Java基于Socket如何实现多人聊天室

发布时间:2022-09-05 10:08:20 作者:iii
来源:亿速云 阅读:166

本文小编为大家详细介绍“Java基于Socket如何实现多人聊天室”,内容详细,步骤清晰,细节处理妥当,希望这篇“Java基于Socket如何实现多人聊天室”文章能帮助大家解决疑惑,下面跟着小编的思路慢慢深入,一起来学习新知识吧。

一、 聊天室需求

1、一个服务端,多个客户端;
2、实现客户端和服务端的交互;
3、客户端发送信息,服务端收到信息,再转发给其他客户端;
4、上下线时显示哪个客户端上下线并且显示在线客户端数量;

二、代码分析

1. 建立连接

客户端类,创建发送端Socket对象,用自己的IP地址和端口号,与服务端建立连接。

class Client:

//用于与服务端通信的Socket
private Socket socket;

public Client() throws Exception {
    /*
     * 初始化Socket的同时要制定服务端的IP地址和端口号
     * ip地址用于我们在网络上找到服务端的所在计算在
     * 端口号用于找到服务器上的服务端应用程序。
     * 
     * 实例化Socket的过程就是连接服务端的过程若
     * 服务端无响应,这里得构造方法得抛出异常。
     * 
     */
    try {
        System.out.println("正在连接服务器......");
        //localhost 127.0.0.1
        socket = new Socket("LAPTOP-TCK59O6Q",8888);
        System.out.println("与服务端连接完毕");
    } catch (Exception e) {
        System.out.println("初始化失败");
        throw e;
    }
}

服务端类,使用构造方法初始化服务端,创建接收端的Socket对象

class Server:

private ServerSocket server;

//构造方法初始化服务端
public Server() throws IOException {
    //实例化serverSocket的同时,指定服务端的端口号;
    try {
        server = new ServerSocket(8888);
        allOut = new ArrayList<PrintWriter>();
    } catch (Exception e) {
        System.out.println("服务端初始化失败");
        throw e;
    }
}

2. 客户端发送信息

在客户端的类中写一个start()方法,start()是客户端发送信息给服务端的方法
获取输出流对象,把键盘录入的信息发送到服务端。

class Client:

public void start() throws Exception {
    /*
     * 客户端开始工作的方法
     */
    try {
        //启动用于读取服务端发送消息的线程
        ServerHandler handler = new ServerHandler();
        //ServerHandler是自己写的类,实现Runnable接口,有多线程功能
        Thread t = new Thread(handler);
        t.start();
        
        //将数据发送到服务端
        OutputStream out = socket.getOutputStream();//获取输出流对象
        OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(out,"utf-8");//转化成utf-8格式
        PrintWriter pw = new PrintWriter(osw,true);
        Scanner scan = new Scanner(System.in);
        while(true) {
            String message = scan.nextLine();//得到键盘录入的信息
            pw.println(message);//把信息输出到服务端
        }
        
    } catch (Exception e) {
        System.out.println("客户端运行失败");
        throw e;
    } 
    
}

服务端工作的start()方法,accept()方法与客户端连接上

class Server:

//服务端工作的方法
public void start() throws IOException {
    /*
     * ServerSocket提供了一个accept的方法,该方法是一个阻塞方法,
     * 用于监听其打开的8888端口;当一个客户端通过该端口与服务端连接时,
     * accept方法就会解除阻塞,然后创建一个socket实例并返回,
     * socket的作用就是与刚刚连接上的客户端进行通信。
     */
    while(true) {
        System.out.println("等待客户端连接...");
        Socket socket = server.accept();
        System.out.println("一个客户端连接了!");
        //启动一个线程来处理客户端的交互工作
        ClientHandler hander = new ClientHandler(socket);
        Thread t = new Thread(hander);
        t.start();
    }
}

3. 开启多线程、服务端接收读取信息并广播

因为服务端与多个客户端相连,所以要用多线程,即一个客户端用一条线程。

在服务端类中创建一个内部类ClientHandler实现Runnable接口并重写run()方法创建线程
属性有客户端的Socket对象
有参构造方法中通过客户端的Socket获取到其地址host,并且把地址打印出来
这样在main()方法中,实例化服务端类的对象之后,start方法开启服务端,当有客户端连接上时,就能输出这个客户端的ip地址。

