Java网络编程基础（六）— 基于TCP的NIO简单聊天系统-白红宇

Java网络编程基础（六）— 基于TCP的NIO简单聊天系统

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发布时间：2019-06-27

本文共 8548 字，大约阅读时间需要 28 分钟。

在中提到了基于Socket的TCP/IP简单聊天系统实现了一个多客户端之间护法消息的简单聊天系统。其服务端采用了多线程来处理多个客户端的消息发送，并转发给目的用户。但是由于它是基于Socket的，因此是阻塞的。

本节我们将通过SocketChannel和ServerSocketChannel来实现同样的功能。

1、客户端输入消息的格式

username:msg username表示要发送的的用户名，msg为发送内容，以冒号分割

2、实现思路

实现思路与的实现思路类似，服务端需要保存一份用户名的列表，以便在转发消息时能够查到对应的用户。对于客户端来说，客户端需要能够随时收取服务端转发来的消息，并能够随时通过键盘输入发送消息。

3、实现过程

根据以上思路，客户端需要有独立线程，因此需要实现3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子线程，由子线程建立与服务端的连接。在主线程中，需要循环读取键盘的输入，将输入的消息通过子线程发送给服务端，交由服务端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与服务端的所有操作

a、在构造函数中，根据创建与服务端的连接

b、在线程主函数中建立与服务端的连接事件时，发送用户名给服务器进行注册，格式为：username = XXX（启动参数）

c、发送消息函数：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；消息格式为“to:content”(即username:message)，为了服务端能够区分是谁发送给to用户的，需要将用户名usename也加进去。from:to:content

d、关闭函数：在客户端输入bye命令后，关闭客户端与服务器的连接

（3）服务端主程序ChatServer.java

该类负责启动服务端，并负责监听客户端的请求，并负责处理客户端的输入/输出和消息转发任务，因此包含以下功能

a、启动服务器，并监听客户端的连接

b、在读取到客户端发送的有“username = XXX”字样的消息时，表示客户端第一次建立的连接，将该用户添加到客户端列表中

c、读取客户端输入的数据，消息格式类似于"from:to:content"，第一个冒号":"前的部分为发送者用户名，第二个冒号前的部分为接收者用户名，最后一部分为消息内容。根据该接受者用户名在客户端列表中找到对应的客户端，发送数据给该客户端。

【服务端代码】

package org.test.nio.chat;import java.io.IOException;import java.net.InetSocketAddress;import java.nio.ByteBuffer;import java.nio.CharBuffer;import java.nio.channels.ClosedChannelException;import java.nio.channels.SelectionKey;import java.nio.channels.Selector;import java.nio.channels.ServerSocketChannel;import java.nio.channels.SocketChannel;import java.nio.charset.CharacterCodingException;import java.nio.charset.Charset;import java.nio.charset.CharsetDecoder;import java.nio.charset.CharsetEncoder;import java.util.Hashtable;import java.util.Iterator;public class ChatServer {	public static void main(String[] args) {		// 客户端列表		Hashtable
     
       clietList = new Hashtable
      
       ();		Selector selector = null;		ServerSocketChannel server = null;		try {			// 创建一个Selector			selector = Selector.open();			// 创建Socket并注册			server = ServerSocketChannel.open();			server.configureBlocking(false);			server.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);			// 启动监听端口			InetSocketAddress ip = new InetSocketAddress(12345);			server.socket().bind(ip);						System.out.println("成功启动服务端!");			// TODO 监听事件			while (true) {				// 监听事件				selector.select();				// 事件来源列表				Iterator
       
         it = selector.selectedKeys().iterator();				while (it.hasNext()) {					SelectionKey key = it.next();					// 删除该事件					it.remove();					// 判断事件类型					if (key.isAcceptable()) {						// 连接事件						ServerSocketChannel server2 = (ServerSocketChannel) key.channel();						SocketChannel channel = server2.accept();						channel.configureBlocking(false);						if (channel.isConnectionPending()) {							channel.finishConnect();						}						channel.register(selector, SelectionKey.OP_READ);						System.out.println("客户端连接：" + channel.socket().getInetAddress().getHostName()								+ channel.socket().getPort());					} else if (key.isReadable()) {						// 读取数据事件						SocketChannel channel = (SocketChannel) key.channel();						// 读取数据						CharsetDecoder decoder = Charset.forName("UTF-8").newDecoder();						ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(512);						channel.read(buffer);						buffer.flip();						String msg = decoder.decode(buffer).toString();						System.out.println("收到：" + msg);						if(msg.startsWith("username=")){							String username = msg.replaceAll("username=", "");							clietList.put(username, channel);						}else{							//转发消息给客户端							String[] arr = msg.split(":");							if(arr.length == 3){								String from = arr[0];//发送者								String to = arr[1];//接受者								String content = arr[2];//发送内容																if(clietList.containsKey(to)){									CharsetEncoder encoder = Charset.forName("UTF-8").newEncoder();									//给接收者发送消息									clietList.get(to).write(encoder.encode(CharBuffer.wrap(from+"】"+content)));								}							}else{								String from = arr[0];								String content = "来自服务器消息：您未指定接收人";								CharsetEncoder encoder = Charset.forName("UTF-8").newEncoder();								//给接收者发送消息								clietList.get(from).write(encoder.encode(CharBuffer.wrap(content)));							}						}					}				}			}		} catch (ClosedChannelException e) {			// TODO Auto-generated catch block			e.printStackTrace();		} catch (CharacterCodingException e) {			// TODO Auto-generated catch block			e.printStackTrace();		} catch (IOException e) {			// TODO Auto-generated catch block			e.printStackTrace();		} finally{			try {				selector.close();				server.close();			} catch (IOException e) {				// TODO Auto-generated catch block				e.printStackTrace();			}		}	}}

