如何在 Socket 编程中处理并发问题？

在Socket编程中,并发问题主要发生在服务端处理多个客户端连接时。如果不妥善处理,会导致资源竞争与死锁等问题。

处理并发的主要方法:
1、 使用线程处理客户端连接:

• 为每个客户端连接创建一个线程,在线程内部处理连接读写和业务逻辑。
• 这样可以避免多个连接同时访问资源,但thread创建和切换的开销较大,不适合高并发场景。

// 服务端
ServerSocket server = new ServerSocket(8000);
while (true) {
    Socket socket = server.accept();
    new Thread() {
        public void run() {
            InputStream in = socket.getInputStream();
            // 处理客户端逻辑
            OutputStream out = socket.getOutputStream();
            // 向客户端发送消息
        }
    }.start();
}

2、 使用线程池处理客户端连接:

• 线程池中维护的线程可复用,避免频繁创建线程带来的开销。
• 可以设置线程池大小,防止因线程过多导致的资源竞争与阻塞。

// 服务端
ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(10);   // 线程池大小10
ServerSocket server = new ServerSocket(8000);
while (true) {
    Socket socket = server.accept();
    pool.execute(() -> {
        InputStream in = socket.getInputStream();
        // 处理客户端逻辑
        OutputStream out = socket.getOutputStream();
        // 向客户端发送消息
    }); 
}

3、 使用同步机制保护共享资源:

• 对可被多个线程同时访问的资源使用同步手段进行保护,如synchronized关键字、Lock等。
• 同一时间只允许一个线程访问该资源,避免资源竞争与不一致的问题。

public synchronized void method() {  
    // 同一时间只允许一个线程调用该方法
} 

Lock lock = new ReentrantLock();
lock.lock();   // 加锁
try {
    // 访问共享资源
} finally {
    lock.unlock();   // 释放锁
}

综上,合理使用线程、线程池和同步手段可以有效地处理Socket编程中的并发问题,保证服务器稳定性与资源的一致性。