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2021-06-01 09:32:01
Java socket通訊模擬QQ實現多人聊天室
2022-07-16 18:00:47
一、socket通訊基本原理
socket 通訊是基於TCP/IP ⽹絡層上的⼀種傳送⽅式，我們通常把TCP和UDP稱為傳輸層。
如上圖，在七個層級關係中，我們講的socket屬於傳輸層，其中UDP是⼀種⾯向⽆連線的傳輸層協定。UDP不關⼼對端是否真正收到了傳送過去的資料。如果需要檢查對端是否收到分組封包，或者對端是否連線到⽹絡，則需要在應⽤程式中實現。UDP常⽤在分組資料較少或多播、⼴播通訊以及視訊通訊等多媒體領域。在這⾥我們不進⾏詳細討論，這⾥主要講解的是基於TCP/IP協定下的socket通訊。
socket是基於應⽤服務與TCP/IP通訊之間的⼀個抽象，他將TCP/IP協定⾥⾯複雜的通訊邏輯進⾏分裝，對⽤戶來說，只要通過⼀組簡單的API就可以實現⽹絡的連線。
二、用socket製作一個多人聊天室
對socket通訊基本原理明⽩後，那我們就寫⼀個最簡單的⽰例，製作聊天室。
伺服器端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物件加入sock集合
ServerBO_Thread st=new ServerBO_Thread(socket,socketList); //初始化多執行緒
st.start();//啟動多執行緒
}
}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{
//將一個字串轉化為字元陣列
//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);
}
//用作結束標誌符
output.writeChar(2333);
output.flush();
}
//讀取並解密
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){//監視當前使用者端有沒有發來訊息
if(!client.isClosed()){
receive=bo.readDecrypt(input);
clients.trimToSize();
String[] param = receive.split("&");
if(")start".equals(param[1])){ //分析使用者端發來的內容
send = param[0]+"進入聊天室";
}else{
send = param[0]+"說: "+param[1];
}
if(!("3333".equals(param[1]))){//3333為退出聊天室訊號
for(Socket socket:clients){ //遍歷socke集合
//把讀取到的訊息傳送給各個使用者端
if(!socket.isClosed()){
output = new DataOutputStream(socket.getOutputStream());
bo.encryptWrite(send,output);
}
}
}else{//如果有使用者端退出
for(Socket socket:clients){ //遍歷socke集合
if(socket!=client){//告訴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);//返回訊號給要退出的使用者端，然後關閉執行緒
client.close();
input.close();
output.close();
}
}else{
break;
}
}
}catch(Exception ex){
ex.printStackTrace();
}
}
}
使用者端：
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{
//伺服器端ip
public String ip = "127.0.0.1";
//伺服器端埠
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("*******歡迎使用匿名聊天室！**********");
System.out.println("請輸入你將要使用的暱稱：");
name=sc.nextLine();//獲取暱稱
socket = new Socket(ip,port);
output=new DataOutputStream(socket.getOutputStream());
input = new DataInputStream(socket.getInputStream());
send = name+"&)start";//把暱稱傳送到server 告訴所有人有新成員加入聊天室
System.out.println("(如果要退出聊天室請輸入「3333」！)");
System.out.println("*******成功進入匿名聊天室！**********");
System.out.println("");
encryptWrite(send,output);
Out out=new Out(output,name,input,socket);
out.start();//啟動傳送聊天內容的多執行緒
while(true){
String receive = readDecrypt(input);
if("3333".equals(receive)){//如果收到「3333」則退出聊天室
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{
//將一個字串轉化為字元陣列
char[] char_arr = src.toCharArray();
//加密操作
for(int i = 0;i<char_arr.length;i++){
output.writeChar(char_arr[i]+13);
}
//用作結束標誌符
output.writeChar(2333);
output.flush();
}
//讀取並解密
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();//獲取使用者輸入
String send2=name+"&"+send;//把聊天內容打包成約定形式
po.encryptWrite(send2,output);
}
}catch(Exception ex){
ex.printStackTrace();
}finally{
System.out.println("sfef");
}
}
}三、實現效果
四、總結
1、用於接收資訊的字串每次都要重新定義一個，不能在開頭只定義一次，這樣會導致陣列角標異常的錯誤，因為每次接收到的資訊的長度都不一樣的，所以每次用都要重新new一個字串。
2、呼叫多執行緒的時候一定要把socket或者inputoutput引數傳遞給建構函式初始化，不能用類.output的形式呼叫，不然會有空指標的錯誤（原因大概是直接呼叫的可能是還沒初始化的）。
3、為了程式的健壯性，我們需要對當有使用者端退出聊天室的情況進行處理，如果不處理，當有人強制退出聊天室時會導致伺服器端崩潰發生空指標異常。在這個程式主中我約定用“3333”為退出資訊，當用戶端發出3333時即退出聊天室，關閉對應socket，此處關鍵點是要理清誰先關閉誰後關閉，不然也會導致socket崩潰，流程應該是傳送3333告知伺服器端我要退出了，然後伺服器返回訊號給使用者端我已知曉，你可以退出了，然後使用者端伺服器端才可以關閉socket。
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