ClientHandler类要重写run()方法,使用输入流InputStream读取客户端发来的信息,再使用输出流OutputStream给所有客户端广播收到的信息、用户上下线和在线人数

class Server:

/**
 * ClientHandler
 * 该线程类是与指定的客户端进行交互工作;
 * @author zxm
 *
 */
class ClientHandler implements Runnable{
    //当前线程客户端的Socket
    private Socket socket;
    
    //该客户端的地址
    private String host;
    
    public ClientHandler(Socket socket) {
        this.socket=socket;
        /*
         * 通过socket获取远程计算机地址
         * 对于服务端而言,远程计算机就是客户端
         */
        InetAddress address = socket.getInetAddress();
        
        //获取ip地址
        host = address.getHostAddress();
        System.out.println("host"+host);
    }

    @Override
    public void run() {
        PrintWriter pw = null;
        try {
            //广播给所有客户端,当前用户上线了
            sendMessage("["+host+"]上线了");
            OutputStream out = socket.getOutputStream();
            OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(out,"UTF-8");
            pw = new PrintWriter(osw,true);

            //将该客户的输出流存入共享集合,以便消息可以广播给该客户端
            addOut(pw);
            
            //广播当前在线人数
            sendMessage("当前在线人数["+allOut.size()+"]");
            
            //处理来自客户端的数据
            InputStream in = socket.getInputStream();
            InputStreamReader isr = new InputStreamReader(in,"utf-8");
            BufferedReader br = new BufferedReader(isr);
            /*
             * 服务端读取客户端发送过来的每一句字符时
             * 由于客户端所在的操作系统不同,这里客户端断开时结果也不同
             * windows客户端开始br.readLine抛出异常
             * Linux客户端断开是返回null
             * 
             */
            String message = null;
            while((message = br.readLine())!=null) {
                sendMessage(host+"说:"+message);
            }
            
        } catch (Exception e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }finally {
            //将该客户端的输出流从共享集合中删除
            removeOut(pw);
            
            //广播给所有客户端,当前用户下线
            sendMessage("["+host+"]下线了");
            
            //广播当前在线人数
            sendMessage("当前在线人数["+allOut.size()+"]");
            
            try {
                socket.close();
            } catch (IOException e) {
                // TODO Auto-generated catch block
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

因此服务端类中要写一个sendMessage()方法,为了在接收到一个客户端的信息后,把这个信息转发给所有客户端,这就是广播的效果。
写一个集合allOut,用来存放所有客户端的输出流,客户端的数量就是集合里元素的个数
再写两个方法,一个是addOut()方法把上线客户端的输出流放进集合(在run方法中使用addOut(),获取到启用新线程的客户端的输出流,把输出流加到集合中),
另一个是removeOut()方法拿出集合(同理run()方法中使用,把socket关闭的客户端的输出流移除集合)。

所以sendMessage()方法的参数就是某个客户端发的字符串信息message,遍历allOut集合,把message在每个输出流中打印,用PrintWrite类中的print方法。
当客户端连接服务端时,sendMessage()方法打印这个服务端的地址加上上线了,同理客户端关闭socket的时候打印下线了,
同时上下线后再打印allOut集合的大小,也就是当前连接服务端的客户端数量,就是在线人数。

class Server:

//存放所有客户端的输出流的集合,用于广播
private List<PrintWriter> allOut;

//将给定的输出流放入共享集合
private synchronized void addOut(PrintWriter out){
    allOut.add(out);
}

//将给定的输出流移除共享集合
private synchronized void removeOut(PrintWriter out){
    allOut.remove(out);
}

