JavaSE项目之聊天室

引子：

当前，互联网 体系结构的参考模型主要有两种，一种是OSI参考模型，另一种是TCP/IP参考模型。

一、OSI参考模型，即开放式通信系统互联参考模型（OSI/RM,Open Systems Interconnection Reference Model），是国际标准化组织（ISO）提出的一个试图使各种计算机在世界范围内互连为网络的标准框架，简称OSI。

OSI参考模型将实现网络互连的通信协议分为7层，自上而下分别是：

第7层应用层：OSI中的最高层，为用户提供各项互联网应用，如公司老板通过浏览器上网、发送电子邮件等。 常见的协议有:HTTP，HTTPS，FTP，TELNET，SSH，SMTP，POP3等。

第6层表示层：相当公司中替老板写信的助理。

第5层会话层：相当于公司中收寄信、写信封与拆信封的秘书。

第4层传输层：提供终端到终端的可靠连接，相当于公司中跑邮局的送信职员。

第3层网络层： 确保信件通过一系列路由到达目的地。

第2层数据链路层： 决定访问网络介质的方式，并处理流控制。

第1层物理层：处于OSI参考模型的最底层，物理层的主要功能是利用物理传输介质为数据链路层提供物理连接，以便透明地传输比特流；该层的常用设备有网卡、集线器、中继器、调制解调器、网线、双绞线、同轴电缆等各种物理设备。

数据发送时，从第七层传到第一层，接收数据则相反。

上三层总称为“应用层”，用来控制软件方面；下四层总称为“数据流层”，用来管理硬件。除了物理层之外，其他层都是用软件实现的。

二、TCP/IP参考模型。

第四层应用层：协议有DNS、FTP、HTTP、HTTPS、Telnet、SMTP等；

第三层传输层：TCP、UDP等；

第二层网际层： IP、ICMP等；

第一层网络接口层：ARP、RARP等。

我们在对上述两种参考模型有些了解后，接下来主要看TCP和UDP。我们先来看二者的区别：

1.TCP面向连接（如打电话要先拨号建立连接）;UDP是无连接的，即发送数据之前不需要建立连接;

2.TCP提供可靠的服务。也就是说，通过TCP连接传送的数据，无差错，不丢失，不重复，且按序到达;UDP尽最大努力交付，即不保证可靠交付;

3.TCP面向字节流，实际上是TCP把数据看成是一连串无结构的字节流;UDP是面向报文的，它没有拥塞控制，因此网络出现拥塞不会使源主机的发送速率降低（如IP电话，实时视频会议等）

4.每一条TCP连接只能是点到点的;UDP支持一对一，一对多，多对一和多对多的交互通信；

5.TCP首部开销20字节;UDP的首部开销小，只有8个字节；

6.TCP的逻辑通信信道是全双工的可靠信道，UDP则是不可靠信道。

在Java中，对遵守TCP协议的类有ServerSocket和Socket，遵守UDP协议的类有DatagramSocket。我这里提供的聊天室项目，是基于TCP协议的。

该项目分为4个包，分别是utils（提供工具），ui（提供窗体界面），server（服务器子线程），client（客户端子线程）。项目文件包结构如下图所示：

项目运行后的效果如下图所示：

接下来是项目代码：

package 聊天室swing版.utils;
/**
 * 工具类,服务器ip,端口等信息
 */
import java.net.InetAddress;
import java.net.UnknownHostException;
public abstract class HostInfo {
	public static  String IP=getIP();
	public static final int PORT=10086;
	public static final int NUM=50;
	public static final String NEW_LINE="\r\n";
	private static String getIP(){
		try {
			return InetAddress.getLocalHost().getHostAddress();
		} catch (UnknownHostException e) {
			e.printStackTrace();
			return null;
		}
	}
}
-----------------------------------------------------------
package 聊天室swing版.utils;
/**
 * 工具类,释放资源
 */
import java.io.BufferedReader;
import java.io.BufferedWriter;
import java.io.IOException;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
public abstract class Release {
	public static void release(Socket socket,BufferedWriter bw){
		release(null,socket,null,bw);
	}
	public static void release(Socket socket,BufferedReader br){
		release(null,socket,br,null);
	}
	public static void release(Socket socket){
		release(null,socket,null,null);
	}
	public static void release(ServerSocket server){
		release(server,null,null,null);
	}
	public static void release(ServerSocket server,Socket socket,BufferedReader br,BufferedWriter bw){
		if(server!=null){
			try {
				server.close();
			} catch (IOException e) {
				e.printStackTrace();
			}
		}
		if(socket!=null){
			try {
				socket.close();
			} catch (IOException e) {
				e.printStackTrace();
			}
		}
		if(br!=null){
			try {
				br.close();
			} catch (IOException e) {
				e.printStackTrace();
			}
		}
		if(bw!=null){
			try {
				bw.close();
			} catch (IOException e) {
				e.printStackTrace();
			}
		}

