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第１８卷第２期
辽宁税务高等专科学校学报
２００６年４月
Ｖｏ１．１８，Ｎｏ．２
ＬｌＡＯＮＩＮＧ ＴＡＸＡＴｌＯＮ ＣＯＬＬＥＧＥ ＪＯＵＲＮＡＬ
Ａｐｒ．．２００６
用Ｊａｖａ语言建立多线程服务器
洪运国
（大连职业技术学院 信息技术系，辽宁大连１１６０３５）
摘要：介绍了使用Ｊａｖａ语言建立多线程服务器的过程，该服务器使用对象传递消息，在线程中使用队列
机制，使服务器的性能大大提高了。这套服务器可以被用于各种ｃ／ｓ或Ｂ／Ｓ结构的应用程序中。
关键词：类；消息系统；服务器；多线程
中围分类号；ＴＰ３１２ 文献标识鹂：Ａ 文章编号：１００８—２８５９（２００６）０２—００６５—０２
１．引言
建立指定的矩形
Ｊａｖａ语言是完全面向对象的，它的线程机制和对象序列
ＡｄｄＲｏｔｕｎｄａＭｓｇ（Ｓｔｒｉｎｇ ｓｅｎｄｅｒ，Ｐｏｉｎｔ ｃｅｎｔｅｒ．ｉｎｔ
化特别容易使用，使用Ｊａｖａ来建立一套多线程服务器要比使
ｒａｄｉｕｓ）／／建立指定的圆
用其它语言方便的多，如果你再把它的异常处理机制利用 ＲｅｍｏｖｅＯｂｊｅｃｔＭｓｇ（Ｓｔｒｉｎｇ ｓｅｎｄｅｒ，ｉｎｔ ＩＤ）／／删除指定
好，那么你就可以建立一个商业级的多线程服务器了。由于
编号的图形对象
采用了消息队列和Ｓｏｃｋｅｔ传输方式，所以不会出现丢消息的
问胚。这套服务器可以作为实时聊天服务器、多人协同的协
以此类推，可以建立很多的消息类。在每个类的内部都
作服务器等等。
由一个处理该类的方法ｐｒｏｃｅｓｓ（）。填写该方法就可以实现
２．消息系统的建立
对消息类的处理，而服务器只负责完成消息的转发功能。这
这套服务器的消息系统采用的是对象传输的机制。而不 样，一套消息系统就建立了。
是以前常常使用的字符串传输。采用对象传输的好处是扩展
３．服务器的结构
方便，如需要建立一个新的消息只需要从一个统一的基类继
如果要服务器实现同时为每个客户端服务，就要使用多
承下来，然后再写自己实现的方法就行了。这样也符合面向
线程．建立一个线程池．当有客户端连接时就在池中开辟一
对象领域里一条重要的原则：ＯＣＰ（ｏｐｅｎ－－ｃｌｏｓｅｄ Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ），
个线程为它服务。同样，要避免大量消息到达时处理不过来
即一个好的设计应该能够容纳新的功能的增加，但是增加的
而导致丢失的情况，就要使用消息队列。这个服务器是分层
方式不是修改原有的类，而是添加新的类。
的处理的。
首先建立一个基类：Ｍｓｇ。该抽象类中有两个域ｓｅｎｄｅｒ 服务器的工作过程是这样的。建立了一个Ｓｅｒｖｅｒ类作为
和ｒｅｃｅｉｖｅｒ分别纪录消息的发送者和接收者。这两个域是在 主类。它含有程序的入１３函数ｍａｉｎ（） 在构造函数中初始化
构造消息类时就填写的，ｒｅｃｅｉｖｅｒ域可以为空，空表示发给谁
一
个数组存放ＣｌｉｅｎｔＳｉｎｇｌｅ类，它其实就是单独处理一个连
都可以．由转发服务器来决定。该类的方法包括取得这两个 接用户的类。然后启动一个线程ＰＯＲＴＬｉｓｔｅｎＴｈｒｅａｄ，该线程
域的值和消息的处理函数。消息的处理函数ｐｒｏｃｅｓｓ（）是空 的作用就是监听端１３上有没有人登陆，当有人连接时交给
函数，供继承者重载。
Ｓｅｒｖｅｒ的ａｄｄＣｌｉｅｎｔ（）处理。Ｓｅｒｖｅｒ的ａｄｄＣｌｉｅｎｔ（）方法会在刚
