Java Socket+多線(xiàn)程實(shí)現(xiàn)多人聊天室功能

更新時(shí)間：2021年07月15日 16:31:03 作者：小剛真的皮

這篇文章主要為大家詳細(xì)介紹了Java Socket+多線(xiàn)程實(shí)現(xiàn)多人聊天室功能，文中示例代碼介紹的非常詳細(xì)，具有一定的參考價(jià)值，感興趣的小伙伴們可以參考一下

本文實(shí)例為大家分享了Java Socket+多線(xiàn)程實(shí)現(xiàn)多人聊天室的具體代碼，供大家參考，具體內(nèi)容如下

思路簡(jiǎn)介

分為客戶(hù)端和服務(wù)器兩個(gè)類(lèi)，所有的客戶(hù)端將聊的內(nèi)容發(fā)送給服務(wù)器，服務(wù)器接受后，將每一條內(nèi)容發(fā)送給每一個(gè)客戶(hù)端，客戶(hù)端再顯示在終端上。

客戶(hù)端設(shè)計(jì)

客戶(hù)端包含2個(gè)線(xiàn)程，1個(gè)用來(lái)接受服務(wù)器的信息，再顯示，1個(gè)用來(lái)接收鍵盤(pán)的輸入，發(fā)送給服務(wù)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的客戶(hù)端類(lèi)
    private Socket client;
    private String name;
    private InputStream in;
    private OutputStream out;
    private MassageSenter massageSenter;
    private MassageGeter massageGeter;
    class MassageGeter extends Thread{  //一個(gè)子線(xiàn)程類(lèi)，用于客戶(hù)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) { //此函數(shù)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{  //一個(gè)子線(xiàn)程類(lèi)，用于發(fā)送消息給服務(wù)器
        MassageSenter() throws IOException{
            out = client.getOutputStream();
        }
 
        @Override
        public void run() {
            Scanner scanner = new Scanner(System.in);
            try {
                while (scanner.hasNextLine()) { //此函數(shù)為阻塞的函數(shù)
                    String massage = scanner.nextLine();
                    out.write((name + " : " + massage).getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
                    if(massage.equals("http://exit"))
                        break;
                }
            }catch (IOException e){
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
 
    WeChatClient(String name, String host, int port) throws IOException {//初始化，實(shí)例化發(fā)送和接收2個(gè)線(xiàn)程
        this.name = name;
        client = new Socket(host,port);
        massageGeter = new MassageGeter();
        massageSenter = new MassageSenter();
 
    }
 
    void login() throws IOException{//登錄時(shí)，先發(fā)送名字給服務(wù)器，在接收到服務(wù)器的正確回應(yīng)之后，啟動(dòng)線(xiàn)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()的作用是等線(xiàn)程結(jié)束之后再繼續(xù)執(zhí)行主線(xiàn)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();
    }
 
}

服務(wù)器設(shè)計(jì)

服務(wù)器包含3個(gè)線(xiàn)程類(lèi)，端口監(jiān)聽(tīng)線(xiàn)程，客戶(hù)端接收信息線(xiàn)程，發(fā)送信息線(xiàn)程。

服務(wù)器類(lèi)還包含并維護(hù)著一個(gè)已經(jīng)連接的用戶(hù)列表，和一個(gè)待發(fā)送信息列表。

服務(wù)器有一個(gè)負(fù)責(zé)監(jiān)聽(tīng)端口的線(xiàn)程，此線(xiàn)程在接收到客戶(hù)端的連接請(qǐng)求后，將連接的客戶(hù)端添加進(jìn)用戶(hù)列表；并為每一個(gè)連接的客戶(hù)端實(shí)例化一個(gè)接受信息的線(xiàn)程類(lèi)，從各個(gè)客戶(hù)端接收員信息，并存入待發(fā)送信息列表。