客户端线程

package org.test.nio.chat;import java.io.IOException;import java.net.InetSocketAddress;import java.nio.ByteBuffer;import java.nio.CharBuffer;import java.nio.channels.ClosedChannelException;import java.nio.channels.SelectionKey;import java.nio.channels.Selector;import java.nio.channels.SocketChannel;import java.nio.charset.CharacterCodingException;import java.nio.charset.Charset;import java.nio.charset.CharsetDecoder;import java.nio.charset.CharsetEncoder;import java.util.Iterator;public class ClientThread extends Thread {	private CharsetDecoder decoder = Charset.forName("UTF-8").newDecoder();	private CharsetEncoder encoder = Charset.forName("UTF-8").newEncoder();	private Selector selector = null;	private SocketChannel socket = null;	private SelectionKey clientKey = null;	private String username;		// TODO 启动客户端	public ClientThread(String username){		try {			// 创建Selector			selector = Selector.open();			// 创建并注册Socket			socket = SocketChannel.open();			socket.configureBlocking(false);			clientKey = socket.register(selector, SelectionKey.OP_CONNECT);			// 连接到远程地址			InetSocketAddress ip = new InetSocketAddress("localhost", 12345);			socket.connect(ip);			this.username = username;					} catch (ClosedChannelException e) {			// TODO Auto-generated catch block			e.printStackTrace();		} catch (IOException e) {			// TODO Auto-generated catch block			e.printStackTrace();		}	}	@Override	public void run() {		try {			// 监听事件			while (true) {				selector.select(1);				// 事件来源列表				Iterator
     
       it = selector.selectedKeys().iterator();				while (it.hasNext()) {					SelectionKey key = it.next();					// 删除当前事件					it.remove();					// 判断当前事件类型					if (key.isConnectable()) {						// 连接事件						SocketChannel channel = (SocketChannel) key.channel();						if(channel.isConnectionPending()){							channel.finishConnect();						}						channel.register(selector, SelectionKey.OP_READ);						System.out.println("连接服务器端成功！");												//发送用户名						send("username="+this.username);					} else if (key.isReadable()) {						// 读取数据事件						SocketChannel channel = (SocketChannel) key.channel();//						channel.register(selector, SelectionKey.OP_WRITE);						// 读取数据						ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(512);						channel.read(buffer);						buffer.flip();						String msg = decoder.decode(buffer).toString();						System.out.println("【收到:" + msg);					}				}			}		} catch (ClosedChannelException e) {			// TODO Auto-generated catch block			e.printStackTrace();		} catch (CharacterCodingException e) {			// TODO Auto-generated catch block			e.printStackTrace();		} catch (IOException e) {			// TODO Auto-generated catch block			e.printStackTrace();		}	}	void send(String msg) {		// TODO 发送消息		try {			SocketChannel channel = (SocketChannel) clientKey.channel();			channel.write(encoder.encode(CharBuffer.wrap(msg)));		} catch (CharacterCodingException e) {			// TODO Auto-generated catch block			e.printStackTrace();		} catch (IOException e) {			// TODO Auto-generated catch block			e.printStackTrace();		}	}	// TODO 关闭客户端	public void close() {		try {			selector.close();			socket.close();		} catch (IOException e) {			// TODO Auto-generated catch block			e.printStackTrace();		}	}}

客户端

package org.test.nio.chat;import java.io.BufferedReader;import java.io.IOException;import java.io.InputStreamReader;public class ChatClient {	public static void main(String[] args) {		// TODO Auto-generated method stub		String username = args[0];		ClientThread client = new ClientThread(username);		client.start();		// 输入\输出流		BufferedReader sin = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));		try {			// 循环读取键盘输入			String readLine;			while ((readLine = sin.readLine().trim()) != null) {				if (readLine.equals("bye")) {					client.close();					System.exit(0);				}				client.send(username + ":" + readLine);			}		} catch (IOException e) {			// TODO Auto-generated catch block			e.printStackTrace();		}	}}

运行结果

服务端

客户端

相对还很简陋，但是确实是NIO的具体应用，喜欢请关注

转载于:https://blog.51cto.com/aku28907/1782644

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