServerSocket(port);
serverSocket.setSoTimeout(40000);

同样，超时单位应该以毫秒为单位，并且应该大于0。如果在方法返回之前超时，它将抛出 SocketTimeoutException 。

有时， 防火墙出于安全原因会阻止某些端口 。因此，当客户端尝试与服务器建立连接时，可能会出现“连接超时”错误。因此， 我们应该在将端口绑定到服务之前检查防火墙设置 ，看看它是否阻止了端口。

InputStream 中的 read() 方法调用会阻塞，直到完成从套接字读取数据字节为止。该操作将等待，直到从套接字读取至少一个数据字节。但是，如果该方法在未指定的时间后没有返回任何内容， 则会抛出 InterrupedIOException 并显示“读取超时”错误消息 ：

java.net.SocketTimeoutException: Read timed out

从客户端来看， 如果服务器响应和发送信息的时间较长， 则会发生“读取超时”错误。这可能是由于互联网连接速度慢，或者主机可能处于离线状态。

从服务器端来说，当 服务器读取数据的时间比预设的超时时间长时， 就会发生这种情况。

对于 TCP 客户端和服务器，我们可以 使用 setSoTimeout(int timeout) 方法 指定 socketInputStream.read() 方法阻塞的时间量 ：

Socket socket = new Socket(host, port);
socket.setSoTimeout(30000);

但是，如果在方法返回之前超时已过，程序将抛出 SocketTimeoutException 。

在这篇文章中，我们讨论了Java套接字编程中的超时异常，并学习了如何处理它们。

与往常一样，代码可以在 GitHub 上获取。