java 网络编程和IO模型 java基于nio网络编程代码

转载

IT智行者 2024-06-11 11:07:11

文章标签 java 网络编程和IO模型 java netty socket nio 文章分类 Java 后端开发

网络编程应用实例-群聊系统

服务器端

客户端

测试

网络编程应用实例-群聊系统

实例要求:

编写一个 NIO 群聊系统，实现服务器端和客户端之间的数据简单通讯（非阻塞）实现多人群聊
服务器端：可以监测用户上线，离线，并实现消息转发功能
客户端：通过channel 可以无阻塞发送消息给其它所有用户，同时可以接受其它用户发送的消息(有服务器转发得到)
目的：进一步理解NIO非阻塞网络编程机制

服务器端

/**
 * 群聊服务器端
 */
public class ChatGroupServer {

    // 定义属性
    private static Selector selector;
    private ServerSocketChannel listenChannel;
    private static final int PORT = 6666;

    // 构造器，初始化
    public ChatGroupServer() {
        try {
            // 得到选择器
            selector = Selector.open();
            // ServerSocketChannel
            listenChannel = ServerSocketChannel.open();
            // 绑定端口
            listenChannel.socket().bind(new InetSocketAddress(PORT));
            // 设置非阻塞模式
            listenChannel.configureBlocking(false);
            // 将listenChannel 注册到 selector
            listenChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    // 监听
    private void listen() {
        System.out.println("监听线程：" + Thread.currentThread().getName());
        try {
            // 循环处理
            while (true) {
                int count = selector.select();
                if (count > 0) {
                    // 有事件需要处理
                    // 遍历得到 selectorKey 集合
                    Iterator<SelectionKey> iterator = selector.selectedKeys().iterator();
                    while (iterator.hasNext()) {
                        // 取出 SelectorKey
                        SelectionKey key = iterator.next();
                        // 监听到accept
                        if (key.isAcceptable()) {
                            SocketChannel socketChannel = listenChannel.accept();
                            socketChannel.configureBlocking(false);
                            // 将 socket 注册到 selector
                            socketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_READ);
                            // 上线提示
                            System.out.println(socketChannel.getRemoteAddress() + "--> 已上线...");
                        }
                        if (key.isReadable()) { // 通道发送read事件，即通道是可读的状态
                            // 处理读
                            readData(key);

                        }
                        // 当前的key删除，防止重复处理
                        iterator.remove();
                    }
                } else {
                    System.out.println("等待...");
                }
            }
        } catch (IOException ex) {
            ex.printStackTrace();
        }
    }

    // 读取客户端消息
    private void readData(SelectionKey key) {

        // 取到关联的channel
        SocketChannel socketChannel = null;

        try {
            // 得到channel
            socketChannel = (SocketChannel) key.channel();
            // 创建Buffer
            ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocate(1024);
            int read = socketChannel.read(byteBuffer);
            // 根据 count 的值处理
            if (read > 0) {
                // 把缓存区的数据转换成字符串
                String msg = new String(byteBuffer.array());
                System.out.println("from 客户端：" + msg);

                // 向其他的客户端发送消息(除去自己)，
                sendMsgToOtherClients(msg, socketChannel);
            }
        } catch (IOException exception) {
            try {
                System.out.println(socketChannel.getRemoteAddress().toString()+"  已下线...");
                key.cancel();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

    // 发送消息给其他客户(通道)
    private void sendMsgToOtherClients(String msg, SocketChannel self) throws IOException {
        System.out.println("服务器转发消息中...");
        System.out.println("服务器转发消息给客户端线程：" + Thread.currentThread().getName());
        // 遍历所有注册到Selector上的 SocketChannel，并排除self
        for (SelectionKey key : selector.keys()) {
            // 通过Key 取出 对应的SocketChannel
            SelectableChannel targetChannel = key.channel();
            // 排除自己
            if (targetChannel instanceof SocketChannel && targetChannel != self) {
                // 转型
                SocketChannel dest = (SocketChannel) targetChannel;
                // 将msg 存储到 Buffer
                ByteBuffer buffer = ByteBuffer.wrap(msg.getBytes());
                // 将Buffer 数据写入通道
                dest.write(buffer);
            }
        }

    }

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 创建服务器对象
        ChatGroupServer chatGroupServer = new ChatGroupServer();
        // 监听
        chatGroupServer.listen();
    }
}

客户端

/**
 * 群聊 客户端
 */
public class ChatGroupClient {
    // 定义相关的属性
    private final String HOST = "127.0.0.1"; // 服务器IP
    private final int PORT = 6666; // 服务器端口
    private Selector selector;
    private SocketChannel socketChannel;
    private String username;

    // 构造器，完成初始化
    public ChatGroupClient() throws IOException {
        selector = Selector.open();
        // 连接服务器
        socketChannel = SocketChannel.open(new InetSocketAddress(HOST, PORT));
        // 设置非阻塞
        socketChannel.configureBlocking(false);
        // 将channel 注册到Selector
        socketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_READ);
        // 获取Username
        username = socketChannel.getLocalAddress().toString().substring(1);
        System.out.println(username + " is ok...");
    }

    // 向服务器发送消息
    private void sendMsg(String msg) {
        msg = username + " 说：" + msg;
        try {
            socketChannel.write(ByteBuffer.wrap(msg.getBytes()));
        } catch (IOException exception) {
            exception.printStackTrace();
        }
    }

    // 读取从服务器回传的消息
    private void readMsg() {
        try {
            int readChannels = selector.select();
            if (readChannels > 0) { // 有可用的通道
                Iterator<SelectionKey> iterator = selector.selectedKeys().iterator();
                while (iterator.hasNext()) {
                    SelectionKey key = iterator.next();
                    if (key.isReadable()) {
                        // 得到相关通道
                        SocketChannel socketChannel = (SocketChannel) key.channel();
                        // 得到一个Buffer
                        ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
                        // 读取
                        socketChannel.read(buffer);
                        // 把读取到的缓存区数据转换成字符串
                        String msg = new String(buffer.array());
                        System.out.println(msg.trim());
                    }
                    // 删除当前的Key，防止重复操作
                    iterator.remove();
                }
            }
        } catch (IOException exception) {
            exception.printStackTrace();
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        // 启动客户端
        try {
            ChatGroupClient client = new ChatGroupClient();
            // 启动一个线程，每隔3秒，读取从服务端发送的数据
            new Thread(() -> {
                while (true){
                    client.readMsg();
                    try {
                        Thread.sleep(3_000);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }).start();

            // 发送数据给服务端
            Scanner scanner = new Scanner(System.in);
            while (scanner.hasNextLine()){
                String msg = scanner.nextLine();
                client.sendMsg(msg);
            }
        } catch (IOException exception) {
            exception.printStackTrace();
        }
    }
}