Java socket通信模拟QQ实现多人聊天室

目录

• 一、socket通信基本原理
• 二、用socket制作一个多人聊天室
• 三、实现效果
• 四、总结

一、socket通信基本原理

socket 通信是基于TCP/IP ⽹络层上的⼀种传送⽅式，我们通常把TCP和UDP称为传输层。

​

如上图，在七个层级关系中，我们讲的socket属于传输层，其中UDP是⼀种⾯向⽆连接的传输层协议。UDP不关⼼对端是否真正收到了传送过去的数据。如果需要检查对端是否收到分组数据包，或者对端是否连接到⽹络，则需要在应⽤程序中实现。UDP常⽤在分组数据较少或多播、⼴播通信以及视频通信等多媒体领域。在这⾥我们不进⾏详细讨论，这⾥主要讲解的是基于TCP/IP协议下的socket通信。

socket是基于应⽤服务与TCP/IP通信之间的⼀个抽象，他将TCP/IP协议⾥⾯复杂的通信逻辑进⾏分装，对⽤户来说，只要通过⼀组简单的API就可以实现⽹络的连接。

二、用socket制作一个多人聊天室

对socket通信基本原理明⽩后，那我们就写⼀个最简单的⽰例，制作聊天室。

服务器端Server：

import java.io.*;
import java.net.*;
import java.util.ArrayList;
public class Server{
    public static ServerSocket server_socket;
    public static ArrayList<Socket> socketList=new ArrayList<Socket>();
    public static void main(String []args){
        try{
            server_socket = new ServerSocket(5000);
            while(true){
                Socket socket = server_socket.accept();
                socketList.add(socket); //把sock对象加入sock集合
                ServerBO_Thread st=new ServerBO_Thread(socket,socketList); //初始化多线程
                st.start();//启动多线程
            }
        }catch(Exception ex){
            ex.printStackTrace();
        }finally{
            try{
                if(server_socket!=null){
                    server_socket.close();
                }
            }catch(Exception ex){
                ex.printStackTrace();
            }
        }
    }
    public void encryptWrite(String src,DataOutputStream output)throws IOException{
        //将一个字符串转化为字符数组
        //System.out.println(src);
        char[] char_arr = src.toCharArray();
        //加密操作
        for(int i = 0;i<char_arr.length;i++){
            output.writeChar(char_arr[i]+13);
        }
        //用作结束标志符
        output.writeChar(2333);
        output.flush();
    }
    //读取并解密
    public String readDecrypt(DataInputStream input)throws IOException{
        String rtn="";
        while(true){
            int char_src =input.readChar();
            if(char_src!=2333){
                rtn=rtn+(char)(char_src-13);
            }else{
                break;
            }
        }
        return rtn;
    }
}
class ServerBO_Thread extends Thread{
    Socket client = null;
    ArrayList<Socket> clients;
    ServerBO_Thread(Socket s,ArrayList<Socket> ss){//初始化
        client=s;
        clients=ss;
    }
    public void run(){
        DataInputStream input = null;
        DataOutputStream output =null;
        try{
            input = new DataInputStream(client.getInputStream());
            Server bo = new Server();
            String receive=null;
            String send=null;
            while(true){//监视当前客户端有没有发来消息
                if(!client.isClosed()){
                    receive=bo.readDecrypt(input);
                    clients.trimToSize();
                    String[] param = receive.split("&");
                    if(")start".equals(param[1])){    //分析客户端发来的内容
                        send = param[0]+"进入聊天室";
                    }else{
                        send = param[0]+"说:    "+param[1];
                    }
                    if(!("3333".equals(param[1]))){//3333为退出聊天室信号
                        for(Socket socket:clients){ //遍历socke集合
                            //把读取到的消息发送给各个客户端
                            if(!socket.isClosed()){
                                output = new DataOutputStream(socket.getOutputStream());
                                bo.encryptWrite(send,output);
                            }
                        }
                    }else{//如果有客户端退出
                        for(Socket socket:clients){ //遍历socke集合
                                if(socket!=client){//告诉其他人此人退出聊天室
                                    if(!(socket.isClosed())){
                                        output = new DataOutputStream(socket.getOutputStream());
                                        bo.encryptWrite(param[0]+"已退出聊天室",output);
                                    }
                                }
                            }
                        output = new DataOutputStream(client.getOutputStream());
                        bo.encryptWrite("3333",output);//返回信号给要退出的客户端，然后关闭线程
                        client.close();
                        input.close();
                        output.close();
                    }
                }else{
                    break;
                }
            }
        }catch(Exception ex){
            ex.printStackTrace();
        }
    }
}
 