建立了这个抽象基类后，你就可以继承它完成你自己的
才那个数组中建立一个ＣｌｉｅｎｔＳｉｎｇｌｅ对象，然后把剩下的事
类。举个例子，假如我要建立一个分组协同工作的绘图系统， 都交给它做
而且支持组员之间的对话，那么我可以建立如下的类集合；
４．单个客户端在连接池中的映像类
ＳｅｎｄＴｅｘｔＭｓｇ（Ｓｔｒｉｎｇ ｓｅｎｄｅｒ，Ｓｔｒｉｎｇ ｒｅｃｅｉｖｅｒ，Ｓｔｒｉｎｇ
每一个客户端连接到服务器后，服务器会自动在连接池
ｉｎｆｏ）／／向指定的人发送对话。
中建立该客户端的一个映像，所有的操作都交给这个映像去
ＡｄｄＬｉｎｅＭｓｇ（Ｓｔｒｉｎｇ ｓｅｎｄｅｒ，Ｐｏｉｎｔ ａ，Ｐｏｉｎｔ ｂ）／／在指
具体执行，所以ＣｌｉｅｎｔＳｉｎｇｌｅ中一定要包含客户端的一些基
定的点之间绘制一条直线
本的信息。比如客户端的名称、登陆时间等等。在该类中有两
ＡｄｄＲｅｃｔａｎｇｌｅ（Ｓｔｒｉｎｇ ｓｅｎｄｅｒ，ｐｏｉｎｔ ｓｔａｒｔ，Ｐｏｉｎｔ ｅｎｄ）／／
个消息队列ｓｅｎｄＱｕｅｕｅ（发送队列）和 ｒｅｃｅｉｖｅＱｕｅｕｅ（接收队
收稿日期；２００５—０９—２０
作者简介：洪运国（１９７０一）．男．辽宁大连人．讲师。
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６６・ 辽宁税务高等专科学校学报 第１８卷
列）缓存消息。
ＣｌｉｅｎｔＳｉｎｇｌｅ类是继承自Ｔｈｒｅａｄ的。它还是一个调用
者 在初始化的时候启动两个于线程类ＳｉｎｇｌｅＳｅｎｄｅｒ和
ＳｉｎｇｌｅＬｉｓｔｅｎｅｒ运行。ＳｉｎｇｌｅＳｅｎｄｅｒ负责监听指令发送队列中
有没有指令．有则发送；ＳｉｎｇｌｅＬｉｓｔｅｎｅｒ负责监听有没有消息
到达，有则把这些消息加入到接收队列中去，由ＣｌｉｅｎｔＳｉｎｇｌｅ
处理。所以ＣｌｉｅｎｔＳｉｎｇｌｅ的主要任务就是对这两个队列的处
理。这两个队列可以用Ｖｅｃｔｏｒ实现。非常地简单。
／／——－将消息加入发送队列中…
ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚｅｄ ｖｏｉｄ ｓｅｎｄ（Ｏｂｊｅｃｔ ０）
｛
ｓｅｎｄＱｕｅｕｅ．ａｄｄ（ｏ）；
）
为了稳定控制子线程的运行，并不鼓励在ｒｕｎ（）方法的
死循环标志都用ｔｒｕｅ，而是使用了一个布尔型的变量ｆｉｎｉｓｈ。
外部可以通过把这个标志置为假而停止线程的运行。
发送子线程类启动后执行ｒｕｎ（）中的循环（以ｆｉｎｉｓｈ为结
束标志），在该循环内首先判断ＣｌｉｅｎｔＳｉｎｇｌｅ中的发送队列是
否为空，为空时睡眠一定的时间再重新判断．这也是一个
ｗｈｉｌｅ循环。不为空则开始处理队列中的消息，把它取出后放
人输出流中发送。
接收子线程ＳｉｎｇｌｅＬｉｓｔｅｎｅｒ类和发送子线程是类似的，
它们的ｒｕｎ（）方法都差不多 不同的是接收子线程把收到的
消息加入到ＣｌｉｅｎｔＳｉｎｇｌｅ的接收队列中去，由它处理。
ＣｌｉｅｎｔＳｉｎｇｌｅ类的ｒｕｎ（）方法就在循环地读取接收队列
ｒｅｃｅｉｖｅＱｕｅｕｅ中的内容，为空时等待；不为空时依次取出处
理和转发。处理消息的函数是ｐｒｏｃｅｓｓＭｓｇ（），它只是执行消
息类自己的ｐｒｏｃｅｓｓ（）方法罢了。在处理完后，会调用Ｓｅｒｖｅｒ
类的方法进行各种类型的转发。
５．分组转发的实现类
为了实现对客户端分组，我建立了Ｇｒｏｕｐ类。在这个类
