Java Socket+多线程实现多人聊天室功能-APISpace

Java Socket+多线程实现多人聊天室功能

本文实例为大家分享了java Socket+多线程实现多人聊天室的具体代码，供大家参考，具体内容如下

思路简介

分为客户端和服务器两个类，所有的客户端将聊的内容发送给服务器，服务器接受后，将每一条内容发送给每一个客户端，客户端再显示在终端上。

客户端设计

客户端包含2个线程，1个用来接受服务器的信息，再显示，1个用来接收键盘的输入，发送给服务器。

import java.io.IOException;

import java.io.InputStream;

import java.io.OutputStream;

import java.net.Socket;

import java.nio.charset.StandardCharsets;

import java.util.Scanner;

public class WeChatClient { //WeChat的客户端类

private Socket client;

private String name;

private InputStream in;

private OutputStream out;

private MassageSenter massageSenter;

private MassageGeter massageGeter;

class MassageGeter extends Thread{ //一个子线程类，用于客户端接收消息

MassageGeter() throws IOException{

in = client.getInputStream();

}

@Override

public void run() {

int len;

byte[] bytes = new byte[1024];

try {

while ((len = in.read(bytes)) != -1) { //此函数是阻塞的

System.out.println(new String(bytes,0,len, StandardCharsets.UTF_8));

}

}catch (IOException e){

System.out.println(e.toString());

}

System.out.println("Connection interruption");

}

class MassageSenter extends Thread{ //一个子线程类，用于发送消息给服务器

MassageSenter() throws IOException{

out = client.getOutputStream();

}

@Override

public void run() {

Scanner scanner = new Scanner(System.in);

try {

while (scanner.hasNextLine()) { //此函数为阻塞的函数

String massage = scanner.nextLine();

out.write((name + " : " + massage).getBytes(StandardCharsets.UTF_8));

if(massage.equals("//exit"))

break;

}

}catch (IOException e){

e.printStackTrace();

}

WeChatClient(String name, String host, int port) throws IOException {//初始化，实例化发送和接收2个线程

this.name = name;

client = new Socket(host,port);

massageGeter = new MassageGeter();

massageSenter = new MassageSenter();

}

void login() throws IOException{//登录时，先发送名字给服务器，在接收到服务器的正确回应之后，启动线程

out.write(name.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));

byte[] bytes = new byte[1024];

int len;

len = in.read(bytes);

String answer = new String(bytes,0,len, StandardCharsets.UTF_8);

if(answer.equals("logined!")) {

System.out.println("Welcome to WeChat! "+name);

massageSenter.start();

massageGeter.start();

try {

massageSenter.join();//join()的作用是等线程结束之后再继续执行主线程(main)

massageGeter.join();

}catch (InterruptedException e){

System.err.println(e.toString());

}

}else{

System.out.println("Server Wrong");

}

client.close();

}

public static void main(String[] args) throws IOException{//程序入口

String host = "127.0.0.1";

WeChatClient client = new WeChatClient("Uzi",host,7777);

client.login();

}

服务器设计

服务器包含3个线程类，端口监听线程，客户端接收信息线程，发送信息线程。

服务器类还包含并维护着一个已经连接的用户列表，和一个待发送信息列表。

服务器有一个负责监听端口的线程，此线程在接收到客户端的连接请求后，将连接的客户端添加进用户列表；并为每一个连接的客户端实例化一个接受信息的线程类，从各个客户端接收员信息，并存入待发送信息列表。

发送信息线程查看列表是否为空，若不为空，则将里面的信息发送给用户列表的每一个用户。

import java.io.IOException;

import java.io.InputStream;

import java.io.OutputStream;

import java.net.ServerSocket;

import java.net.Socket;

import java.nio.charset.StandardCharsets;

import java.util.ArrayList;

public class WeChatServer {

private ServerSocket server;

private ArrayList users;//用户列表

private ArrayList massages;//待发送消息队列

private Listener listener;

private MassageSenter massageSenter;

class User{ //用户类，包含用户的登录id和一个输出流

String name;

OutputStream out;

User(String name,OutputStream out){

this.name = name;

this.out = out;

