怎么用Java Socket+多线程实现多人聊天室功能

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思路简介

分为客户端和服务器两个类，所有的客户端将聊的内容发送给服务器，服务器接受后，将每一条内容发送给每一个客户端，客户端再显示在终端上。

客户端设计

客户端包含2个线程，1个用来接受服务器的信息，再显示，1个用来接收键盘的输入，发送给服务器。

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的客户端类     private Socket client;     private String name;     private InputStream in;     private OutputStream out;     private MassageSenter massageSenter;     private MassageGeter massageGeter;     class MassageGeter extends Thread{  //一个子线程类，用于客户端接收消息         MassageGeter() throws IOException{             in = client.getInputStream();         }         @Override         public void run() {             int len;             byte[] bytes = new byte[1024];             try {                 while ((len = in.read(bytes)) != -1) { //此函数是阻塞的                     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{  //一个子线程类，用于发送消息给服务器         MassageSenter() throws IOException{             out = client.getOutputStream();         }           @Override         public void run() {             Scanner scanner = new Scanner(System.in);             try {                 while (scanner.hasNextLine()) { //此函数为阻塞的函数                     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，实例化发送和接收2个线程         this.name = name;         client = new Socket(host,port);         massageGeter = new MassageGeter();         massageSenter = new MassageSenter();       }       void login() throws IOException{//登录时，先发送名字给服务器，在接收到服务器的正确回应之后，启动线程         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()的作用是等线程结束之后再继续执行主线程(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();     }   }

服务器设计

服务器包含3个线程类，端口监听线程，客户端接收信息线程，发送信息线程。

服务器类还包含并维护着一个已经连接的用户列表，和一个待发送信息列表。

服务器有一个负责监听端口的线程，此线程在接收到客户端的连接请求后，将连接的客户端添加进用户列表；并为每一个连接的客户端实例化一个接受信息的线程类，从各个客户端接收员信息，并存入待发送信息列表。

发送信息线程查看列表是否为空，若不为空，则将里面的信息发送给用户列表的每一个用户。

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;//用户列表     private ArrayList<String> massages;//待发送消息队列     private Listener listener;     private MassageSenter massageSenter;         class User{  //用户类，包含用户的登录id和一个输出流         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{//从一个输入流接收一个字符串         int len;         byte[] bytes = new byte[1024];         len = in.read(bytes);         return new String(bytes,0,len,StandardCharsets.UTF_8);     }     private void UserList(){  //列出当前在线用户，调试用         for(User user : users)             System.out.println(user);     }       class Listener extends Thread{ //监听线程类，负则监听是否有客户端连接         @Override         public void run() {             try {                 while (true) {                     Socket socket = server.accept();//此函数是阻塞的                     InputStream in = socket.getInputStream();                     String name = GetMassage(in);//获取接入用户的name                     System.out.println(name +" has connected");                     massages.add(name+" has joined just now!!");//向聊天室报告用户连入的信息                     OutputStream out = socket.getOutputStream();                     out.write("logined!".getBytes(StandardCharsets.UTF_8));//发送成功建立连接的反馈                     User user = new User(name,out);                     users.add(user);//添加至在线用户列表                     MassageListener listener = new MassageListener(user,in);//创建用于接收此用户信息的线程                     listener.start();                 }             }catch (IOException e){                 e.printStackTrace();             }         }     }     class MassageListener extends Thread{ //接收线程类，用于从一个客户端接收信息，并加入待发送列表         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);                 }//用户退出有两种形式，输入 “//exit” 或者直接关闭程序                 in.close();                 user.out.close();               }catch (IOException e){//此异常是处理客户端异常关闭，即GetMassage(in)调用会抛出异常，因为in出入流已经自动关闭                 e.printStackTrace();             }finally {                 System.out.println(user.name+" has exited!!");                 massages.add(user.name+" has exited!!");                 users.remove(user);//必须将已经断开连接的用户从用户列表中移除，否则会在发送信息时产生异常                 System.out.println("Now the users has");                 UserList();             }           }     }     private synchronized void SentToAll(String massage)throws IOException{//将信息发送给每一个用户，加入synchronized修饰，保证在发送时，用户列表不会被其他线程更改         if(users.isEmpty())             return;         for(User user : users){             user.out.write(massage.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));         }     }       class MassageSenter extends Thread{//消息发送线程           @Override         public void run() {             while(true){                 try{                     sleep(1);//此线程中没有阻塞的函数，加入沉睡语句防止线程过多抢占资源                 }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(){ //线程启动         listener.start();         massageSenter.start();     }       public static void main(String[] args) throws IOException{         WeChatServer server = new WeChatServer(7777);         server.start();     }   }

总结

之所以需要多线程编程，是因为有的函数是阻塞的，例如

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

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

Socket socket = server.accept();//此函数是阻塞的

这些阻塞的函数是需要等待其他的程序，例如scanner.hasNextLine()需要等待程序员的输入才会返回值，in.read需要等待流的另一端传输数据，使用多线程就可以在这些函数处于阻塞状态时，去运行其他的线程。

所以，多线程编程的关键便是那些阻塞的函数。

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