【Socket案例】原生java實現基于TCP的多人聊天室
標簽： # Socket網絡編程進階與實戰 socket 聊天室 多線程 tcp
效果圖
功能
從項目代碼結構來，代碼主要分為簡單的服務端和客戶端。當運行服務端后，可運行多個客戶端連接到服務端。某個客戶端發送消息，都會經由服務端轉發到除了自己的其他客戶端。
代碼雖然不多，而且直接使用原生java手寫，但是卻很大程度接近聊天室的功能，這比網上很多關于Socket的入門案例都要有含金量。甚至你可以對應代碼打包成jar包。如下圖，并將server.jar放到云服務器上運行。那么其他人都可以通過cmd的方式運行client.jar來加入聊天室，并進行群聊天。
體驗
https://www.ysqorz.top/uploaded/file/client.jar
想試一下效果的同學，可通過上述鏈接，下載client.jar。然后在jar包所在目錄，以管理員身份運行cmd。通過命令：java -jar client.jar 運行jar包。即可連接到服務器。如果有其他人也運行jar包，連接到服務器，那么就可以群聊了。當然，你可以運行多個cmd來模擬多人的情況。
實現思路
1、多個客戶端與服務端建立起TCP連接，等待連接的過程是阻塞狀態。因此需要一個獨立的線程Connector來專門處理客戶端的連接，并且該線程只負責這件事，也就是說這個線程一旦等到有客戶端連接，就建立其連接，之后就不管了。客戶端的消息收發右其他線程完成。
2、對于每一個單獨的客戶端，它的消息的收發需要交由專門的類ClientHandler來完成。顧名思義，ClientHandler意為客戶端處理者。每一個ClientHandler專門負責一個客戶端的消息收發。因此有多少個建立連接的客戶端，服務端就持有多少個ClientHandler。因此服務端需要持有并維護一個ClientHandler列表。
3、對于每個客戶端進行讀寫分離。這一點是非常有必要的。在read客戶端消息時，會處于阻塞狀態，如果不分離，就不能對客戶端進行寫操作了。網上很多案例都是，read的時候阻塞，然后讀到客戶端的消息后，再自動回送消息。要進行讀寫分離，客戶端的讀寫操作就必須由單獨的線程來負責。因此每一個ClientHandler里面都持有讀、寫兩個線程。
上面分析了實現聊天室案例的難點和主體思路，更多坑點和細節，參照源碼！該案例涉及Socket的使用、多線程、Java面向對象的思想，對功能職責進行劃分。
轉載請注明出處
完整代碼
Package server
package server;
import java.io.DataInputStream;
import java.io.DataOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.InetAddress;
import java.net.Socket;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import utils.CloseUtil;
/**
* 客戶端處理者
* @author passerbyYSQ
* @date 2020-9-23 9:18:31
*/
public class ClientHandler {
private Socket socket;
private ClientInfo clientInfo;
// 對客戶端進行讀寫分離
// 負責從客戶端讀的單獨線程
private ReadHandler reader;
// 負責向客戶端寫的單獨線程
private WriteHandler writer;
// 事件回調。當某個客戶端的事件觸發時，回調給TcpServer
private ClientEventCallback callback;
public ClientHandler(Socket socket, ClientEventCallback callback) throws IOException {
this.socket = socket;
this.callback = callback;
clientInfo = new ClientInfo(socket.getLocalAddress(), socket.getPort());
System.out.println("新客戶端鏈接：" + clientInfo);
reader = new ReadHandler(socket.getInputStream());
reader.start();
writer = new WriteHandler(socket.getOutputStream());
}
public void sendMsg(String msg) {
writer.send(msg);
}
public void exit() {
reader.exit();
writer.exit();
CloseUtil.close(socket);
}
public ClientInfo getClientInfo() {
return clientInfo;
}
interface ClientEventCallback {
void onMsgReceived(ClientHandler handler, String msg);
void onClientExit(ClientHandler handler);
}
class ClientInfo {
InetAddress inetAddr;
Integer port;
ClientInfo(InetAddress inetAddr, Integer port) {
this.inetAddr = inetAddr;
this.port = port;
}
@Override
public String toString() {
return "client [ip=" + this.inetAddr.getHostAddress() + ", port=" + this.port + "]";
}
}
class ReadHandler extends Thread {
DataInputStream in;
boolean running = true;
ReadHandler(InputStream inputStream) {
in = new DataInputStream(inputStream);
}
public void run() {
while(running) {
try {
String msg = in.readUTF();
if ("bye".equalsIgnoreCase(msg)) {
exit();
callback.onClientExit(ClientHandler.this);
break;
}
callback.onMsgReceived(ClientHandler.this, msg);
} catch (IOException e) {
System.out.println(clientInfo.toString() + "關閉：" +
"異常-" + e.getCause() + "，信息-" + e.getMessage());
exit();
}
}
}
void exit() {
running = false;
CloseUtil.close(in);
}
}
/**
* 負責向客戶端寫的單獨線程。
