小小的java socket聊天程式
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本程式是基於java語言的Socket聊天程式，採用TCP傳輸協議，實現兩個人之間的資訊互動。在形成最終結果之前，我經曆了兩個過程程式，兩個過程均為半成品，他們反映了我整個課程設計中的思考過程，在一個較為系統思考過程後，socket思想一層一層加固，讓我映像很深刻，收穫很多。在此文檔中，我將示範我兩個過程程式的思考過程，然後對原始碼進行講解，但最終上傳的代碼為製成品。 在兩個過程程式中，TestServer1和TestClient1為第一個過程，TestServer2和TestClient2為第二個過程，MySingleThreadServer1和MySingleThreadClient1為最終程式。其中，TestServer2和TestClient2實現了多線程，一個線程負責接收，另一個線程負責發送，MySingleThreadServer1和MySingleThreadClient1實現了基於GUI的聊天。控制項並非像MFC那樣很容易就可以通過拖動組件實現，java是通過程式的編寫來實現,我採用awt組件編碼實現GUI，介面很簡單，但花了不少時間來布局。 核心代碼講解： 三個過程程式都牽涉了java socket編程最核心的思想，以下為核心的講解。1.伺服器端 Java Socket伺服器端需要引入兩個包，java.io包和java.net包，io包是解決輸入輸出資料流的問題，而net包包含了socket編程所需的API. 伺服器端首先要得到ServerSocket的對象，即ServerSocket ss = new ServerSocket(5555); 5555為伺服器端的連接埠號碼。Socket s = ss.accept();伺服器端Socket對象通過accept()方法開始監聽連結過來的用戶端資訊。如果有用戶端有資訊過來，則對象s調用輸入輸出資料流的方法，如s.getInputStream(),同時把得到的InputStream 封裝在DataInputStream當中，在用戶端與伺服器端通訊時，有可能兩端存在於不同的作業系統，封裝在DataInputStream可以很好的解決這個問題。 2.用戶端 其實用戶端代碼與伺服器端大多類似，有一點顯著不同，在用戶端沒有ServerSocket類，即用戶端不用監聽任何連結，他只需要發送連結即可。Socket s = new Socket(String IPAddr,int port),IPAddr為伺服器端的IP地址，port為伺服器端的連接埠號碼即5555，由於本程式伺服器端和用戶端在同一主機上，所以伺服器端IP地址為127.0.0.1。通過IPAddr和port兩個參數就可以得到Socket對象s，接下來的步驟就和伺服器程式類似了。 對三個過程程式的詳解 Procedure1: 伺服器端核心代碼如下： ServerSocket ss = new ServerSocket(5555); Socket s = ss.accept(); OutputStream os = s.getOutputStream(); DataOutputStream dos = new DataOutputStream(os); InputStream is = s.getInputStream(); DataInputStream dis = new DataInputStream(is); InputStreamReader isr = new InputStreamReader(System.in); //重鍵盤讀入資料 BufferedReader br = new BufferedReader(isr); //把從鍵盤讀入的資料放入緩衝 String info; while(true){ info = dis.readUTF(); System.out.println("用戶端說:" + info); if(info.equals("goodbye")){ break; } info = br.readLine(); dos.writeUTF(info); System.out.println("伺服器說:" + info); if(info.equals("goodbye")){ break; } } 用戶端核心代碼如下： Socket s = new Socket("127.0.0.1",5555); InputStream is = s.getInputStream(); DataInputStream dis = new DataInputStream(is); OutputStream os = s.getOutputStream(); DataOutputStream dos = new DataOutputStream(os); InputStreamReader isr = new InputStreamReader(System.in); BufferedReader br = new BufferedReader(isr); String info; while(true){ info = br.readLine(); System.out.println("用戶端說的是:" + info); dos.writeUTF(info); if(info.equals("goodbye")){ break; } info = dis.readUTF(); //阻塞函數 System.out.println("伺服器端說的是:" + info); if(info.equals("goodbye")){ break; } } 伺服器端和用戶端在while(true)迴圈處各不相同，伺服器端是dis.readUTF()，必須首先讀取用戶端傳過來的資訊，才能通過info = br.readLine();dos.writeUTF(info);從鍵盤中讀取資訊再發送給用戶端。相反，用戶端必須首先通過br.readLine();讀取鍵盤資訊，才能接收伺服器發送來的資訊。 思考1：這個簡易的聊天程式已經實現了伺服器和用戶端的資訊互動，但此時已經出現了一個必然出現的問題，比如拿伺服器端來講，當伺服器通過dos.writeUTF(info)發送訊息給用戶端後，在while迴圈體內，他又要執行info = dis.readUTF()代碼，而readUTF()是一個阻塞函數,如果用戶端沒有發送過來，他就阻塞在那個地方，此時下面部分的代碼dos.writeUTF(info)就不能執行，即伺服器端不能發送訊息出去。 要怎樣解決這個問題呢？怎樣readUTF()阻塞的同時又可以writeUTF(info)發送出訊息呢？顯然，一條路徑走不通時應該考慮走另一條路，於是，多線程在這裡引入了。Procedure2就是這樣出來的。 Procedure2: Procedure2相比procedure1加入了多線程的部分，一個線程負責專門去接受訊息，另一個負責發送訊息。當伺服器端負責接收的線程因為readUTF()被阻塞不能發送訊息時，負責發送訊息的線程讓伺服器端也能發送訊息。同樣的原理，用戶端也如此。 