java聊天室界面 java nio聊天室

文章目录

• 多人在线，多人聊天（可能有TCP粘包bug）
• 多人在线，多人聊天（简单解决了TCP粘包bug）
• 多人在线，单人聊天
• 参考博客

多人在线，多人聊天（可能有TCP粘包bug）

服务端：

package NonBlocking;

import java.io.IOException;
import java.net.InetSocketAddress;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.channels.*;
import java.nio.charset.Charset;
import java.util.HashMap;
import java.util.Iterator;
import java.util.Map;

public class ChatServer {
    private final int port = 8899;
    private final String seperator = "[|]";                        //消息分隔符
    private final Charset charset = Charset.forName("UTF-8");    //字符集
    private ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);        //缓存
    private Map<String, SocketChannel> onlineUsers = new HashMap<String, SocketChannel>();//将用户对应的channel对应起来
    private Selector selector;
    private ServerSocketChannel server;

    public void startServer() throws IOException {
        //NIO server初始化固定流程：5步
        selector = Selector.open();                    //1.selector open
        server = ServerSocketChannel.open();        //2.ServerSocketChannel open
        server.bind(new InetSocketAddress(port));    //3.serverChannel绑定端口
        server.configureBlocking(false);            //4.设置NIO为非阻塞模式
        server.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);//5.将channel注册在选择器上

        //NIO server处理数据固定流程:5步
        SocketChannel client;
        SelectionKey key;
        Iterator<SelectionKey> iKeys;

        while (true) {
            selector.select();                            //1.用select()方法阻塞，一直到有可用连接加入
            iKeys = selector.selectedKeys().iterator();    //2.到了这步，说明有可用连接到底，取出所有可用连接
            while (iKeys.hasNext()) {
                key = iKeys.next();                        //3.遍历
                if (key.isAcceptable()) {                    //4.对每个连接感兴趣的事做不同的处理
                    //对于客户端连接，注册到服务端
                    client = server.accept();            //获取客户端首次连接
                    client.configureBlocking(false);
                    //不用注册写，只有当写入量大，或写需要争用时，才考虑注册写事件
                    client.register(selector, SelectionKey.OP_READ);
                    System.out.println("+++++客户端：" + client.getRemoteAddress() + "，建立连接+++++");
                    client.write(charset.encode("请输入自定义用户名："));
                }
                if (key.isReadable()) {
                    client = (SocketChannel) key.channel();//通过key取得客户端channel
                    StringBuilder msg = new StringBuilder();
                    buffer.clear();        //多次使用的缓存，用前要先清空
                    try {
                        System.out.println(buffer);
                        while (client.read(buffer) > 0) {
                            buffer.flip();    //将写模式转换为读模式
                            msg.append(charset.decode(buffer));
                            buffer.clear();
                        }
                    } catch (IOException e) {
                        //如果client.read(buffer)抛出异常，说明此客户端主动断开连接，需做下面处理
                        client.close();            //关闭channel
                        key.cancel();            //将channel对应的key置为不可用
                        onlineUsers.values().remove(client);    //将问题连接从map中删除
                        System.out.println("-----用户'" + key.attachment().toString() + "'退出连接，当前用户列表：" + onlineUsers.keySet().toString() + "-----");
                        continue;                //跳出循环
                    }
                    if (msg.length() > 0) this.processMsg(msg.toString(), client, key);    //处理消息体
                }
                iKeys.remove();                    //5.处理完一次事件后，要显式的移除
            }
        }
    }