* 不繼承Thread類，而是巧妙地采用一個單例線程池來發送消息
*/
class WriteHandler {
DataOutputStream out;
ExecutorService executor;
WriteHandler(OutputStream outputStream) {
out = new DataOutputStream(outputStream);
executor = Executors.newSingleThreadExecutor();
}
void send(final String msg) {
executor.execute(new Runnable() {
public void run() {
try {
out.writeUTF(msg);
out.flush();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
});
}
void exit() {
CloseUtil.close(out);
executor.shutdownNow();
}
}
}
package server;
import java.io.IOException;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import server.ClientHandler.ClientEventCallback;
import utils.CloseUtil;
public class TcpServer implements ClientEventCallback {
private static ServerSocket serverSocket;
// 客戶端處理者的列表
private List<ClientHandler> clientHandlerList = new ArrayList<>();
private Connector connector;
public void setup() throws IOException {
serverSocket = new ServerSocket(8096);
connector = new Connector();
connector.start();
System.out.println("服務器啟動成功，服務器信息：ip-" +
serverSocket.getInetAddress().getHostAddress() +
", port-" + serverSocket.getLocalPort());
}
public void exit() {
exitAllClients();
connector.exit();
CloseUtil.close(serverSocket);
}
public void exitAllClients() {
System.out.println("客戶端數量：" + clientHandlerList.size());
for (ClientHandler handler : clientHandlerList) {
handler.exit();
}
clientHandlerList.clear();
}
/**
* 消息到達時的轉發
*/
@Override
public void onMsgReceived(ClientHandler handler, String msg) {
msg = handler.getClientInfo().toString() + "：" + msg;
System.out.println(msg);
broadcast(handler, msg);
}
/**
* 客戶端退出時的回調
*/
@Override
public void onClientExit(ClientHandler handler) {
handler.exit();
clientHandlerList.remove(handler);
String msg = handler.getClientInfo() +
"已退出群聊。當前客戶端數量：" + clientHandlerList.size();
broadcast(handler, msg);
System.out.println(msg);
}
/**
* 轉發消息
* @param handler 消息所來自的客戶端
* @param msg
*/
private void broadcast(ClientHandler handler, String msg) {
for (ClientHandler clientHandler : clientHandlerList) {
// 轉發消息時跳過自己
if (clientHandler == handler) {
continue;
}
clientHandler.sendMsg(msg);
}
}
/**
* 負責處理客戶端連接的單獨線程
*/
class Connector extends Thread {
boolean running = true;
public Connector() {
super("負責處理客戶端連接的單獨線程");
this.setPriority(MAX_PRIORITY);
}
public void run() {
while(running) {
try {
Socket socket = serverSocket.accept();
ClientHandler handler = new ClientHandler(socket, TcpServer.this);
clientHandlerList.add(handler);
broadcast(handler, handler.getClientInfo() +
"加入群聊。當前客戶端數量：" + clientHandlerList.size());
} catch (IOException e) {
System.out.println("ServerSocket異常關閉：異常-" +
e.getCause() + "，信息-" + e.getMessage());
exit();
}
}
}
void exit() {
running = false;
}
}
}
package server;
import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
public class Server {
public static void main(String[] args) throws IOException {
TcpServer tcpServer = new TcpServer();
tcpServer.setup();
BufferedReader bufReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
boolean flag = true;
do {
String command = bufReader.readLine();
if (command == null) {
break;
}
switch (command.toLowerCase()) {
case "exit clients": {
tcpServer.exitAllClients();
break;
}
case "exit": {