	}
}
-----------------------------------------------------------------
package 聊天室swing版.server;
/**
 * 服务器Server类
 */
import java.io.IOException;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

import 聊天室swing版.ui.UIserver;
import 聊天室swing版.utils.HostInfo;
import 聊天室swing版.utils.Release;
public class Server extends Thread {
	private ServerSocket server;
	public static List<Transport> clients=new ArrayList<>();
	@Override
	public void run() {
		try {
			server=new ServerSocket(Integer.parseInt(UIserver.jtf_port.getText().trim()));
		} catch (IOException e) {
			Release.release(server);
			throw new RuntimeException("服务器端口被占！");
		}
		UIserver.bt_open.setText("已启动服务器");
		UIserver.bt_open.setEnabled(false);
		UIserver.jta_log.append("服务器成功启动！"+HostInfo.NEW_LINE);
		new Accept().start();
	}
	class Accept extends Thread{
		private Socket socket;
		@Override
		public void run() {
			int num=0;
			while(num<HostInfo.NUM){
				try {
					socket=server.accept();
				} catch (IOException e) {
					Release.release(socket);
					throw new RuntimeException("客户端连接失败！");
				}
				num++;
				String str="第 "+num+" 个客户端连接成功！==>"+socket.getInetAddress().getHostAddress()+" :"+socket.getPort()+HostInfo.NEW_LINE;
				UIserver.jta_log.append(str);
				clients.add(new Transport(socket));
			}
			UIserver.jta_log.append("超出服务器负荷！");
			Release.release(server);
		}
	}
}
----------------------------------------------------
package 聊天室swing版.server;
/**
 * 处理服务器Server类中接收客户端发来的信息,以及转发客户端发来的信息
 */
import java.io.BufferedReader;
import java.io.BufferedWriter;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.OutputStreamWriter;
import java.net.Socket;

import 聊天室swing版.utils.Release;
public class Transport extends Thread {
	private Socket socket;
	private String ip;
	public Transport(Socket socket){
		this.socket=socket;
		this.ip=socket.getInetAddress().getHostAddress();
		this.start();
	}
	@Override
	public void run() {
		BufferedReader br=null;
		BufferedWriter ownbw=null;
		try {
			br=new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
			ownbw=new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(socket.getOutputStream()));
		} catch (IOException e) {
			Server.clients.remove(this);
			Release.release(socket);
			throw new RuntimeException("获取流失败！");
		}
		String str=null;
		try {
			while((str=br.readLine())!=null){
				String[] split = str.split(":", 2);
				if(split.length<=1){
					ownbw.write("数据格式错误！");
					ownbw.newLine();
					ownbw.flush();
				}
				String desip=split[0];
				String content=split[1];
				BufferedWriter desbw=null;
				boolean isOnLine=false;
				for(Transport des:Server.clients){
					if(desip.equals(des.ip)){
						isOnLine=true;
						desbw=new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(des.socket.getOutputStream()));
						desbw.write(str);
						desbw.newLine();
						desbw.flush();
					}
				}
				if(!isOnLine){
					ownbw.write("对方不在线！");
					ownbw.newLine();
					ownbw.flush();
				}
			}
		} catch (IOException e) {
			Server.clients.remove(this);
			Release.release(socket);
			throw new RuntimeException("获取流失败！");
		}
	}
}
------------------------------------------------------------
package 聊天室swing版.client;
/**
 * 客户端类,向服务器发送信息,以及接收服务器发来的信息
 */
import java.io.BufferedReader;
import java.io.BufferedWriter;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.OutputStreamWriter;
import java.net.Socket;

import 聊天室swing版.ui.UIclient;
import 聊天室swing版.ui.UIserver;
import 聊天室swing版.utils.HostInfo;
import 聊天室swing版.utils.Release;
public class Client extends Thread {
	private Socket socket;
	@Override
	public void run() {
		try {
			socket=new Socket(UIserver.jtf_ip.getText().toLowerCase(), Integer.parseInt(UIserver.jtf_port.getText().trim()));
		}  catch (IOException e) {
			Release.release(socket);
			throw new RuntimeException("客户端创建失败！");
		}
		BufferedReader br=null;
		try {
			br=new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
		} catch (IOException e) {
			Release.release(socket);
			throw new RuntimeException("获取流失败！");
		}
		String str=null;
		try {
			while((str=br.readLine())!=null){
				UIclient.jta_chat.append(str+HostInfo.NEW_LINE);
			}
		} catch (IOException e) {
			Release.release(socket);
			throw new RuntimeException("获取流失败！");
		}
	}
	public void send(){
		new Send().start();
	}
	class Send extends Thread{
		@Override
		public void run() {
			BufferedWriter bw=null;
			try {
				bw=new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(socket.getOutputStream()));
			} catch (IOException e) {
				Release.release(socket,bw);
				throw new RuntimeException("获取流失败！");
			}
			String str=UIclient.jtf_desip.getText().trim()+":"+UIclient.jta_message.getText().trim();
			try {
				bw.write(str);
				bw.newLine();
				bw.flush();
			} catch (IOException e) {
				Release.release(socket,bw);
				throw new RuntimeException("获取流失败！");
			}
		}
	}
}
-------------------------------------------------------------
package 聊天室swing版.ui;
/**
 * 服务器端UI
 * 要先开启服务器,再开启客户端
 */
import java.awt.Dimension;
import java.awt.FlowLayout;
import java.awt.event.ActionEvent;
import java.awt.event.ActionListener;
import javax.swing.JButton;
import javax.swing.JFrame;
import javax.swing.JLabel;
import javax.swing.JPanel;
import javax.swing.JScrollPane;
import javax.swing.JTextArea;
import javax.swing.JTextField;

