java.net.Socket 线程安全的方式是什么？

Question

我有一个通过 BufferedReaders 和 BufferedWriters 读写的 Socket。 我不确定哪些操作可以从单独的线程中执行。 我猜想同时从两个不同的线程写入套接字是一个坏主意。 与同时从两个不同线程读取套接字相同。 在一个线程上阅读而在另一个线程上写作呢？

我问是因为我想让一个线程在读取时长时间阻塞，因为它等待更多数据，但在此等待期间，我偶尔也会在套接字上发送数据。 我不清楚这是否是线程安全的，或者我是否应该在写之前取消读取（这会很烦人）。

Answer 1

您实际上是从 InputStream 读取并写入 OutputStream。 它们是相当独立的，只要您对它们中的每一个进行序列化访问就可以了。

但是，您必须将发送的数据与接收的数据关联起来。 这与线程安全不同。

Answer 2

Sockets 在 stream 级别是线程不安全的。 您必须提供同步。 唯一的保证是，无论并发如何，您都不会在不同的读取调用中获得完全相同字节的副本。

但是在 Reader，特别是 Writer 级别，您可能会遇到一些锁定问题。

无论如何，您可以使用 Socket 的流处理读写操作，就好像它们是完全独立的对象一样（它们是，它们唯一共享的就是它们的生命周期）。

一旦您一方面在读取器线程之间提供了正确的同步，另一方面在写入器线程之间提供了正确的同步，任何数量的读取器和写入器都可以。 这意味着，是的，您可以在一个线程上阅读并在另一个线程上写入（实际上这是非常频繁的），并且您不必在写作时停止阅读。

最后一条建议：所有涉及线程的操作都有相关的超时，请确保正确处理超时。

Answer 3

Java java.net.Socket实际上不是线程安全的：打开 Socket 源，查看（比如说） connected成员字段以及它是如何使用的。 您将看到它不是volatile的，无需同步即可读取和更新。 这表明 Socket class 不是为多线程设计的。 虽然那里有一些锁和同步，但并不一致。

我建议不要这样做。 最终，使用缓冲区（nio），并在一个线程中进行套接字读/写

有关详细信息 go 的讨论v

Answer 4

您可以让一个线程读取套接字，而另一个线程写入它。 您可能希望有多个线程写入套接字，在这种情况下，您必须通过同步来序列化您的访问，或者您可以有一个写入线程从队列中获取要写入的数据。 （我更喜欢前者）

您可以使用非阻塞 IO 并在单个线程中共享读写工作。 然而，这实际上更加复杂和棘手。 如果你想这样做，我建议你使用一个库来帮助你，比如 Netty 或 Mina。

Answer 5

很有意思，nio SocketChannel 写入是同步的

http://www.docjar.com/html/api/sun/nio/ch/SocketChannelImpl.java.html

旧的 io 套接字的东西取决于操作系统，所以你必须查看操作系统的本机代码才能确定（并且可能因操作系统而异）......

看看 java.net.SocketOutputStream.java 这是 Socket.getOutputStream 返回的。

（当然，除非我错过了什么）。

哦，还有一件事，他们可以在每个操作系统上的每个 JVM 的本机代码中进行同步，但谁知道呢。 只有 nio 明显存在同步。

Answer 6

这就是 socketWrite 在本机代码中的方式，因此它不是代码中的线程安全的

JNIEXPORT void JNICALL
Java_java_net_SocketOutputStream_socketWrite0(JNIEnv *env, jobject this,
                                              jobject fdObj,
                                              jbyteArray data,
                                              jint off, jint len) {
    char *bufP;
    char BUF[MAX_BUFFER_LEN];
    int buflen;
    int fd;

    if (IS_NULL(fdObj)) {
        JNU_ThrowByName(env, "java/net/SocketException", "Socket closed");
        return;
    } else {
        fd = (*env)->GetIntField(env, fdObj, IO_fd_fdID);
        /* Bug 4086704 - If the Socket associated with this file descriptor
         * was closed (sysCloseFD), the the file descriptor is set to -1.
         */
        if (fd == -1) {
            JNU_ThrowByName(env, "java/net/SocketException", "Socket closed");
            return;
        }

    }

    if (len <= MAX_BUFFER_LEN) {
        bufP = BUF;
        buflen = MAX_BUFFER_LEN;
    } else {
        buflen = min(MAX_HEAP_BUFFER_LEN, len);
        bufP = (char *)malloc((size_t)buflen);

        /* if heap exhausted resort to stack buffer */
        if (bufP == NULL) {
            bufP = BUF;
            buflen = MAX_BUFFER_LEN;
        }
    }

    while(len > 0) {
        int loff = 0;
        int chunkLen = min(buflen, len);
        int llen = chunkLen;
        (*env)->GetByteArrayRegion(env, data, off, chunkLen, (jbyte *)bufP);

        while(llen > 0) {
            int n = NET_Send(fd, bufP + loff, llen, 0);
            if (n > 0) {
                llen -= n;
                loff += n;
                continue;
            }
            if (n == JVM_IO_INTR) {
                JNU_ThrowByName(env, "java/io/InterruptedIOException", 0);
            } else {
                if (errno == ECONNRESET) {
                    JNU_ThrowByName(env, "sun/net/ConnectionResetException",
                                    "Connection reset");
                } else {
                    NET_ThrowByNameWithLastError(env, "java/net/SocketException",
                                                 "Write failed");
                }
            }
            if (bufP != BUF) {
                free(bufP);
            }
            return;
        }
        len -= chunkLen;
        off += chunkLen;
    }

    if (bufP != BUF) {
        free(bufP);
    }
}