Java网络编程基础（四）---基于TCP的简单聊天系统

实现思路：
要实现消息的发送，客户端每次在连接服务器端时都需要告诉服务器自己的用户名，以便能够接收到发送给自己的消息。服务器端在接收到消息时，能够查到对应用户名的客户端，将消息发送给该客户端。
服务端需要实现多个客户端的同时请求，因此需要使用多线程来处理客户端的请求。同时，它还需要保存一份用户名列表，以便在转发消息时能够查找到对应的用户。
对于客户端来说，客户端需要能够随时收取服务器端转发来的消息，并能够随时通过键盘输入发送消息，因此它的读取消息和发送消息功能是并行的，需要独立的线程来实现。

实现过程：
根据以上思路，客户端和服务端都需要独立的线程，因此分别包含了一个主程序和一个子线程类，共需要实现4个类。
（1）、客户端主程序ChatClient.java
该程序根据启动时输入的用户名参数，负责启动客户端的子线程，由子线程建立客户端和服务器的连接。在主线程中，需要循环读取键盘的输入，将输入的信息通过子线程发送给服务器，交由服务器来转发该消息给客户端。
（2）、客户端子线程ClientThread.java
该线程封装了客户端和服务器的所有操作。
a、在构造函数中，根据用户名创建与服务端的连接，然后发送用户名给服务端进行注册
b、在线程函数中，循环读取服务端发送的消息，并显示的控制台
c、还应有一个发送消息的函数，外部的主线程在接收到键盘输入后，调用该函数给服务端发送消息
d、关闭函数：在客户端输入bye命令后，关闭客户端和服务端连接。
（3）、服务端主程序ChatServer.java
该类负责启动服务器，并负责监听客户端的请求，在接收到新的用户端后，交给子线程处理。
（4）、服务端子线程ServerThread.java
该线程负责处理客户端的输入\输出和消息转发任务，因此需要包含以下功能
a、在构造函数中，建立与客户端的输入\输出流，并在第一次建立连接时读取客户端发送的用户名，并将该用户添加到用户列表中。
b、在主线程函数中，读取客户端的输入数据，如果发送的消息时bye，则推出监听关闭该客户端，否则根据命令格式进行解析。冒号（:）前的部分为用户名，根据该用户名在客户端列表中找到对应的客户端处理线程，发送数据给客户端
c、发送数据函数：在收到用户消息进行转发时调用
参考样例
1、客户端

package org.test.example;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;

/**
* @author kucs
* 客户端主程序
* 负责调用子线程创建客户端
* 监听键盘输入
* 根据系统启动参数取得用户名
* 调用子线程创建该用户的客户端线程并启动
*/
public class ChatClient {

public static void main(String[] args) {

try {
ClientThread client = new ClientThread(args[0]);
client.start();

//输入\输出流
BufferedReader sin = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
//循环读取键盘输入
String readLine;
while((readLine = sin.readLine()) != null){
if(readLine.equals("bye")){
client.close();
System.exit(0);
}
client.send(readLine);
}
} catch (IOException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}

}

2、客户端线程

package org.test.example;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.PrintWriter;
import java.net.Socket;
import java.net.UnknownHostException;

/**
* @author kucs
*
* 受主线程委托，来创建与服务端的连接
* 监听服务端的消息
* 负责发送消息给服务端
*/
public class ClientThread extends Thread {
Socket socket;        //socket对象
BufferedReader is;    //输入流
PrintWriter os;        //输出流

//启动客户端
public ClientThread(String userName) {
//连接服务器
try {
socket = new Socket("127.0.0.1",12345);

//输入输出流
is = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
os = new PrintWriter(socket.getOutputStream());

//发送用户名
os.println(userName);
os.flush();
} catch (UnknownHostException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
} catch (IOException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}

@Override
public void run() {
try {
// TODO 循环读取服务端转发的消息
String readLine;
while((readLine = is.readLine()) != null){
System.out.println(readLine);
}
} catch (IOException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}

public void close() {
try {
// TODO 关闭客户端
is.close();
os.close();

socket.close();
} catch (IOException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}

public void send(String readLine) {
// TODO 发送消息
os.print(readLine);
os.flush();
}

}

3、服务端

package org.test.example;

import java.io.IOException;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
import java.util.Hashtable;

/**
* @author kucs
*
*/
public class ChatServer {
public static void main(String[] args) {
ServerSocket server = null;
try {
// TODO 启动服务端
server = new ServerSocket(12345);
System.out.println("服务端启动："+
server.getInetAddress().getHostAddress()+":"+
server.getLocalPort());

//客户端列表
Hashtable<String, ServerThread> clientList = new Hashtable<String, ServerThread>();

//监听客户端
while(true){
Socket socket = server.accept();
//启动服务端处理线程
new ServerThread(socket,clientList).start();
}
} catch (IOException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
} finally{
try {
server.close();
} catch (IOException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
}

}

4、服务端线程

package org.test.example;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.PrintWriter;
import java.net.Socket;
import java.util.Hashtable;

public class ServerThread extends Thread {

Socket socket;                                //Socket对象
BufferedReader is;                            //输入流
PrintWriter os;                                //输出流
Hashtable<String, ServerThread> clientList;    //客户端列表
String userName;                            //用户名
public ServerThread(Socket socket, Hashtable<String, ServerThread> clientList) {
this.socket = socket;
this.clientList = clientList;

try {
//输入输出流
is = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
os = new PrintWriter(socket.getOutputStream());

//读取用户名
this.userName = is.readLine();
clientList.put(userName, this);

//显示连接信息
System.out.println(userName+"连接："
+ socket.getInetAddress().getHostAddress()+":"
+ socket.getLocalPort());
} catch (IOException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
@Override
public void run() {
// TODO 循环处理客户端输入
try {
String line;
while((line = is.readLine()) != null){
//用户输入信息
System.out.println(userName + "发给"+line);
if(line.equals("bye")){
break;
}else{
//转发消息给客户端
String[] arr = line.split(":");
if(arr.length == 2){
if(clientList.containsKey(arr[0])){
clientList.get(arr[0]).send(userName+":"+arr[1]);
}
}
}
}
is.close();
os.close();

//关闭客户端
socket.close();
} catch (IOException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
private void send(String msg) {
// TODO 发送消息
System.out.println("发给" + userName +" "+msg);
os.println(msg);
os.flush();
}

}