    /**
     * 处理客户端传来的消息
     *
     * @param msg 格式：user_to|body|user_from
     * @throws IOException
     * @Key 这里主要用attach()方法，给通道定义一个表示符
     */
    private void processMsg(String msg, SocketChannel client, SelectionKey key) throws IOException {
        String[] ms = msg.split(seperator);
        if (ms.length == 1) {
            String user = ms[0];    //输入的是自定义用户名
            if (onlineUsers.containsKey(user)) {
                client.write(charset.encode("当前用户已存在，请重新输入用户名："));
            } else {
                onlineUsers.put(user, client);
                key.attach(user);    //给通道定义一个表示符
                String welCome = "\t欢迎'" + user + "'上线，当前在线人数" + this.getOnLineNum() + "人。用户列表：" + onlineUsers.keySet().toString();
                client.write(charset.encode("您的昵称通过验证 "+user));
                this.broadCast(welCome);    //给所用用户推送上线信息，包括自己
            }
        } else if (ms.length == 2) {
            String msg_body = ms[0];
            String user_from = ms[1];
            broadCast("来自'" + user_from + "'的消息：" + msg_body);
        }
    }

    //map中的有效数量已被很好的控制，可以从map中获取，也可以用下面的方法取
    private int getOnLineNum() {
        int count = 0;
        Channel channel;
        for (SelectionKey k : selector.keys()) {
            channel = k.channel();
            if (channel instanceof SocketChannel) {    //排除ServerSocketChannel
                count++;
            }
        }
        return count;
    }

    //广播上线消息
    private void broadCast(String msg) throws IOException {
        Channel channel;
        for (SelectionKey k : selector.keys()) {
            channel = k.channel();
            if (channel instanceof SocketChannel) {
                SocketChannel client = (SocketChannel) channel;
                client.write(charset.encode(msg));
            }
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        try {
            new ChatServer().startServer();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

客户端：

package NonBlocking;

import java.io.IOException;
import java.net.InetSocketAddress;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.channels.*;
import java.nio.charset.Charset;
import java.util.Iterator;
import java.util.Scanner;

public class ChatClient1 {

    private final int port = 8899;
    private final String seperator = "|";
    private final Charset charset = Charset.forName("UTF-8");	//字符集
    private ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
    private SocketChannel _self;
    private Selector selector;
    private String name = "";
    private boolean flag = true;	//服务端断开，客户端的读事件不会一直发生（与服务端不一样）

    Scanner scanner = new Scanner(System.in);
    public void startClient() throws IOException{
        //客户端初始化固定流程：4步
        selector = Selector.open();								//1.打开Selector
        _self = SocketChannel.open(new InetSocketAddress(port));//2.连接服务端，这里默认本机的IP
        _self.configureBlocking(false);							//3.配置此channel非阻塞
        _self.register(selector, SelectionKey.OP_READ);			//4.将channel的读事件注册到选择器

        /*
         * 因为等待用户输入会导致主线程阻塞
         * 所以用主线程处理输入，新开一个线程处理读数据
         */
        new Thread(new ClientReadThread()).start();	//开一个异步线程处理读
        String input = "";
        while(flag){
            input = scanner.nextLine();
            if("".equals(input)){  
                System.out.println("不允许输入空串！");
                continue;
            }else if("".equals(name)){  //姓名如果没有初始化
				//啥也不干，之后发给服务端验证姓名
            }else if(!"".equals(name)) {  //如果姓名已经初始化，那么说明现在的字符串就是想说的话
                input = input + seperator + name;
            }
            try{
                _self.write(charset.encode(input));
            }catch(Exception e){
                System.out.println(e.getMessage()+"客户端主线程退出连接！！");
            }
        }
    }

    private class ClientReadThread implements Runnable{
        @Override
        public void run(){
            Iterator<SelectionKey> ikeys;
            SelectionKey key;
            SocketChannel client;
            try {
                while(flag){
                    selector.select();	//调用此方法一直阻塞，直到有channel可用
                    ikeys = selector.selectedKeys().iterator();
                    while(ikeys.hasNext()){
                        key = ikeys.next();
                        if(key.isReadable()){	//处理读事件
                            client = (SocketChannel) key.channel();
                            //这里的输出是true，从selector的key中获取的客户端channel，是同一个
//							System.out.println("client == _self:"+ (client == _self));
                            buffer.clear();
                            StringBuilder msg = new StringBuilder();
                            try{
                                while(client.read(buffer) > 0){
                                    buffer.flip();	//将写模式转换为读模式
                                    msg.append(charset.decode(buffer));
                                }
                            }catch(IOException en){
                                System.out.println(en.getMessage()+",客户端'"+key.attachment().toString()+"'读线程退出！！");
                                stopMainThread();
                            }

