Java——网络编程（实现基于命令行的多人聊天室）

目录：

1.ISO和TCP/IP分层模型

2.IP协议

3.TCP/UDP协议

4.基于TCP的网络编程

5.基于UDP的网络编程

6.基于TCP的多线程的聊天室的实现

1.ISO和TCP/IP分层模型：



OSI分层模型（Open System Interconnection）为“开放系统互连参考模型”。为国际标准化组织ISO提出。

TCP/IP分层模型更和实际应用相贴近。

对应关系如上图。其中TCP/IP体系中，网络层对应IP（Internet Protocol），传输层对应TCP（Transmiss Control Protocl）。

分层思想：只有相邻的两层才能够进行信息的交互。如：应用层需要传输信息时，会将信息交给传输层，传输层会将信息进行包装，并传递给网络层；网络层会将信息再次包装，在传递给物理+数据链路层。而别的计算机需要解析信息时，也需要反向层层解析，才能获得应用所需的信息。

2.ip协议：

负责提供独一无二的ip地址。

传送信息时除了需要ip地址，也需要端口号。ip地址相当于选择连接互联网上的某台计算机，而端口号相当于选择连接一台计算机上的某个应用。

端口号可以从0-65535，通常分三类：①公认端口：0-1023，http默认80端口；②注册端口：1024-49151，通常应用程序应该使用这个范围内的端口；③动态/私有端口：49152-65535，应用程序不会主动会用这些端口，一般是动态分配的。

端口号又分tcp和udp：比如tcp888和udp888是不一样的。

3.TCP/UDP协议：

tcp可靠但是慢（因为有确认）：如银行登录。

udp不可靠但是快：如发qq语音，如果丢包也就是语音兹拉几声；cf网络问题导致闪现；

如果网络在不太挤的话，udp也比较可靠，如果挤则肯能被路由器丢失，这就是丢包。

Socket：

一般网络编程也称为socket编程。

关于网络编程的类一般都在java.net：其下有两个类一个socket（client），一个serversocket（server）分别用来实现双向链接的client端和server端

这都是对tcp而言，因为对于udp而言没有严格意义上的server和client。

建立连接时所需的寻址信息为远程计算机的ip地址和端口号（Port number），ip地址相当于寻找计算机，而端口号寻找同一计算机上的不同应用程序。

4.基于TCP的网络编程：

ServerSocket是堵塞式的（accept方法是阻塞式的），因为有时有Client访问有时没有，所以SercerSocket不间断运行，等待Client连接。

Client和Server交流通过“流”。

readUTF也是阻塞式的。会导致其他client在阻塞期间连接不上。

代码如下：

//TCPSevrver.java

import java.io.DataInputStream;
import java.io.InputStream;
import java.net.*;

public class TCPserver {

public static void main(String[] args) throws Exception {

ServerSocket ss=new ServerSocket(6666);
while(true) {//为了满足服务器不间断的条件
Socket s=ss.accept();//在server也建立一个socket，用来接收client来的申请

DataInputStream dis=new DataInputStream(s.getInputStream());//从输入流里获取数据
System.out.println(dis.readUTF());//打印数据
dis.close();//关闭输入流
s.close();//关闭Client的连接
}
}
}

//TCPClient.java

import java.io.DataOutputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.*;

public class TCPclient {
public static void main(String[] args) throws Exception {
Socket s=new Socket("127.0.0.1", 6666);//创建连接Server的Socket，根据ip和端口

OutputStream os=s.getOutputStream();
DataOutputStream dos=new DataOutputStream(os);//输出流
dos.writeUTF("hello server");

dos.flush();
dos.close();//关闭输出流

s.close();//关闭Client的连接
}
}

5.基于UDP的网络编程

6.基于TCP的多线程的聊天室的实现

思想就是将Service和Client的交互都放入新的线程中。从而使数据交互不会堵塞。

实现共4个.java文件：

MyServer.java——服务器主体

ServerThread.java——服务器为处理单个Client创建的线程

MyClient.java——客户端主体

ClientThread.java——Client中实现等待服务器发送聊天内容的线程

直接贴代码：

package TalkRoom;

import java.io.IOException;
import java.net.*;
import java.util.*;

public class MyServer {

//定义保存所有socket，并将其包装成线程安全的
public static List<Socket> list=Collections.synchronizedList(new ArrayList<>());

public static void main(String[] args)throws IOException {
// TODO Auto-generated method stub
ServerSocket ss=new ServerSocket(8888);
//如果没有人连接，就一直堵塞
while(true) {
Socket s=ss.accept();	//将连接的client保存在s中
list.add(s);//将新的s添加进s的list中

//每当一个client连接到server，server总会开启一个新的线程与client进行服务
new Thread(new ServerThread(s)).start();
}
}

}

package TalkRoom;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.PrintStream;
import java.net.Socket;

public class ServerThread implements Runnable {

private Socket s;
BufferedReader br;

public ServerThread(Socket s) throws IOException {
// TODO Auto-generated constructor stub
this.s=s;
//初始化该socket对应的输入流
br=new BufferedReader(new InputStreamReader(s.getInputStream()));
}

@Override
public void run() {
// TODO Auto-generated method stub
try {
String content=null;
//采用循环不断从socket中读取客户端发送来的数据
while((content=readFromClient())!=null) {
//遍历list中的每一个socket
//将读到的content像每一个socket发送一次
for(Socket s:MyServer.list) {
PrintStream ps=new PrintStream(s.getOutputStream());
ps.println(content);
}
}
} catch (IOException e) {
// TODO: handle exception
e.printStackTrace();
}
}

private String readFromClient() {
// TODO Auto-generated method stub
try {
return br.readLine();
} catch (IOException e) {
// TODO: handle exception
//捕获到异常说明该socket已关闭，则从list中删除该socket
MyServer.list.remove(s);
}
return null;
}

}

package TalkRoom;

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

public class MyClient {

public static void main(String[] args) throws UnknownHostException, IOException {
// TODO Auto-generated method stub
Socket s=new Socket("127.0.0.1", 8888);
//客户端启动ClientThread线程不断地从server读取数据
new Thread(new ClientThread(s)).start();
//获取该socket对应的输出流
PrintStream ps=new PrintStream(s.getOutputStream());
String line=null;
//不断地读取键盘输入的信息
BufferedReader br=new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
while((line=br.readLine())!=null) {
//将用户键盘输入的内容不断地输入到socket的输出流中
ps.println(line);
}
}

}

package TalkRoom;

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

public class ClientThread implements Runnable {

private Socket s;
BufferedReader br;

public ClientThread(Socket s) throws IOException {
// TODO Auto-generated constructor stub
this.s=s;
br=new BufferedReader(new InputStreamReader(s.getInputStream()));
}

@Override
public void run() {
// TODO Auto-generated method stub
try {
String context=null;
while((context=br.readLine())!=null) {
System.out.println(context);
}
} catch (IOException e) {
// TODO: handle exception
e.printStackTrace();
}
}

}

初步实现了一个多人聊天室的功能，虽然没有图形界面，但是也能更进一步了解多线程以及Server、Client交互的实现。