java sockets源码一瞥

作者ChihMinh，原作链接https://chihminh.github.io/2016/07/28/java-socket-sc/，转载请注明出处

前言

一个IP地址和一个端口号称为一个套接字（socket）。此术语出现在最早的TCP规范（RFC793, Page 5）中，后来也作为伯克利版的编程接口。Berkeley套接字应用程序接口形成了事实上的网络套接字的标准精髓,以下列表是一个Berkeley套接字API库提供的函数或者方法的概要:

socket() 创建一个新的确定类型的套接字，类型用一个整型数值标识（文件描述符），并为它分配系统资源。
bind() 一般用于服务器端，将一个套接字与一个套接字地址结构相关联，比如，一个指定的本地端口和IP地址。
listen() 用于服务器端，使一个绑定的TCP套接字进入监听状态。
connect() 用于客户端，为一个套接字分配一个自由的本地端口号。如果是TCP套接字的话，它会试图获得一个新的TCP连接。
accept() 用于服务器端。它接受一个从远端客户端发出的创建一个新的TCP连接的接入请求，创建一个新的套接字，与该连接相应的套接字地址相关联。
send()和recv(),或者write()和read(),或者recvfrom()和sendto(), 用于往/从远程套接字发送和接受数据。
close() 用于系统释放分配给一个套接字的资源。如果是TCP，连接会被中断。
gethostbyname()和gethostbyaddr() 用于解析主机名和地址。
select() 用于修整有如下情况的套接字列表：准备读，准备写或者是有错误。
poll() 用于检查套接字的状态。套接字可以被测试，看是否可以写入、读取或是有错误。
getsockopt() 用于查询指定的套接字一个特定的套接字选项的当前值。
setsockopt() 用于为指定的套接字设定一个特定的套接字选项。

Java sockets使用了伯克利套接字接口。

Java sockets源码分析

Socket和ServerSocket

Socket、ServerSocket、SocketImplFactory类图如下：

Socket和ServerSocket都是通过SocketImpl实现的，二者很相似，这里只分析Socket
创建一个未连接的socket，使用系统默认的SocketImpl

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public Socket() {
    setImpl();
}

创建一个未连接的socket，用户指定SocketImpl

protected Socket(SocketImpl impl) throws SocketException {
    this.impl = impl;
    if (impl != null) {
        checkOldImpl();
        this.impl.setSocket(this);
    }
}

再来看setImpl方法，默认使用SocksSocketImpl类，也可以使用工厂方法来设置

void setImpl() {
    if (factory != null) {
        impl = factory.createSocketImpl();
        checkOldImpl();
    } else {
        // No need to do a checkOldImpl() here, we know it's an up to date
        // SocketImpl!
        impl = new SocksSocketImpl();
    }
    if (impl != null)
        impl.setSocket(this);
}

connect方法：

public void connect(SocketAddress endpoint, int timeout) throws IOException {
    // 省略部分代码
    if (!created)
        createImpl(true);
    if (!oldImpl)
        impl.connect(epoint, timeout);
    else if (timeout == 0) {
        if (epoint.isUnresolved())
            impl.connect(addr.getHostName(), port);
        else
            impl.connect(addr, port);
    } else
        throw new UnsupportedOperationException("SocketImpl.connect(addr, timeout)");
    connected = true;
    /*
     * If the socket was not bound before the connect, it is now because
     * the kernel will have picked an ephemeral port & a local address
     */
    bound = true;
}

可见Socket的connect方法是用SocketImpl的connect方法实现的，再看看close方法

public synchronized void close() throws IOException {
    synchronized(closeLock) {
        if (isClosed())
            return;
        if (created)
            impl.close();
        closed = true;
    }
}

close方法同样是通过SocketImpl实现的，通过查看源代码也很容易分析其他方法是怎样实现的。

前言

Java sockets源码分析

Socket和ServerSocket

SocketImpl的类图