                            if (msg.toString().contains("您的昵称通过验证")) {
                                String[] returnStr = msg.toString().split(" ");
                                name = returnStr[1];
                                key.attach(name);
                            }
                            System.out.println(msg.toString());
                        }
                        ikeys.remove();
                    }
                }
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

    private void stopMainThread(){
        flag = false;
    }

    public static void main(String[] args){
        try {
            new ChatClient1().startClient();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

使用方法：

• 仿照着 ChatClient1，再弄一个 ChatClient2。先运行服务端，再运行客户端 1、客户端 2。
• 客户端里，先输入自己的昵称。
• 之后，输入想说的话。

效果是这样的：
客户端1：

请输入自定义用户名：
jojo
您的昵称通过验证 jojo
	欢迎'jojo'上线，当前在线人数1人。用户列表：[jojo]
阿姨压一压
来自'jojo'的消息：阿姨压一压
我真是High到不行啊
来自'jojo'的消息：我真是High到不行啊
	欢迎'dio'上线，当前在线人数2人。用户列表：[jojo, dio]
来自'dio'的消息：哈哈哈哈
来自'dio'的消息：我不做人啦

客户端2：

请输入自定义用户名：
jojo
当前用户已存在，请重新输入用户名：
dio
您的昵称通过验证 dio
	欢迎'dio'上线，当前在线人数2人。用户列表：[jojo, dio]
哈哈哈哈
来自'dio'的消息：哈哈哈哈
我不做人啦
来自'dio'的消息：我不做人啦

而可能的bug是tcp粘包，简单的说，是上一次发送的尾，和下一次发送的头，挨在一起了：

//服务端代码
                client.write(charset.encode("您的昵称通过验证 "+user));
                this.broadCast(welCome);    //给所用用户推送上线信息，包括自己

这两行代码由于前后发送，所以client这个channel会先后收到 昵称验证通过 和 推送上线 的消息，如果tcp在传输过程中足够快，那么客户端在一次read事件中，会把两次消息一次性读出来。而由于这个代码写的比较简陋，在tcp的传输内容上并没有建立起足够安全的内容协议（比如消息与消息用特定的分隔符、或者用前面的几个字节来标注内容的实际字节数），所以上述代码并不能两次消息分开了。

造成的问题是：客户端是通过服务端回复的 验证消息 来初始化姓名的，如果粘包情况出现，那么客户端将会把真正的姓名和上线消息合起来作为自己的姓名。
客户端1：

请输入自定义用户名：
dio
您的昵称通过验证 dio	欢迎'dio'上线，当前在线人数 1 人。用户列表：[dio]
dkajgk
来自'dio	欢迎'dio'上线，当前在线人数 1 人。用户列表：[dio]'的消息：dkajgk
哈哈哈哈
来自'dio	欢迎'dio'上线，当前在线人数 1 人。用户列表：[dio]'的消息：哈哈哈哈
   欢迎'jojo'上线，当前在线人数 2 人。用户列表：[dio, jojo]
来自'jojo'的消息：哈哈哈哈
来自'jojo'的消息：我不做人啦

客户端2：

请输入自定义用户名：
jojo
您的昵称通过验证 jojo
   欢迎'jojo'上线，当前在线人数 2 人。用户列表：[dio, jojo]
哈哈哈哈
来自'jojo'的消息：哈哈哈哈
我不做人啦
来自'jojo'的消息：我不做人啦