中有一个列表存放已经存在于连接池中的那些ＣｌｉｅｎｔＳｉｎｇｌｅ
类的引址。只要遍历整个列表就能访问所有组中的成员。这
个列表可以用Ｖｅｃｔｏｒ实现，也可以用哈希表，我推荐后者，
主要是为了能够按名字存取。
组对象本身也是可以存在Ｓｅｒｖｅｒ类的组列表中的。
分组功能对多人的协同系统来说是非常重要的，特别是
分组对某一个共享空间操作的时候 就以上面的协同绘图系
统为例，如果１０个人里有三个人要另起炉灶，那么他们三个
的画板就不能让其他人看到，这就必须有“组”个划分。
６．主服务器类
Ｓｅｒｖｅｒ类是最核心的类，它在这个框架中起到调度全局
的作用，上面介绍的那些类都由它来统一的构造和调用。
Ｓｅｒｖｅｒ类的域包括一个定长的数组存放ＣｌｉｅｎｔＳｉｎｇｉｅ实
例，它就是连接池的实现。还要有一个哈希表存放Ｇｒｏｕｐ实
例。Ｓｅｒｖｅｒ类的方法都是对这两个类的操作。
建立ＣｌｉｅｎｔＳｉｎｇｌｅ数组的目的是保证服务器的稳定性。
其实。你也可以选择不建立它，只是动态地构造对象，但是那
样不好管理连接的用户，而且由于各种操作系统对进程的处
理不同，动态建立服务线程会很不稳定。所以我先建立一个
数组作为这些对象的容器，在开始时就估计好连接者的最大
数量。Ｓｅｒｖｅｒ类的ａｄｄＣｌｉｅｎｔ（）函数：
ｖｏｉｄ ａｄｄＣｌｉｅｎｔ（Ｓｏｃｋｅｔ ｓｏｃｋｅｔ）
｛
ｉｎｔ Ｃ＝０；
ｔｒｙ｛ｗｈｉｌｅ（ｓｃｈ［ｃ］１＝ｎｕｌ１）ｃ＋＋；）／／搜索数组中的空
余空问
ｃａｔｃｈ（ＡｒｒａｙｌｎｄｅｘＯｕｔＯｆＢｏｕｎｄｓＥｘｅｅｐｔｉｏｎ ｅ）ｆ
ｔｒｙ｛ｓｏｃｋｅｔ．ｃｌｏｓｅ（）；｝／／出现异常关闭槽连接
ｃａｔｃｈ（ＩＯＥｘｃｅｐｔｉｏｎ ｅｅ）｛Ｓｙｓｔｅｍ．ｏｕｔ．ｐｒｉｎｔｌｎ（“数组溢
出”）；）
ｒｅｔｕｒｎ；
）
ｓｃｈ［ｃ］＝ｎｅｗ ＣｌｉｅｎｔＳｉｎｇｌｅ（ｃ。ｓｏｃｋｅｔ．ｆａｔｈｅｒ，ｔｈｉｓ）；／／在
搜索到的位置建立ＣｌｉｅｎｔＳｉｎｇｌｅ对象
）
Ｓｅｒｖｅｒ类中转发的方法有：
ｓｅｎｄＴｏＡｌｌ（）、ｓｅｎｄＴｏＯｎｅ（）、ｓｅｎｄＴｏＧｒｏｕｐ（）等等 这些
方法都是对线程池中的方法的操作，比较简单，不外乎都是
找到线程池中的某个ＣｌｉｅｎｔＳｉｎｇｌｅ对象，然后调用它的ｓｅｎｄ
（）方法罢了
注意，这些转发的方法可能被很多子线程同时调用．所
以为了保持线程的稳定，千万记住要在方ｌ法前加
ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚｅｄ关键字。
７．总结
通过上面的描述你可以发现．要建立稳定的服务器程
序，消息队列和线程池是很重要的。此外，也要考虑到很多的
意外情况的发生。一般的程序员在写完线程的ｒｕｎ（）方法的
循环后就不管了，其实还应该考虑跳出循环后的资源释放等
等问题。
参考文献：
Ｅｌ３结城浩．Ｊａｖａ多线程设计模式［Ｍ］．北京：中国铁道出版社，
２００５．
［２３张立科．Ｊａｖａ网络高级编程ＦＭ］．北京：人民邮电出版社．２００１．
［３１叶至军，由浅入深－－Ｊａｖａ ２自学教程［Ｍ］．北京；人民邮电出版
社，２００１．
［４］耿样义．Ｊａｖａ２实用教程［Ｍ］．北京：清华大学出版社＋２００１，
［５］阎非．ｊａｖａ程序设汁教程［Ｍ］．北京；中国水利水电出版社，
２Ｏ０４．
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