Проверка доступности порта в Java: учет OS и сети

Быстрый ответ

Для проверки доступности порта в Java можно использовать класс ServerSocket. Если серверный сокет успешно создается, следовательно, порт не занят. Вот компактная функция для такой проверки:

public static boolean isPortAvailable(int port) {
    try (ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(port)) {
        return true;
    } catch (IOException e) {
        return false; // Порт занят или произошла ошибка
    }
}

Проверить порт можно, передав его номер в функцию isPortAvailable(номер_порта).

Поиск доступного порта оптимальным способом

Если вам подходит любой свободный порт, инициализируйте ServerSocket с параметром 0, что автоматически выделит свободный порт. Получить номер порта можно с помощью метода getLocalPort():

public static int findRandomFreePort() {
    try (ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(0)) {
        return serverSocket.getLocalPort();
    } catch (IOException e) {
        throw new IllegalStateException("Не получилось найти свободный порт, это неожиданно.", e);
    }
}

Переиспользование портов

Если требуется возможность повторного использования портов, важно установить флаг ReuseAddress:

public static void enablePortReusing(ServerSocket serverSocket, boolean reuse) {
    try {
        serverSocket.setReuseAddress(reuse);
    } catch (SocketException e) {
        System.err.println("Не удалось активировать опцию повторного использования порта: " + e.getMessage());
    }
}

Проверка доступности UDP-портов: специфическая задача

Для тестирования UDP-портов используйте DatagramSocket. Этот следующий метод поможет провести тестирование:

public static boolean isUdpPortAvailable(int port) {
    try (DatagramSocket datagramSocket = new DatagramSocket(port)) {
        datagramSocket.setReuseAddress(true);
        return true; // Порт свободен!
    } catch (IOException e) {
        return false; // Порт занят
    }
}

Особенности работы в различных операционных системах

Учтите, что код, написанный для Linux, может работать иначе в Windows.

Обработка исключений

Следует всегда обрабатывать исключения, в частности SecurityException, чтобы предотвратить возникновение непредвиденных ситуаций.

Определение занятости порта

Определение статуса порта (занят он или нет) не всегда однозначно. Для большей точности проверяйте тип исключения:

...
} catch (IOException e) {
    if (e instanceof BindException) {
        return false; // Порт занят!
    }
    e.printStackTrace();
}
...

Визуализация

Статусы портов можно визуализировать следующим образом:

Пример проверки диапазона портов:

for (int port = 1024; port <= 65535; port++) {
    if (isPortAvailable(port)) {
        System.out.println("Порт " + port + " свободен 🚪🟢");
    } else {
        System.out.println("Порт " + port + " занят 🚪🔴");
    }
}

Крайние случаи и дополнительные соображения

При одновременной проверке нескольких портов возможны ложноотрицательные результаты.

Проверка на конкретном IP-адресе

Для тестирования порта на определённом IP-адресе используйте:

public static boolean isPortFreeOnAddress(String ipAddress, int port) {
    try (ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(port, 50, InetAddress.getByName(ipAddress))) {
        return true; // Порт доступен
    } catch (IOException e) {
        return false; // Порт занят
    }
}

Особенности встречи с ConnectException

ConnectException сигнализирует, что порт не прослушивается, однако, это не гарантирует его свободы.

Использование Apache Camel

Если вы используете Apache Camel, он может облегчить вам эту задачу.

Надежность решения

Ваш метод должен быть достаточно устойчивым для работы в любых ситуациях: при запуске серверов, настройке сети или в распределенных системах.

Полезные материалы

1. Официальная документация Oracle: Всё о сокетах
2. ServerSocket в Java SE 8
3. Обсуждение на Stack Overflow
4. Сетевое программирование в Java
5. Разрешения в JDK
6. Руководство по Java сокетам от Baeldung