多人在线，多人聊天（简单解决了TCP粘包bug）

服务端主要修改了两行代码，令服务端的每个message的结尾都加上一个分割符，好让客户端即使在tcp粘包的情况下，也能分辨出两个message来：

client.write(charset.encode("您的昵称通过验证 "+user+"|"));
                this.broadCast(welCome+"|");    //给所用用户推送上线信息，包括自己

客户端：

private class ClientReadThread implements Runnable{
        @Override
        public void run(){
            Iterator<SelectionKey> ikeys;
            SelectionKey key;
            SocketChannel client;
            try {
                while(flag){
                    selector.select();	//调用此方法一直阻塞，直到有channel可用
                    ikeys = selector.selectedKeys().iterator();
                    while(ikeys.hasNext()){
                        key = ikeys.next();
                        if(key.isReadable()){	//处理读事件
                            client = (SocketChannel) key.channel();
                            //这里的输出是true，从selector的key中获取的客户端channel，是同一个
//							System.out.println("client == _self:"+ (client == _self));
                            buffer.clear();
                            StringBuilder msg = new StringBuilder();
                            try{
                                while(client.read(buffer) > 0){
                                    buffer.flip();	//将写模式转换为读模式
                                    msg.append(charset.decode(buffer));
                                }
                            }catch(IOException en){
                                System.out.println(en.getMessage()+",客户端'"+key.attachment().toString()+"'读线程退出！！");
                                stopMainThread();
                            }
                            //这里将读取到消息用分隔符分离
                            String[] StrArray = msg.toString().split("[|]");
                            for (String message : StrArray) {
                                if (message == "") continue;
                                if (message.contains("您的昵称通过验证")) {
                                    if (message.contains("您的昵称通过验证")) {
                                        String[] nameValid = message.split(" ");
                                        name = nameValid[1];
                                        key.attach(name);
                                    }
                                }
                                System.out.println(message);
                            }
                        }
                        ikeys.remove();
                    }
                }
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

使用方法：

• 仿照着ChatClient1，再弄一个ChatClient2。先运行服务端，再运行客户端1、客户端2。
• 客户端里，先输入自己的昵称。
• 之后，输入想说的话。

不过这样改还是没有解决，如果发送的数据过多，而使得另一方的read事件发生了两次，的问题。如果发生，那么bug是 一条聊天消息被拆分成两条聊天消息。

多人在线，单人聊天

服务端：

package NonBlocking;

import java.io.IOException;
import java.net.InetSocketAddress;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.channels.*;
import java.nio.charset.Charset;
import java.util.HashMap;
import java.util.Iterator;
import java.util.Map;

public class ChatServer {
    private final int port = 8899;
    private final String seperator = "[|]";                        //消息分隔符
    private final Charset charset = Charset.forName("UTF-8");    //字符集
    private ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);        //缓存
    private Map<String, SocketChannel> onlineUsers = new HashMap<String, SocketChannel>();//将用户对应的channel对应起来
    private Selector selector;
    private ServerSocketChannel server;

    public void startServer() throws IOException {
        //NIO server初始化固定流程：5步
        selector = Selector.open();                    //1.selector open
        server = ServerSocketChannel.open();        //2.ServerSocketChannel open
        server.bind(new InetSocketAddress(port));    //3.serverChannel绑定端口
        server.configureBlocking(false);            //4.设置NIO为非阻塞模式
        server.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);//5.将channel注册在选择器上

