用Java实现多线程服务器程序
徐世云
摘要：
在Java出现之前，编写多线程程序是一件烦琐且伴随许多不安全因素的事情。利用Java，编
写安全高效的多线程程序变得简单，而且利用多线程和Java的网络包我们可以方便的实现多
线程服务器程序。
Java是伴随Internet的大潮产生的，对网络及多线程具有内在的支持，具有网络时代编程语
言的一切特点。从Java的当前应用看，Java主要用于在Internet或局域网上的网络编程，而
且将Java作为主流的网络编程语言的趋势愈来愈明显。实际工作中，我们除了使用商品化的
服务器软件外，时常需要按照实际环境编写自己的服务器软件，以完成特定任务或与特定客
户端软件实现交互。在实现服务器程序时，为提高程序运行效率，降低用户等待时间，我们
应用了在Java Applet中常见的多线程技术。
一、Java中的服务器程序与多线程
在Java之前，没有一种主流编程语言能够提供对高级网络编程的固有支持。在其他语言环境
中，实现网络程序往往需要深入依赖于操作平台的网络API的技术中去，而Java提供了对网
络支持的无平台相关性的完整软件包，使程序员没有必要为系统网络支持的细节而烦恼。
Java软件包内在支持的网络协议为TCP/IP，也是当今最流行的广域网/局域网协议。Java有
关网络的类及接口定义在java.net包中。客户端软件通常使用java.net包中的核心类Socket
与服务器的某个端口建立连接，而服务器程序不同于客户机，它需要初始化一个端口进行
监听，遇到连接呼叫，才与相应的客户机建立连接。Java.net包的ServerSocket类包含了
编写服务器系统所需的一切。下面给出ServerSocket类的部分定义。
public class ServerSocket
{ public ServerSocket(int port)
throws IOException ；
public Socket accept() throws IOException ；
public InetAddress getInetAddress() ；
public int getLocalPort() ；
public void close() throws IOException ；
public synchronized void setSoTimeout (int timeout) throws SocketException ；
public synchronized int getSoTimeout() throws IOException ； }
ServerSocket构造器是服务器程序运行的基础，它将参数port指定的端口初始化作为该服务
器的端口，监听客户机连接请求。Port的范围是0到65536，但0到1023是标准Internet协议
保留端口，而且在Unix主机上，这些端口只有root用户可以使用。一般自定义的端口号在
8000到16000之间。仅初始化了ServerSocket还是远远不够的，它没有同客户机交互的套接
字（Socket），因此需要调用该类的accept方法接受客户呼叫。Accept()方法直到有连接
请求才返回通信套接字(Socket)的实例。通过这个实例的输入、输出流，服务器可以接收
用户指令，并将相应结果回应客户机。ServerSocket类的getInetAddress和getLocalPort
方法可得到该服务器的IP地址和端口。setSoTimeout和getSoTimeout方法分别是设置和得
到服务器超时设置，如果服务器在timout设定时间内还未得到accept方法返回的套接字实
例，则抛出IOException的异常。
Java的多线程可谓是Java编程的精华之一，运用得当可以极大地改善程序的响应时间，提
高程序的并行性。在服务器程序中，由于往往要接收不同客户机的同时请求或命令，因此
可以对每个客户机的请求生成一个命令处理线程，同时对各用户的指令作出反应。在一些
较复杂的系统中，我们还可以为每个数据库查询指令生成单独的线程，并行对数据库进行
操作。实践证明，采用多线程设计可以很好的改善系统的响应，并保证用户指令执行的独
立性。由于Java本身是"线程安全"的，因此有一条编程原则是能够独立在一个线程中完成
的操作就应该开辟一个新的线程。
Java中实现线程的方式有两种，一是生成Thread类的子类，并定义该子类自己的run方法，
线程的操作在方法run中实现。但我们定义的类一般是其他类的子类，而Java又不允许多重
继承，因此第二种实现线程的方法是实现Runnable接口。通过覆盖Runnable接口中的run方
法实现该线程的功能。本文例子采用第一种方法实现线程。
二、多线程服务器程序举例
以下是我们在项目中采用的多线程服务器程序的架构，可以在此基础上对命令进行扩充。本
例未涉及数据库。如果在线程运行中需要根据用户指令对数据库进行更新操作，则应注意线
程间的同步问题，使同一更新方法一次只能由一个线程调用。这里我们有两个类，receiveServer
包含启动代码（main()），并初始化ServerSocket的实例，在accept方法返回用户请求后，
将返回的套接字（Socket）交给生成的线程类serverThread的实例，直到该用户结束连接。
//类receiveServer
import java.io.*;
import java.util.*;
import java.net.*;
public class receiveServer{
final int RECEIVE_PORT=9090;
//该服务器的端口号
//receiveServer的构造器public receiveServer() {ServerSocket rServer=null;
//ServerSocket的实例
Socket request=null;
//用户请求的套接字Thread receiveThread=null;
try{ rServer=new ServerSocket(RECEIVE_PORT);
//初始化ServerSocket System.out.println("Welcome to the server!");
System.out.println(new Date());
System.out.println("The server is ready!");
System.out.println("Port: "+RECEIVE_PORT);
while(true){ //等待用户请求 request=rServer.accept();
//接收客户机连接请求receiveThread=new serverThread(request);
//生成serverThread的实例
receiveThread.start();
//启动serverThread线程
}
}
catch(IOException e){ System.out.println(e.getMessage()) ;
} } public static void main(String args[]){ new receiveServer();
} //end of main} //end of class//类serverThreadimport java.io.*;
import java.net.*;
class serverThread extends Thread {Socket clientRequest;
//用户连接的通信套接字BufferedReader input;
//输入流PrintWriter output;
//输出流 public serverThread(Socket s) { //serverThread的构造器 this.clientRequest=s;
//接收receiveServer传来的套接字 InputStreamReader reader;
OutputStreamWriter writer;
try{ //初始化输入、输出流 reader=new InputStreamReader(clientRequest.getInputStream());
writer=new OutputStreamWriter(clientRequest.getOutputStream());
input=new BufferedReader(reader);
output=new PrintWriter(writer,true);
}catch(IOException e){ System.out.println(e.getMessage());} output.println("Welcome to the server!");
//客户机连接欢迎词 output.println("Now is: "+new java.util.Date()+" "+ "Port:"+clientRequest.getLocalPort());
output.println("What can Ido
for you?");
} public void run(){ //线程的执行方法 String command=null;
//用户指令 String str=null;
booleando
ne=false;
while(!done){ try{str=input.readLine();
//接收客户机指令 }catch(IOException e){ System.out.println(e.getMessage());} command=str.trim().toUpperCase();
if(str==null || command.equals("QUIT")) //命令quit结束本次连接do
ne=true;
else
if(command.equals("HELP")){ //命令help查询本服务器可接受的命令 output.println("query");
output.println("quit");
output.println("help");
}
else
if(command.startsWith("QUERY")){ //命令query output.println("OK to query something!");
}//else
if ........ //在此可加入服务器的其他指令 else
if(!command.startsWith("HELP") &&
!command.startsWith("QUIT") &&
!command.startsWith("QUERY")){output.println("Command not Found!
Please refer to the HELP!");
} }
//end of while
try
{ clientRequest.close();
//关闭套接字
}catch(IOException e){ System.out.println(e.getMessage());
}command=null;
}
//end of run
启动该服务器程序后，可用telnet machine port命令连接，其中machine为本机名或地址，port为程序中指定的端口。也可以编写特定的客户机软件通过TCP的Socket套接字建立连接。