tcpServer.exit();
flag = false;
break;
}
default: {
System.out.println("Unsupport commond!");
}
}
} while(flag);
tcpServer.exit();
}
}
Package client
package client;
import java.io.DataInputStream;
import java.io.DataOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.Socket;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import utils.CloseUtil;
public class TcpClient {
public static final String SERVER_IP = "119.45.164.115";
public static final int SERVER_PORT = 8096;
private Socket socket = new Socket(SERVER_IP, SERVER_PORT);
private ReadHandler reader;
private WriteHandler writer;
public TcpClient() throws IOException {
System.out.println("連接服務器成功，服務器信息：ip-" +
socket.getInetAddress().getHostAddress() +
", port-" + socket.getPort());
System.out.println("客戶端信息：ip-" + socket.getLocalAddress() +
", port-" + socket.getLocalPort());
reader = new TcpClient.ReadHandler(socket.getInputStream());
reader.start();
writer = new TcpClient.WriteHandler(socket.getOutputStream());
}
public void exit() {
reader.exit();
writer.exit();
CloseUtil.close(socket);
}
public void send(String msg) {
writer.send(msg);
}
class ReadHandler extends Thread {
DataInputStream in;
boolean running = true;
ReadHandler(InputStream inputStream) {
this.in = new DataInputStream(inputStream);
}
public void run() {
while(running) {
try {
String msg = this.in.readUTF();
System.out.println(msg);
} catch (IOException e) {
System.out.println("客戶端關閉：異常-" + e.getCause() +
"，信息-" + e.getMessage());
exit();
}
}
}
void exit() {
running = false;
CloseUtil.close(in);
}
}
class WriteHandler {
DataOutputStream out;
ExecutorService executor;
WriteHandler(OutputStream outputStream) {
out = new DataOutputStream(outputStream);
executor = Executors.newSingleThreadExecutor();
}
void send(final String msg) {
executor.execute(new Runnable() {
public void run() {
try {
out.writeUTF(msg);
out.flush();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
});
}
void exit() {
CloseUtil.close(out);
executor.shutdownNow();
}
}
}package client;
import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
public class Client {
public static void main(String[] args) throws IOException {
TcpClient tcpClient = new TcpClient();
BufferedReader bufReader = new BufferedReader(
new InputStreamReader(System.in));
boolean isClosed = false;
while(true) {
String msg = bufReader.readLine();
// socket異常斷開，可能造成msg為null，引發下面的空指針異常
if (msg == null) {
break;
}
// 空字符串不發送
if (msg.length() == 0) {
continue;
}
// 退出客戶端
if ("exit".equalsIgnoreCase(msg)) {
break;
}
// 連接未斷開時，才發送
if (!isClosed) {
// 斷開連接
if ("bye".equalsIgnoreCase(msg)) {
System.out.println("已請求服務器斷開連接，輸入exit退出客戶端！");
isClosed = true;
}
tcpClient.send(msg);
}
}
tcpClient.exit();
}
}
Package utils
package utils;
import java.io.Closeable;
import java.io.IOException;
/**
* 關閉資源的工具類
* @author passerbyYSQ
* @date 2020-9-23 8:55:33
*/
public class CloseUtil {
public static void close(Closeable... closeableArr) {
if (closeableArr == null) {
return;
}
for (Closeable closeable : closeableArr) {
try {
closeable.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
版權聲明：本文為qq_43290318原創文章，遵循 CC 4.0 BY-SA 版權協議，轉載請附上原文出處鏈接和本聲明。
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