        //NIO server处理数据固定流程:5步
        SocketChannel client;
        SelectionKey key;
        Iterator<SelectionKey> iKeys;

        while (true) {
            selector.select();                            //1.用select()方法阻塞，一直到有可用连接加入
            iKeys = selector.selectedKeys().iterator();    //2.到了这步，说明有可用连接到底，取出所有可用连接
            while (iKeys.hasNext()) {
                key = iKeys.next();                        //3.遍历
                if (key.isAcceptable()) {                    //4.对每个连接感兴趣的事做不同的处理
                    //对于客户端连接，注册到服务端
                    client = server.accept();            //获取客户端首次连接
                    client.configureBlocking(false);
                    //不用注册写，只有当写入量大，或写需要争用时，才考虑注册写事件
                    client.register(selector, SelectionKey.OP_READ);
                    System.out.println("+++++客户端：" + client.getRemoteAddress() + "，建立连接+++++");
                    client.write(charset.encode("请输入自定义用户名："));
                }
                if (key.isReadable()) {
                    client = (SocketChannel) key.channel();//通过key取得客户端channel
                    StringBuilder msg = new StringBuilder();
                    buffer.clear();        //多次使用的缓存，用前要先清空
                    try {
                        while (client.read(buffer) > 0) {
                            buffer.flip();    //将写模式转换为读模式
                            msg.append(charset.decode(buffer));
                        }
                    } catch (IOException e) {
                        //如果client.read(buffer)抛出异常，说明此客户端主动断开连接，需做下面处理
                        client.close();            //关闭channel
                        key.cancel();            //将channel对应的key置为不可用
                        onlineUsers.values().remove(client);    //将问题连接从map中删除
                        System.out.println("-----用户'" + key.attachment().toString() + "'退出连接，当前用户列表：" + onlineUsers.keySet().toString() + "-----");
                        continue;                //跳出循环
                    }
                    if (msg.length() > 0) this.processMsg(msg.toString(), client, key);    //处理消息体
                }
                iKeys.remove();                    //5.处理完一次事件后，要显式的移除
            }
        }
    }

    /**
     * 处理客户端传来的消息
     *
     * @param msg 格式：user_to|body|user_from
     * @throws IOException
     * @Key 这里主要用attach()方法，给通道定义一个表示符
     */
    private void processMsg(String msg, SocketChannel client, SelectionKey key) throws IOException {
        String[] ms = msg.split(seperator);
        if (ms.length == 1) {
            String user = ms[0];    //输入的是自定义用户名
            if (onlineUsers.containsKey(user)) {
                client.write(charset.encode("当前用户已存在，请重新输入用户名："));
            } else {
                onlineUsers.put(user, client);
                key.attach(user);    //给通道定义一个表示符
                //  |字符来作为消息之间的分割符
                client.write(charset.encode("您的昵称通过验证 "+user+"|"));
                String welCome = "\t欢迎'" + user + "'上线，当前在线人数" + this.getOnLineNum() + "人。用户列表：" + onlineUsers.keySet().toString();
                this.broadCast(welCome+"|");    //给所用用户推送上线信息，包括自己
            }
        } else if (ms.length == 3) {
            String user_to = ms[0];
            String msg_body = ms[1];
            String user_from = ms[2];

            SocketChannel channel_to = onlineUsers.get(user_to);
            if (channel_to == null) {
                client.write(charset.encode("用户'" + user_to + "'不存在，当前用户列表：" + onlineUsers.keySet().toString()));
            } else {
                channel_to.write(charset.encode("来自'" + user_from + "'的消息：" + msg_body));
            }
        }
    }

    //map中的有效数量已被很好的控制，可以从map中获取，也可以用下面的方法取
    private int getOnLineNum() {
        int count = 0;
        Channel channel;
        for (SelectionKey k : selector.keys()) {
            channel = k.channel();
            if (channel instanceof SocketChannel) {    //排除ServerSocketChannel
                count++;
            }
        }
        return count;
    }

    //广播上线消息
    private void broadCast(String msg) throws IOException {
        Channel channel;
        for (SelectionKey k : selector.keys()) {
            channel = k.channel();
            if (channel instanceof SocketChannel) {
                SocketChannel client = (SocketChannel) channel;
                client.write(charset.encode(msg));
            }
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        try {
            new ChatServer().startServer();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

