1. 概述
在本教程中，我们将重点介绍Java套接字编程的超时异常。我们的目标是了解为什么会出现这些异常，以及如何处理它们。
2. Java套接字和超时
套接字是两个计算机应用程序之间逻辑链接的一个端点。换句话说，它是应用程序用来通过网络发送和接收数据的逻辑接口。
一般来说，套接字是IP地址和端口号的组合。每个套接字都分配有一个用于标识服务的特定端口号。
基于连接的服务使用基于TCP的流套接字。为此，Java提供了用于客户端编程的java.net.Socket类。相反，服务器端TCP/IP编程使用java.net.ServerSocket类。
另一种套接字是基于UDP的数据报套接字，用于无连接服务。Java为UDP操作提供了java.net.DatagramSocket。但是，在本教程中，我们将重点关注TCP/IP套接字。
3. 连接超时
3.1 什么是“连接超时”？
为了从客户端建立到服务器的连接，调用了套接字构造函数，它实例化一个套接字对象。构造函数将远程主机地址和端口号作为输入参数。之后，它会尝试根据给定的参数与远程主机建立连接。
该操作会阻塞所有其他进程，直到成功建立连接。但是，如果连接在特定时间后不成功，程序将抛出带有“Connection timed out”消息的ConnectionException：
java.net.ConnectException: Connection timed out: connect
在服务器端，ServerSocket类持续监听传入的连接请求。当ServerSocket收到一个连接请求时，它会调用accept()方法来实例化一个新的套接字对象。同样，此方法也会阻塞，直到它与远程客户端建立成功连接。
如果TCP握手未完成，连接将保持不成功。结果，程序抛出一个IOException指示在建立新连接时发生错误。
3.2 为什么会发生？
连接超时错误可能有多种原因：
- 没有服务正在监听远程主机上的给定端口
- 远程主机不接受任何连接
- 远程主机不可用
- 网速慢
- 没有到远程主机的转发路径
3.3 如何处理？
阻塞时间没有限制，程序员可以为客户端和服务器操作预先设置超时选项。对于客户端，我们将首先创建一个空套接字。之后，我们将使用connect(SocketAddress endpoint, int timeout)方法并设置超时参数：
Socket socket = new Socket();
SocketAddress socketAddress = new InetSocketAddress(host, port);
socket.connect(socketAddress, 30000);
超时单位以毫秒为单位，应该大于0。但是，如果在方法调用返回之前超时到期，则会抛出SocketTimeoutException：
Exception in thread "main" java.net.SocketTimeoutException: Connect timed out
对于服务器端，我们将使用setSoTimeout(int timeout)方法来设置超时值。超时值定义ServerSocket.accept()方法将阻塞多长时间：
ServerSocket serverSocket = new new ServerSocket(port);
serverSocket.setSoTimeout(40000);
同样，超时单位应该以毫秒为单位，并且应该大于0。如果在方法返回之前超时已经过去，它将抛出SocketTimeoutException。
有时，出于安全原因，防火墙会阻止某些端口。因此，当客户端尝试与服务器建立连接时，可能会出现“connection timed out”错误。因此，在将端口绑定到服务之前，我们应该检查防火墙设置以查看它是否阻止了端口。
4. 读取超时
4.1 什么是“读取超时”？
InputStream中的read()方法调用会阻塞，直到它完成从套接字中读取数据字节。该操作将一直等待，直到它从套接字读取至少一个数据字节。但是，如果该方法在未指定的时间后未返回任何内容，它会抛出带有“Read timed out”错误消息的InterruptedIOException：
java.net.SocketTimeoutException: Read timed out
4.2 为什么会发生？
从客户端来看，如果服务器需要更长的时间来响应和发送信息，就会发生“read timed out”错误。这可能是由于互联网连接速度慢，或者主机可能处于离线状态。
从服务器端来说，当服务器读取数据的时间比预设的超时时间长时，就会发生这种情况。
4.3 如何处理？
对于TCP客户端和服务器，我们可以使用setSoTimeout(int timeout)方法指定socketInputStream.read()方法阻塞的时间量：
Socket socket = new Socket(host, port);
socket.setSoTimeout(30000);
但是，如果在方法返回之前超时已过，程序将抛出SocketTimeoutException。
5. 总结
在本文中，我们讨论了Java套接字编程中的超时异常，并学习了如何处理它们。
与往常一样，本教程的完整源代码可在GitHub上获得。
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