伺服器端加入的關鍵代碼如下：class ServerReadThread extends Thread{ private DataInputStream dis; public ServerReadThread(DataInputStream dis){ this.dis = dis; } public void run(){ String info; try{ while(true){ info = dis.readUTF(); System.out.println("用戶端說:" + info); if(info.equals("goodbye")){ System.out.println("用戶端拜拜了!"); System.exit(0); } } }catch(IOException e){ e.printStackTrace(); } }} class ServerWriteThread extends Thread{ private DataOutputStream dos; private BufferedReader br; public ServerWriteThread(DataOutputStream dos,BufferedReader br){ this.dos = dos; this.br = br; } public void run(){ String info; try{ while(true){ info = br.readLine(); dos.writeUTF(info); if(info.equals("bye")){ System.exit(0); } } }catch(IOException e){ e.printStackTrace(); } }} 負責接受的類ServerReadThread繼承Thread,並構造一個DataInputStream對象參數的建構函式，接收對方資訊。負責發送的類ServerWriteThread繼承Thread,並構造一個DataInputStream對象和BufferedRead對象的雙參數的建構函式，負責發送訊息。new ServerReadThread(dis).start();new ServerWriteThread(dos,br).start();開啟兩個線程。 用戶端原理與伺服器端類似，就不做更詳細的講解。 思考2：procedure2相比procedure1已經實現了多線程聊天，雖只是運行在控制台上，但麻雀雖小，五髒俱全，這已經體現出了java Socket編程以及多線程的核心思想，此課程設計的目的已經達到。為實現更加人性化的效果，我引入javaGUI的組件awt,與之相關的技術也就隨之引入了，比如基於事件的驅動，還有awt各個組件之間的調用。與此同時，代碼的分布和組織圖都要做相應的調整。 Procedure3 由於是基於事件驅動的組件，所以MySingleThreadServer1類要繼承ActionListener介面，實現該介面唯一的方法actionPerformed(ActionEvent e),即當觸發某一事件時，執行該方法內的代碼。關鍵代碼如下：public class MySingleThreadServer1 implements ActionListener{ private Frame f;private TextArea ta1 = newTextArea("",5,40,TextArea.SCROLLBARS_VERTICAL_ONLY); private TextArea ta2 = new TextArea("",16,52,TextArea.SCROLLBARS_VERTICAL_ONLY); private Button b;private String msg ="";OutputStream os;DataOutputStream dos;InputStream is;DataInputStream dis;ServerSocket ss;Socket s; public MySingleThreadServer1(){ f = new Frame("server:小馬"); b = new Button("伺服器發送"); f.setBackground(Color.WHITE); b.setBackground(Color.LIGHT_GRAY); ta1.setBackground(Color.LIGHT_GRAY); ta2.setBackground(Color.LIGHT_GRAY); ta2.setEditable(false); //set to only be read f.setLayout(new FlowLayout(FlowLayout.LEFT)); f.add(ta1); f.add(b); f.add(ta2); f.setLocation(200,200); f.setSize(400,400); f.setResizable(false); f.setVisible(true); b.addActionListener(this); f.addWindowListener(new WindowAdapter(){ public void windowClosing(WindowEvent e){ System.exit(0); } }); try{ ss = new ServerSocket(7777); s = ss.accept(); is = s.getInputStream(); dis = new DataInputStream(is); os = s.getOutputStream(); dos = new DataOutputStream(os); serverReadSome(); //接受用戶端發來的資訊 }catch(IOException e){ e.printStackTrace(); } } public void actionPerformed(ActionEvent e){ //伺服器點擊按鈕觸發時間 try{ msg = ta1.getText(); dos.writeUTF(msg); ta2.append("小馬："+msg+"/n"); ta1.setText(""); ta1.requestFocus(); }catch(IOException ioe){ ioe.printStackTrace(); } } public void serverReadSome(){ try{ while(true){ msg = dis.readUTF(); ta2.append("小徐："+msg+"/n"); } }catch(IOException ioe){ ioe.printStackTrace(); } } public static void main(String args[]){ new MySingleThreadServer1(); }} 我把GUI的初始化資訊和事件驅動的資訊放到了MySingleThreadServer1的建構函式中，使之new一個的時候就初始化該類。 思考3：由於DataInputStream，DataOutputStream, InputStream, OutputStream, ServerSocket,Socket的對象是全域變數，所以我沒有把對這些類對象的操作即輸入輸出資料流放到main()函數中，應為在main()函數中必須要求是靜態變數或方法，於是，我乾脆一道把對輸入輸出資料流的操作放到了建構函式裡面。同時，在actionPerformed(ActionEvent e)方法體內實現了相應的邏輯處理。 經過千辛萬苦的代碼調試，終於實現了兩者之間的資訊互動。由於是單線程，我本以為procedure3也會出現procedure1那樣被readUTF()阻塞的狀況，結果出乎意料，基於awt的小小聊天程式並沒有出現預想中的糟糕現象，即一方發送後必須等待對方回應才能再次發送的現象，procedure3直接出現了procedure2中靠多線程才能實現的功能。奇怪，難道是老天開眼，知道我努力就放我一馬。再把代碼仔細分析，知道為什麼了。 原因是這樣：actionPerformed()方法負責發送訊息，當一點擊按鈕時就觸發actionPerformed()發送訊息，只要一方編輯訊息並點擊按鈕，就會發送訊息到對方，不會受readUTF()阻塞函數的影響。所以，嚴格意義上講，Procedure3隻是個單線程程式，他實現了多線程才能實現的功能。 總結：只有經過親自動手實踐實現預想的功能,才能讓自己成長更快。結果雖小，但享受了逐步思考的過程。如有轉載，請說明出處！