客户端：

package NonBlocking;

import java.io.IOException;
import java.net.InetSocketAddress;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.channels.*;
import java.nio.charset.Charset;
import java.util.Iterator;
import java.util.Scanner;

public class ChatClient1 {

    private final int port = 8899;
    private final String seperator = "|";
    private final Charset charset = Charset.forName("UTF-8");	//字符集
    private ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
    private SocketChannel _self;
    private Selector selector;
    private String name = "";
    private boolean flag = true;	//服务端断开，客户端的读事件不会一直发生（与服务端不一样）

    Scanner scanner = new Scanner(System.in);
    public void startClient() throws IOException{
        //客户端初始化固定流程：4步
        selector = Selector.open();								//1.打开Selector
        _self = SocketChannel.open(new InetSocketAddress(port));//2.连接服务端，这里默认本机的IP
        _self.configureBlocking(false);							//3.配置此channel非阻塞
        _self.register(selector, SelectionKey.OP_READ);			//4.将channel的读事件注册到选择器

        /*
         * 因为等待用户输入会导致主线程阻塞
         * 所以用主线程处理输入，新开一个线程处理读数据
         */
        new Thread(new ClientReadThread()).start();	//开一个异步线程处理读
        String input = "";
        while(flag){
            input = scanner.nextLine();
            String[] strArray;
            if("".equals(input)){
                System.out.println("不允许输入空串！");
                continue;
            // 如果姓名没有初始化，且长度为1.说明当前在设置姓名
            }else if("".equals(name) && input.split("[|]").length == 1){
                //啥也不干
            // 如果姓名已经初始化过了，且长度为2.说明这是正常的发送格式
            }else if(!"".equals(name) && input.split("[|]").length == 2) {
                input = input + seperator + name;
            }else{
                System.out.println("输入不合法，请重新输入：");
                continue;
            }
            try{
                _self.write(charset.encode(input));
            }catch(Exception e){
                System.out.println(e.getMessage()+"客户端主线程退出连接！！");
            }
        }
    }

    private class ClientReadThread implements Runnable{
        @Override
        public void run(){
            Iterator<SelectionKey> ikeys;
            SelectionKey key;
            SocketChannel client;
            try {
                while(flag){
                    selector.select();	//调用此方法一直阻塞，直到有channel可用
                    ikeys = selector.selectedKeys().iterator();
                    while(ikeys.hasNext()){
                        key = ikeys.next();
                        if(key.isReadable()){	//处理读事件
                            client = (SocketChannel) key.channel();
                            //这里的输出是true，从selector的key中获取的客户端channel，是同一个
//							System.out.println("client == _self:"+ (client == _self));
                            buffer.clear();
                            StringBuilder msg = new StringBuilder();
                            try{
                                while(client.read(buffer) > 0){
                                    buffer.flip();	//将写模式转换为读模式
                                    msg.append(charset.decode(buffer));
                                }
                            }catch(IOException en){
                                System.out.println(en.getMessage()+",客户端'"+key.attachment().toString()+"'读线程退出！！");
                                stopMainThread();
                            }
                            String[] StrArray = msg.toString().split("[|]");
                            for (String message : StrArray) {
                                if (message == "") continue;
                                if (message.contains("您的昵称通过验证")) {
                                    if (message.contains("您的昵称通过验证")) {
                                        String[] nameValid = message.split(" ");
                                        name = nameValid[1];
                                        key.attach(name);
                                    }
                                }
                                System.out.println(message);
                            }
                        }
                        ikeys.remove();
                    }
                }
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

    private void stopMainThread(){
        flag = false;
    }

    public static void main(String[] args){
        try {
            new ChatClient1().startClient();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

使用方法：

• 仿照着ChatClient1，再弄一个ChatClient2。先运行服务端，再运行客户端1、客户端2。
• 客户端里，先输入自己的昵称。
• 之后，输入对方的名字和想说的话，用|隔开。

运行效果：
客户端1：

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古天乐|来玩贪玩蓝月啊

客户端2：

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