//将给定的消息发给多个客户端
private synchronized void sendMessage(String message) {
    
    for(PrintWriter out:allOut) {
        out.println(message);
    }
}

4. 客户端读取信息

这个时候所有的客户端都收到了某个客户发的消息,但是还没读,所以客户端类中要加输入流才能读取,
创建ServerHandler类实现Runnable接口,输入流读取并输出。

class Client:

class ServerHandler implements Runnable{
    /**
     * 该线程用于读取服务端发送过来的消息,并输出到
     * 客户端的控制台上
     * @author zxm
     *
     */
    @Override
    public void run() {
        try {
            InputStream in = socket.getInputStream();//输入流
            InputStreamReader isr = new InputStreamReader(in,"UTF-8");//以utf-8读
            BufferedReader br = new BufferedReader(isr);
            String message = null;
            while((message=br.readLine())!=null) {
                System.out.println(message);
            }
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } 
    }
}

三、完整代码

1. 客户端

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.OutputStream;
import java.io.OutputStreamWriter;
import java.io.PrintWriter;
import java.io.UnsupportedEncodingException;
import java.net.Socket;
import java.net.UnknownHostException;
import java.util.Scanner;

/**
 * 聊天室服务端
 * @author zxm
 */
public class Client {
    
    //用于与服务端通信的Socket
    private Socket socket;
    
    public Client() throws Exception {
        /*
         * 初始化Socket的同时要制定服务端的IP地址和端口号
         * ip地址用于我们在网络上找到服务端的所在计算在
         * 端口号用于找到服务器上的服务端应用程序。
         * 
         * *实例化Socket的过程就是连接服务端的过程若
         * 服务端无响应,这里得构造方法得抛出异常。
         * 
         */
        try {
            System.out.println("正在连接服务器......");
            //localhost 127.0.0.1
            socket = new Socket("LAPTOP-TCK59O6Q",8888);
            System.out.println("与服务端连接完毕");
        } catch (Exception e) {
            System.out.println("初始化失败");
            throw e;
        }
    }
    
    public void start() throws Exception {
        /*
         * 客户端开始工作的方法
         */
        try {
            //启动用于读取服务端发送消息的线程
            ServerHandler handler = new ServerHandler();
            //ServerHandler是自己写的类,实现Runnable接口,有多线程功能
            Thread t = new Thread(handler);
            t.start();
            
            //将数据发送到服务端
            OutputStream out = socket.getOutputStream();//获取输出流对象
            OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(out,"utf-8");//转化成utf-8格式
            PrintWriter pw = new PrintWriter(osw,true);
            Scanner scan = new Scanner(System.in);
            while(true) {
                String message = scan.nextLine();//得到键盘录入的信息
                pw.println(message);//把信息输出到服务端
            }
            
        } catch (Exception e) {
            System.out.println("客户端运行失败");
            throw e;
        } 
        
    }

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        
        try {
            Client client = new Client();
            client.start();
        } catch (Exception e) {
            System.out.println("客户端运行失败");
            e.printStackTrace();
        }
        

    }
    
    class ServerHandler implements Runnable{
        /**
         * 该线程用于读取服务端发送过来的消息,并输出到
         * 客户端的控制台上
         * @author zxm
         *
         */
        @Override
        public void run() {
            try {
                InputStream in = socket.getInputStream();//输入流
                InputStreamReader isr = new InputStreamReader(in,"UTF-8");//以utf-8读
                BufferedReader br = new BufferedReader(isr);
                String message = null;
                while((message=br.readLine())!=null) {
                    System.out.println(message);
                }
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            } 
        }
    }
    

}

2. 服务端

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.OutputStream;
import java.io.OutputStreamWriter;
import java.io.PrintWriter;
import java.io.UnsupportedEncodingException;
import java.net.InetAddress;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

/**
 * 聊天室服务端
 * @author zxm 
 */
public class Server {
    /*
     * 运行在服务端的socket
     * 该类的作用是:
     *     1.申请服务端口,客户端就是通过它申请的服务端口连接上服务端应用的。
     *  2.监听申请的服务端口感知客户端的连接,并创建一个socket与该客户通信。
     */
    private ServerSocket server;
    
    //存放所有客户端的输出流的集合,用于广播
    private List<PrintWriter> allOut;
    
