怎么用Java Socket+多線程實現多人聊天室功能

這篇文章主要講解了“怎么用Java Socket+多線程實現多人聊天室功能”，文中的講解內容簡單清晰，易于學習與理解，下面請大家跟著小編的思路慢慢深入，一起來研究和學習“怎么用Java Socket+多線程實現多人聊天室功能”吧！

思路簡介

分為客戶端和服務器兩個類，所有的客戶端將聊的內容發送給服務器，服務器接受后，將每一條內容發送給每一個客戶端，客戶端再顯示在終端上。

客戶端設計

客戶端包含2個線程，1個用來接受服務器的信息，再顯示，1個用來接收鍵盤的輸入，發送給服務器。

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的客戶端類
    private Socket client;
    private String name;
    private InputStream in;
    private OutputStream out;
    private MassageSenter massageSenter;
    private MassageGeter massageGeter;
    class MassageGeter extends Thread{  //一個子線程類，用于客戶端接收消息
        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{  //一個子線程類，用于發送消息給服務器
        MassageSenter() throws IOException{
            out = client.getOutputStream();
        }
 
        @Override
        public void run() {
            Scanner scanner = new Scanner(System.in);
            try {
                while (scanner.hasNextLine()) { //此函數為阻塞的函數
                    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，實例化發送和接收2個線程
        this.name = name;
        client = new Socket(host,port);
        massageGeter = new MassageGeter();
        massageSenter = new MassageSenter();
 
    }
 
    void login() throws IOException{//登錄時，先發送名字給服務器，在接收到服務器的正確回應之后，啟動線程
        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()的作用是等線程結束之后再繼續執行主線程(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();
    }
 
}

服務器設計

服務器包含3個線程類，端口監聽線程，客戶端接收信息線程，發送信息線程。

服務器類還包含并維護著一個已經連接的用戶列表，和一個待發送信息列表。

服務器有一個負責監聽端口的線程，此線程在接收到客戶端的連接請求后，將連接的客戶端添加進用戶列表；并為每一個連接的客戶端實例化一個接受信息的線程類，從各個客戶端接收員信息，并存入待發送信息列表。

發送信息線程查看列表是否為空，若不為空，則將里面的信息發送給用戶列表的每一個用戶。

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;//用戶列表
    private ArrayList<String> massages;//待發送消息隊列
    private Listener listener;
    private MassageSenter massageSenter;
 
 
    class User{  //用戶類，包含用戶的登錄id和一個輸出流
        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{//從一個輸入流接收一個字符串
        int len;
        byte[] bytes = new byte[1024];
        len = in.read(bytes);
        return new String(bytes,0,len,StandardCharsets.UTF_8);
    }
    private void UserList(){  //列出當前在線用戶，調試用
        for(User user : users)
            System.out.println(user);
    }
 
    class Listener extends Thread{ //監聽線程類，負則監聽是否有客戶端連接
        @Override
        public void run() {
            try {
                while (true) {
                    Socket socket = server.accept();//此函數是阻塞的
                    InputStream in = socket.getInputStream();
                    String name = GetMassage(in);//獲取接入用戶的name
                    System.out.println(name +" has connected");
                    massages.add(name+" has joined just now!!");//向聊天室報告用戶連入的信息
                    OutputStream out = socket.getOutputStream();
                    out.write("logined!".getBytes(StandardCharsets.UTF_8));//發送成功建立連接的反饋
                    User user = new User(name,out);
                    users.add(user);//添加至在線用戶列表
                    MassageListener listener = new MassageListener(user,in);//創建用于接收此用戶信息的線程
                    listener.start();
                }
            }catch (IOException e){
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
    class MassageListener extends Thread{ //接收線程類，用于從一個客戶端接收信息，并加入待發送列表
        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);
                }//用戶退出有兩種形式，輸入 “//exit” 或者直接關閉程序
                in.close();
                user.out.close();
 
            }catch (IOException e){//此異常是處理客戶端異常關閉，即GetMassage(in)調用會拋出異常，因為in出入流已經自動關閉
                e.printStackTrace();
            }finally {
                System.out.println(user.name+" has exited!!");
                massages.add(user.name+" has exited!!");
                users.remove(user);//必須將已經斷開連接的用戶從用戶列表中移除，否則會在發送信息時產生異常
                System.out.println("Now the users has");
                UserList();
            }
 
        }
    }
    private synchronized void SentToAll(String massage)throws IOException{//將信息發送給每一個用戶，加入synchronized修飾，保證在發送時，用戶列表不會被其他線程更改
        if(users.isEmpty())
            return;
        for(User user : users){
            user.out.write(massage.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
        }
    }
 
    class MassageSenter extends Thread{//消息發送線程
 
        @Override
        public void run() {
            while(true){
                try{
                    sleep(1);//此線程中沒有阻塞的函數，加入沉睡語句防止線程過多搶占資源
                }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(){ //線程啟動
        listener.start();
        massageSenter.start();
    }
 
    public static void main(String[] args) throws IOException{
        WeChatServer server = new WeChatServer(7777);
        server.start();
    }
 
}

總結

之所以需要多線程編程，是因為有的函數是阻塞的，例如

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

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

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

這些阻塞的函數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返回值，in.read需要等待流的另一端傳輸數據，使用多線程就可以在這些函數處于阻塞狀態時，去運行其他的線程。

所以，多線程編程的關鍵便是那些阻塞的函數。

感謝各位的閱讀，以上就是“怎么用Java Socket+多線程實現多人聊天室功能”的內容了，經過本文的學習后，相信大家對怎么用Java Socket+多線程實現多人聊天室功能這一問題有了更深刻的體會，具體使用情況還需要大家實踐驗證。這里是億速云，小編將為大家推送更多相關知識點的文章，歡迎關注！