發(fā)送信息線(xiàn)程查看列表是否為空，若不為空，則將里面的信息發(fā)送給用戶(hù)列表的每一個(gè)用戶(hù)。

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<User> users;//用戶(hù)列表
    private ArrayList<String> massages;//待發(fā)送消息隊(duì)列
    private Listener listener;
    private MassageSenter massageSenter;
 
 
    class User{  //用戶(hù)類(lèi)，包含用戶(hù)的登錄id和一個(gè)輸出流
        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{//從一個(gè)輸入流接收一個(gè)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(){  //列出當(dāng)前在線(xiàn)用戶(hù)，調(diào)試用
        for(User user : users)
            System.out.println(user);
    }
 
    class Listener extends Thread{ //監(jiān)聽(tīng)線(xiàn)程類(lèi)，負(fù)則監(jiān)聽(tīng)是否有客戶(hù)端連接
        @Override
        public void run() {
            try {
                while (true) {
                    Socket socket = server.accept();//此函數(shù)是阻塞的
                    InputStream in = socket.getInputStream();
                    String name = GetMassage(in);//獲取接入用戶(hù)的name
                    System.out.println(name +" has connected");
                    massages.add(name+" has joined just now!!");//向聊天室報(bào)告用戶(hù)連入的信息
                    OutputStream out = socket.getOutputStream();
                    out.write("logined!".getBytes(StandardCharsets.UTF_8));//發(fā)送成功建立連接的反饋
                    User user = new User(name,out);
                    users.add(user);//添加至在線(xiàn)用戶(hù)列表
                    MassageListener listener = new MassageListener(user,in);//創(chuàng)建用于接收此用戶(hù)信息的線(xiàn)程
                    listener.start();
                }
            }catch (IOException e){
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
    class MassageListener extends Thread{ //接收線(xiàn)程類(lèi)，用于從一個(gè)客戶(hù)端接收信息，并加入待發(fā)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("http://exit")){ //       "/exit" 是退出指令
                        break;
                    }
                    massages.add(massage);
                }//用戶(hù)退出有兩種形式，輸入 “//exit” 或者直接關(guān)閉程序
                in.close();
                user.out.close();
 
            }catch (IOException e){//此異常是處理客戶(hù)端異常關(guān)閉，即GetMassage(in)調(diào)用會(huì)拋出異常，因?yàn)閕n出入流已經(jīng)自動(dòng)關(guān)閉
                e.printStackTrace();
            }finally {
                System.out.println(user.name+" has exited!!");
                massages.add(user.name+" has exited!!");
                users.remove(user);//必須將已經(jīng)斷開(kāi)連接的用戶(hù)從用戶(hù)列表中移除，否則會(huì)在發(fā)送信息時(shí)產(chǎn)生異常
                System.out.println("Now the users has");
                UserList();
            }
 
        }
    }
    private synchronized void SentToAll(String massage)throws IOException{//將信息發(fā)送給每一個(gè)用戶(hù)，加入synchronized修飾，保證在發(fā)送時(shí)，用戶(hù)列表不會(huì)被其他線(xiàn)程更改
        if(users.isEmpty())
            return;
        for(User user : users){
            user.out.write(massage.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
        }
    }
 
    class MassageSenter extends Thread{//消息發(fā)送線(xiàn)程
 
        @Override
        public void run() {
            while(true){
                try{
                    sleep(1);//此線(xiàn)程中沒(méi)有阻塞的函數(shù)，加入沉睡語(yǔ)句防止線(xiàn)程過(guò)多搶占資源
                }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(){ //線(xiàn)程啟動(dòng)
        listener.start();
        massageSenter.start();
    }
 
    public static void main(String[] args) throws IOException{
        WeChatServer server = new WeChatServer(7777);
        server.start();
    }
 
}

總結(jié)

之所以需要多線(xiàn)程編程，是因?yàn)橛械暮瘮?shù)是阻塞的，例如

while ((len = in.read(bytes)) != -1) { //此函數(shù)是阻塞的
    System.out.println(new String(bytes,0,len, StandardCharsets.UTF_8));
}

while (scanner.hasNextLine()) { //此函數(shù)為阻塞的函數(shù)
        String massage = scanner.nextLine();
        out.write((name + " : " + massage).getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
        if(massage.equals("http://exit"))
     break;
  }

Socket socket = server.accept();//此函數(shù)是阻塞的

這些阻塞的函數(shù)是需要等待其他的程序，例如scanner.hasNextLine()需要等待程序員的輸入才會(huì)返回值，in.read需要等待流的另一端傳輸數(shù)據(jù)，使用多線(xiàn)程就可以在這些函數(shù)處于阻塞狀態(tài)時(shí)，去運(yùn)行其他的線(xiàn)程。

所以，多線(xiàn)程編程的關(guān)鍵便是那些阻塞的函數(shù)。

以上就是本文的全部?jī)?nèi)容，希望對(duì)大家的學(xué)習(xí)有所幫助，也希望大家多多支持腳本之家。

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