import 聊天室swing版.server.Server;
import 聊天室swing版.utils.HostInfo;
public class UIserver extends JFrame {
	private JPanel jp=new JPanel();
	private JLabel jl_ipTips=new JLabel("服务器ip:");
	public static JTextField jtf_ip=new JTextField(HostInfo.IP);
	private JLabel jl_portTips=new JLabel("服务器端口:");
	public static JTextField jtf_port=new JTextField(HostInfo.PORT+"");
	public static JButton bt_open=new JButton("启动服务器");
	public static JTextArea jta_log=new JTextArea();
	private JScrollPane jsp_log=new JScrollPane(jta_log);
	public UIserver(){
		jp.setLayout(new FlowLayout());
		jp.add(jl_ipTips);
		jp.add(jtf_ip);
		jp.add(jl_portTips);
		jp.add(jtf_port);
		jp.add(bt_open);
		jp.add(jsp_log);
		jl_ipTips.setPreferredSize(new Dimension(100, 50));
		jtf_ip.setPreferredSize(new Dimension(150, 50));
		jl_portTips.setPreferredSize(new Dimension(100, 50));
		jtf_port.setPreferredSize(new Dimension(150, 50));
		bt_open.setPreferredSize(new Dimension(260, 50));
		jsp_log.setPreferredSize(new Dimension(260, 192));
		jta_log.setLineWrap(true);
		jta_log.setEditable(false);
		bt_open.addActionListener(new ActionListener(){
			@Override
			public void actionPerformed(ActionEvent arg0) {
				new Server().start();
			}
		});
		add(jp);
		setTitle("聊天应用控制服务器");
		setBounds(100, 50, 300, 400);
		setResizable(false);
		setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
		setVisible(true);
	}
	public static void main(String[] args) {
		new UIserver();
	}
}
---------------------------------------------------------------
package 聊天室swing版.ui;
/**
 * 客户端UI
 */
import java.awt.BorderLayout;
import java.awt.Dimension;
import java.awt.event.ActionEvent;
import java.awt.event.ActionListener;
import java.awt.event.FocusAdapter;
import java.awt.event.FocusEvent;
import javax.swing.JButton;
import javax.swing.JFrame;
import javax.swing.JPanel;
import javax.swing.JScrollPane;
import javax.swing.JTextArea;
import javax.swing.JTextField;

import 聊天室swing版.client.Client;
public class UIclient extends JFrame {
	private JPanel jp_chat=new JPanel();
	public static JTextArea jta_chat=new JTextArea();
	private JScrollPane jsp_chat=new JScrollPane(jta_chat);
	private JPanel jp_send=new JPanel();
	public static  JTextField jtf_desip=new JTextField("请输入对方Ip");
	public static  JTextArea jta_message=new JTextArea();
	private JScrollPane jsp_message=new JScrollPane(jta_message);
	private JButton bt_send=new JButton("发送");
	private Client client;
	public UIclient(){
		jp_chat.add(jsp_chat);
		jta_chat.setLineWrap(true);
		jta_chat.setEditable(false);
		jsp_chat.setPreferredSize(new Dimension(550, 400));
		jp_send.add(jtf_desip);
		jp_send.add(jsp_message);
		jta_message.setLineWrap(true);
		jp_send.add(bt_send);
		jtf_desip.setPreferredSize(new Dimension(100, 50));
		jsp_message.setPreferredSize(new Dimension(250, 50));
		bt_send.setPreferredSize(new Dimension(100, 50));
		jtf_desip.addFocusListener(new FocusAdapter(){
		@Override
		public void focusGained(FocusEvent e) {
			jtf_desip.setText("");
			}
		});
		jta_message.addFocusListener(new FocusAdapter(){
			@Override
			public void focusGained(FocusEvent e) {
				jta_message.setText("");
			}
		});
		bt_send.addActionListener(new ActionListener(){

			@Override
			public void actionPerformed(ActionEvent arg0) {
				client.send();
			}
		});
		add(jp_chat, BorderLayout.CENTER);
		add(jp_send, BorderLayout.SOUTH);
		setTitle("群聊窗口");
		setBounds(300, 100, 600, 500);
		setResizable(false);
		setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
		setVisible(true);
		client=new Client();
		client.start();
	}
	public static void main(String[] args) {
		new UIclient();
	}
}

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