客户端：

import java.io.IOException;
import java.util.Scanner;
import java.net.*;
import java.io.*;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.OutputStreamWriter;
import java.io.BufferedWriter;
import java.io.BufferedReader;
import java.io.DataOutputStream;
public class People{
//服务端ip
    public  String ip = "127.0.0.1";
    //服务端端口
    public  int port = 5000;
    public  DataOutputStream output = null;
    public  Socket socket = null;
    public  DataInputStream input = null;
    public  Scanner sc =new Scanner (System.in);
    public  String send ;
    public  String receive;
    public  String name;
    public String sd = null;
    public static void main(String[]aa){
        People po = new People();
        po.start();
    }
    public void start(){
        try{
            System.out.println("*******欢迎使用匿名聊天室！**********");
            System.out.println("请输入你将要使用的昵称：");
            name=sc.nextLine();//获取昵称
            socket = new Socket(ip,port);
            output=new DataOutputStream(socket.getOutputStream());
            input = new DataInputStream(socket.getInputStream());
            send = name+"&)start";//把昵称发送到server 告诉所有人有新成员加入聊天室
            System.out.println("(如果要退出聊天室请输入“3333”！)");
            System.out.println("*******成功进入匿名聊天室！**********");
            System.out.println("");
            encryptWrite(send,output);
            Out out=new Out(output,name,input,socket);
            out.start();//启动发送聊天内容的多线程
            while(true){
                String receive = readDecrypt(input);
                if("3333".equals(receive)){//如果收到“3333”则退出聊天室
                    System.out.println("*******成功退出匿名聊天室！**********");
                    input.close();
                    output.close();
                    socket.close();
                    System.exit(0);
                }
                System.out.println(receive);
            }
        }catch(Exception ex){
                ex.printStackTrace();
        }finally{
            try{
                if(socket!=null) socket.close();
                input.close();
                output.close();
            }catch(Exception ex){
                ex.printStackTrace();
            }
        }
    }
    public void encryptWrite(String src,DataOutputStream output)throws IOException{
        //将一个字符串转化为字符数组
        char[] char_arr = src.toCharArray();
        //加密操作
        for(int i = 0;i<char_arr.length;i++){
            output.writeChar(char_arr[i]+13);
        }
        //用作结束标志符
        output.writeChar(2333);
        output.flush();
    }
    //读取并解密
    public String readDecrypt(DataInputStream input)throws IOException{
        String rtn="";
        while(true){
            int char_src =input.readChar();
            if(char_src!=2333){
                rtn=rtn+(char)(char_src-13);
            }else{
                break;
            }
        }
        return rtn;
    }
}
class Out extends Thread {
    public DataOutputStream output;
    public DataInputStream input;
    public static String name;
    public Socket socket;
    public  Scanner sc =new Scanner (System.in);
    Out(DataOutputStream ot,String n,DataInputStream it,Socket socket){
        output=ot;
        input=it;
        name=n;
    }
    public void run(){
        People po = new People();
        try{
            while(true){
                String send=sc.nextLine();//获取用户输入
                String send2=name+"&"+send;//把聊天内容打包成约定形式
                po.encryptWrite(send2,output);
            }
        }catch(Exception ex){
            ex.printStackTrace();
        }finally{
            System.out.println("sfef");
        }
    }
}

三、实现效果

​

四、总结

1、用于接收信息的字符串每次都要重新定义一个，不能在开头只定义一次，这样会导致数组角标异常的错误，因为每次接收到的信息的长度都不一样的，所以每次用都要重新new一个字符串。

2、调用多线程的时候一定要把socket或者inputoutput参数传递给构造函数初始化，不能用类.output的形式调用，不然会有空指针的错误（原因大概是直接调用的可能是还没初始化的）。

3、为了程序的健壮性，我们需要对当有客户端退出聊天室的情况进行处理，如果不处理，当有人强制退出聊天室时会导致服务端崩溃发生空指针异常。在这个程序主中我约定用“3333”为退出信息，当客户端发出3333时即退出聊天室，关闭对应socket，此处关键点是要理清谁先关闭谁后关闭，不然也会导致socket崩溃，流程应该是发送3333告知服务器端我要退出了，然后服务器返回信号给客户端我已知晓，你可以退出了，然后客户端服务器端才可以关闭socket。​

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