Java Socket与开发一个简单网络聊天程序

一、Socket通信的基本原理

　　首先socket 通信是基于TCP/IP 网络层上的一种传送方式。socket是基于应用服务与TCP/IP通信之间的一个抽象，他将TCP/IP协议里面复杂的通信逻辑进行分装，对用户来说，只要通过一组简单的API就可以实现网络的连接。借用网络上一组socket通信图给大家进行详细讲解：

　　首先，服务端初始化ServerSocket，然后对指定的端口进行绑定，接着对端口及进行监听，通过调用accept方法阻塞，此时，如果客户端有一个socket连接到服务端，那么服务端通过监听和accept方法可以与客户端进行连接。

二、Java Socket API的使用

  （1）建立一个服务器ServerSocket，并同时定义好ServerSocket的监听端口；
  （2）ServerSocket 调用accept()方法，使之处于阻塞。
  （3）创建一个客户机Socket,并设置好服务器的IP和端口。
  （4）客户机发出连接请求，建立连接。
  （5）分别取得服务器和客户端ServerSocket 和Socket的InputStream和OutputStream.
  （6)  利用Socket和ServerSocket进行数据通信。

三、聊天程序设计

　　本次实验目标是完成一个类似聊天室的功能，客户端通过连接到服务端，将信息发给服务端，服务端再广播给其它所有客户，服务端也可以发送消息给所有客户端，客户端与服务端的通信不是一来一回，而是客户端建立好连接后，可以随时接收服务端和其它客户端发来的消息，因此本实验用到了Java的多线程技术。

1.服务端设计

主线程，创建ServerSocket，接收客户端发来的连接，每来一个客户端连接，创建一个新会话线程，用于和客户端通信

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

        //保存有所有的客户端Socket连接
        List<Socket> socketList = new ArrayList<Socket>();

        //创建一个ServerSocket
        ServerSocket ss = new ServerSocket(8888);

        //创建用于命令行接收Server端输入的数据，向各客户端发送的线程
        new Thread(new ServerTalk(socketList)).start();
        Socket clientSocket = null;
        //接收客户端发送请求，建立连接
        while (true) {
            clientSocket = ss.accept();
            //将连接的客户端加入到集合中
            socketList.add(clientSocket);
            System.out.println("有客户端上线");
            //创建一个线程用来处理和客户端的通信
            new Thread(new ProcessClientThread(socketList, clientSocket)).start();
        }
    }

服务端与客户端会话线程：接收客户端发来的消息，并发送给其它所有客户端

class ProcessClientThread implements Runnable {

    //与服务端连接的所有客户端集合
    List<Socket> socketList;
    //本客户端
    Socket socket;

    public ProcessClientThread(List<Socket> socketList, Socket socket) {
        this.socketList = socketList;
        this.socket = socket;
    }

    @Override
    public void run() {
        try {
            //接收数据
            BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
            while (true) {
                String message = reader.readLine();
                System.out.println("收到消息：" + message);
                //广播数据
                for (Socket s : socketList) {
                    if (this.socket != s) {
                        PrintWriter writer = new PrintWriter(s.getOutputStream());
                        writer.println("收到消息：" + message);
                        writer.flush();
                    }
                }
            }
        } catch (Exception e) {
            System.out.println(e.toString());
        }
    }
}

服务端发送线程：用于接收服务端命令行的文字，广播给所有客户端

class ServerTalk implements Runnable {

    //与服务端连接的所有客户端集合
    List<Socket> socketList;

    public ServerTalk(List<Socket> socketList) {
        this.socketList = socketList;
    }

    @Override
    public void run() {
        try {
            //从命令行接收数据
            BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
            while (true) {
                String message = reader.readLine();
                //广播数据
                for (Socket s : socketList) {
                    PrintWriter writer = new PrintWriter(s.getOutputStream());
                    writer.println("收到消息：" + message);
                    writer.flush();
                }
            }
        } catch (Exception e) {
            System.out.println(e.toString());
        }
    }
}

2.客户端

主线程，连接客户端， 接收命令行的文字，发送给服务端

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

        //创建Socket，连接服务端
        Socket socket = new Socket("127.0.0.1", 8888);

        //创建客户端与服务端通信的线程，用于显示服务端发送的信息
        new Thread(new ClientTalk(socket)).start();
        BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));

        String message = reader.readLine();
        while (!message.equalsIgnoreCase("quit")) {
            //向服务端发送数据
            PrintWriter writer = new PrintWriter(socket.getOutputStream());
            writer.println(message);
            writer.flush();
            message = reader.readLine();
        }

    }

接收信息线程，用于接收服务端发送来的信息，并打印

**
 * 客户端通信线程，主要用于接收显示服务端发来的信息
 */
class ClientTalk implements Runnable{
    Socket socket;

    public ClientTalk(Socket socket){
        this.socket = socket ;
    }

    @Override
    public void run() {
        try{
            while(true){
                //接收数据
                BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
                String message = reader.readLine();
                System.out.println(message);
            }
        }catch (Exception e){
            System.out.println(e);
        }

    }
}

3.运行效果

客户端上线后，服务端显示有客户端上线了

 客户端发送消息，并且可以收到其他客户端和服务端发来的消息。

 客户端2测试

 服务端收到客户端发来的消息，并且可以给客户端发送消息。