}

@Override

public String toString() {

return name;

}

private static String GetMassage(InputStream in) throws IOException{//从一个输入流接收一个字符串

int len;

byte[] bytes = new byte[1024];

len = in.read(bytes);

return new String(bytes,0,len,StandardCharsets.UTF_8);

}

private void UserList(){ //列出当前在线用户，调试用

for(User user : users)

System.out.println(user);

}

class Listener extends Thread{ //监听线程类，负则监听是否有客户端连接

@Override

public void run() {

try {

while (true) {

Socket socket = server.accept();//此函数是阻塞的

InputStream in = socket.getInputStream();

String name = GetMassage(in);//获取接入用户的name

System.out.println(name +" has connected");

massages.add(name+" has joined just now!!");//向聊天室报告用户连入的信息

OutputStream out = socket.getOutputStream();

out.write("logined!".getBytes(StandardCharsets.UTF_8));//发送成功建立连接的反馈

User user = new User(name,out);

users.add(user);//添加至在线用户列表

MassageListener listener = new MassageListener(user,in);//创建用于接收此用户信息的线程

listener.start();

}

}catch (IOException e){

e.printStackTrace();

}

class MassageListener extends Thread{ //接收线程类，用于从一个客户端接收信息，并加入待发送列表

private User user;

private InputStream in;

MassageListener(User user,InputStream in){

this.user = user;

this.in = in;

}

@Override

public void run() {

try {

while (true){

String massage = GetMassage(in);

System.out.println("GET MASSAGE "+massage);

if(massage.contains("//exit")){ // "/exit" 是退出指令

break;

}

massages.add(massage);

}//用户退出有两种形式，输入 “//exit” 或者直接关闭程序

in.close();

user.out.close();

}catch (IOException e){//此异常是处理客户端异常关闭，即GetMassage(in)调用会抛出异常，因为in出入流已经自动关闭

e.printStackTrace();

}finally {

System.out.println(user.name+" has exited!!");

massages.add(user.name+" has exited!!");

users.remove(user);//必须将已经断开连接的用户从用户列表中移除，否则会在发送信息时产生异常

System.out.println("Now the users has");

UserList();

}

private synchronized void SentToAll(String massage)throws IOException{//将信息发送给每一个用户，加入synchronized修饰，保证在发送时，用户列表不会被其他线程更改

if(users.isEmpty())

return;

for(User user : users){

user.out.write(massage.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));

}

class MassageSenter extends Thread{//消息发送线程

@Override

public void run() {

while(true){

try{

sleep(1);//此线程中没有阻塞的函数，加入沉睡语句防止线程过多抢占资源

}catch (InterruptedException e){

e.printStackTrace();

}

if(!massages.isEmpty()){

String massage = massages.get(0);

massages.remove(0);

try {

SentToAll(massage);

}catch (IOException e){

e.printStackTrace();

}

WeChatServer(int port) throws IOException { //初始化

server = new ServerSocket(port);

users = new ArrayList<>();

massages = new ArrayList<>();

listener = new Listener();

massageSenter = new MassageSenter();

}

private void start(){ //线程启动

listener.start();

massageSenter.start();

}

public static void main(String[] args) throws IOException{

WeChatServer server = new WeChatServer(7777);

server.start();

}

总结

之所以需要多线程编程，是因为有的函数是阻塞的，例如

while ((len = in.read(bytes)) != -1) { //此函数是阻塞的

System.out.println(newhttp:// String(bytes,0,len, StandardCharsets.UTF_8));

}

while (scanner.hasNextLine()) { //此函数为阻塞的函数

String massage = scanner.nextLine();

out.write((name + " : " + massage).getBytes(StandardCharsets.UTF_8));

if(massage.equals("//exit"))

break;

}

Socket socket = server.accept();//此函数是阻塞的

这些阻塞的函数是需要等待其他的程序，例如scanner.hasNextLine()需要等待程序员的输入才会返回值，in.read需要等待流的另一端传输数据，使用多线程就可以在这些函数处于阻塞状态时，去运行其他的线程。

所以，多线程编程的关键便是那些阻塞的函数。

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248 2022-12-27

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