    //将给定的输出流放入共享集合
    private synchronized void addOut(PrintWriter out){
        allOut.add(out);
    }
    
    //将给定的输出流移除共享集合
    private synchronized void removeOut(PrintWriter out){
        allOut.remove(out);
    }
    
    //将给定的消息发给多个客户端
    private synchronized void sendMessage(String message) {
        
        for(PrintWriter out:allOut) {
            out.println(message);
        }
    }
    
    //构造方法初始化服务端
    public Server() throws IOException {
        //实例化serverSocket的同时,指定服务端的端口号;
        try {
            server = new ServerSocket(8888);
            allOut = new ArrayList<PrintWriter>();
        } catch (Exception e) {
            System.out.println("服务端初始化失败");
            throw e;
        }
    }
    
    //服务端工作的方法
    public void start() throws IOException {
        /*
         * ServerSocket提供了一个accept的方法,该方法是一个阻塞方法,
         * 用于监听其打开的8888端口;当一个客户端通过该端口与服务端连接时,
         * accept方法就会解除阻塞,然后创建一个socket实例并返回,
         * socket的作用就是与刚刚连接上的客户端进行通信。
         */
        while(true) {
            System.out.println("等待客户端连接...");
            Socket socket = server.accept();
            System.out.println("一个客户端连接了!");
            //启动一个线程来处理客户端的交互工作
            ClientHandler hander = new ClientHandler(socket);
            Thread t = new Thread(hander);
            t.start();
        }
    }
    
    
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Server server = new Server();
        server.start();
    }
    
    /**
     * 该线程类是与指定的客户端进行交互工作;
     * @author zxm
     *
     */
    class ClientHandler implements Runnable{
        //当前线程客户端的Socket
        private Socket socket;
        
        //该客户端的地址
        private String host;
        
        public ClientHandler(Socket socket) {
            this.socket=socket;
            /*
             * 通过socket获取远程计算机地址
             * 对于服务端而言,远程计算机就是客户端
             */
            InetAddress address = socket.getInetAddress();
            
            //获取ip地址
            host = address.getHostAddress();
            System.out.println("host"+host);
        }

        @Override
        public void run() {
            PrintWriter pw = null;
            try {
                //广播给所有客户端,当前用户上线了
                sendMessage("["+host+"]上线了");
                OutputStream out = socket.getOutputStream();
                OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(out,"UTF-8");
                pw = new PrintWriter(osw,true);

                //将该客户的输出流存入共享集合,以便消息可以广播给该客户端
                addOut(pw);
                
                //广播当前在线人数
                sendMessage("当前在线人数["+allOut.size()+"]");
                
                //处理来自客户端的数据
                InputStream in = socket.getInputStream();
                InputStreamReader isr = new InputStreamReader(in,"utf-8");
                BufferedReader br = new BufferedReader(isr);
                /*
                 * 服务端读取客户端发送过来的每一句字符时
                 * 由于客户端所在的操作系统不同,这里客户端断开时结果也不同
                 * windows客户端开始br.readLine抛出异常
                 * Linux客户端断开是返回null
                 * 
                 */
                String message = null;
                while((message = br.readLine())!=null) {
                    sendMessage(host+"说:"+message);
                }
                
            } catch (Exception e) {
                // TODO Auto-generated catch block
                e.printStackTrace();
            }finally {
                //将该客户端的输出流从共享集合中删除
                removeOut(pw);
                
                //广播给所有客户端,当前用户下线
                sendMessage("["+host+"]下线了");
                
                //广播当前在线人数
                sendMessage("当前在线人数["+allOut.size()+"]");
                
                try {
                    socket.close();
                } catch (IOException e) {
                    // TODO Auto-generated catch block
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }
    
}

读到这里,这篇“Java基于Socket如何实现多人聊天室”文章已经介绍完毕,想要掌握这篇文章的知识点还需要大家自己动手实践使用过才能领会,如果想了解更多相关内容的文章,欢迎关注亿速云行业资讯频道。

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  1. 基于Nodejs利用socket.io实现多人聊天室
  2. Java SE实现多人聊天室功能

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