TCP通信实战案例-即时通信

即时通信是什么含义，要实现怎么样的设计？

即时通信，是指一个客户端的消息发出去，其他客户端可以接收到。

即时通信需要进行端口转发的设计思想。

服务端需要把在线的Socket管道存储起来。

一旦收到一个消息要推送给其他管道。

即时通信-端口转发

代码实现

/**
    拓展：即时通信

    客户端：发消息的同时，随时有人发消息过来。
    服务端：接收消息后，推送给其他所有的在线socket
 */
public class ClientDemo1 {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            System.out.println("====客户端启动===");
            // 1、创建Socket通信管道请求有服务端的连接
            // public Socket(String host, int port)
            // 参数一：服务端的IP地址
            // 参数二：服务端的端口
            Socket socket = new Socket("127.0.0.1", 6868);

            // 马上为客户端分配一个独立的线程负责读取它收到的消息
            new ClientReaderThread(socket).start();

            // 2、从socket通信管道中得到一个字节输出流 负责发送数据
            OutputStream os = socket.getOutputStream();

            // 3、把低级的字节流包装成打印流
            PrintStream ps = new PrintStream(os);

            Scanner sc =  new Scanner(System.in);
            while (true) {
                System.out.println("请说：");
                String msg = sc.nextLine();
                // 4、发送消息
                ps.println(msg);
                ps.flush();
            }
            // 关闭资源。
            // socket.close();

        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

public class ClientReaderThread extends Thread{
    private Socket socket;
    public ClientReaderThread(Socket socket){
        this.socket = socket;
    }
    @Override
    public void run() {
        try {
            // 3、从socket通信管道中得到一个字节输入流
            InputStream is = socket.getInputStream();
            // 4、把字节输入流包装成缓冲字符输入流进行消息的接收
            BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(is));
            // 5、按照行读取消息
            String msg;
            while ((msg = br.readLine()) != null){
                System.out.println(socket.getRemoteSocketAddress() + "收到了: " + msg);
            }
        } catch (Exception e) {
            System.out.println("服务端把你踢出去了~~");
        }
    }
}

/**
   目标: 即时通信
 */
public class ServerDemo2 {

    public static List<Socket> onLineSockets = new ArrayList<>();

    public static void main(String[] args) {
        try {
            System.out.println("===服务端启动成功===");
            // 1、注册端口
            ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(6868);
            // a.定义一个死循环由主线程负责不断的接收客户端的Socket管道连接。
            while (true) {
                // 2、每接收到一个客户端的Socket管道，交给一个独立的子线程负责读取消息
                Socket socket = serverSocket.accept();
                System.out.println(socket.getRemoteSocketAddress()+ "它来了，上线了！");
                // 把当前客户端管道Socket加入到在线集合中去
                onLineSockets.add(socket);

                // 3、开始创建独立线程处理socket
                new ServerReaderThread(socket).start();
            }
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

public class ServerReaderThread extends Thread{
    private Socket socket;
    public ServerReaderThread(Socket socket){
        this.socket = socket;
    }
    @Override
    public void run() {
        try {
            // 3、从socket通信管道中得到一个字节输入流
            InputStream is = socket.getInputStream();
            // 4、把字节输入流包装成缓冲字符输入流进行消息的接收
            BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(is));
            // 5、按照行读取消息
            String msg;
            while ((msg = br.readLine()) != null){
                System.out.println(socket.getRemoteSocketAddress() + "说了：: " + msg);
                // 把这个消息发给当前所有在线socket
                sendMsgToAll(msg);
            }
        } catch (Exception e) {
            System.out.println(socket.getRemoteSocketAddress() + "下线了！！！");
            // 从在线集合中抹掉本客户端socket
            ServerDemo2.onLineSockets.remove(socket);
        }
    }

    private void sendMsgToAll(String msg) {
        try {
            // 遍历全部的在线 socket给他们发消息
            for (Socket onLineSocket : ServerDemo2.onLineSockets) {
                // 除了自己的socket，其他socket我都发！！
                if(onLineSocket != socket){
                    PrintStream ps = new PrintStream(onLineSocket.getOutputStream());
                    ps.println(msg);
                    ps.flush();
                }
            }
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

简易聊天系统代码

package com.itheima.d9_chat.即时通信;


import javax.swing.*;
import java.awt.*;
import java.awt.event.ActionEvent;
import java.awt.event.ActionListener;
import java.io.DataInputStream;
import java.io.DataOutputStream;
import java.net.Socket;

/**
 * @Author xlei(徐磊)
 * 客户端界面
 */
public class ClientChat implements ActionListener {
	/** 1.设计界面  */
	private JFrame win = new JFrame();
	/** 2.消息内容框架 */
	public JTextArea smsContent =new JTextArea(23 , 50);
	/** 3.发送消息的框  */
	private JTextArea smsSend = new JTextArea(4,40);
	/** 4.在线人数的区域  */
	/** 存放人的数据 */
	/** 展示在线人数的窗口 */
	public JList<String> onLineUsers = new JList<>();

	// 是否私聊按钮
	private JCheckBox isPrivateBn = new JCheckBox("私聊");
	// 消息按钮
	private JButton sendBn  = new JButton("发送");

	// 登录界面
	private JFrame loginView;

	private JTextField ipEt , nameEt , idEt;

	private Socket socket ;

	public static void main(String[] args) {
		new ClientChat().initView();

	}

	private void initView() {
		/** 初始化聊天窗口的界面 */
		win.setSize(650, 600);

		/** 展示登录界面  */
		displayLoginView();

		/** 展示聊天界面 */
		//displayChatView();


	}

	private void displayChatView() {

		JPanel bottomPanel = new JPanel(new BorderLayout());
		//-----------------------------------------------
		// 将消息框和按钮 添加到窗口的底端
		win.add(bottomPanel, BorderLayout.SOUTH);
		bottomPanel.add(smsSend);
		JPanel btns = new JPanel(new FlowLayout(FlowLayout.LEFT));
		btns.add(sendBn);
		btns.add(isPrivateBn);
		bottomPanel.add(btns, BorderLayout.EAST);
		//-----------------------------------------------
		// 给发送消息按钮绑定点击事件监听器
		// 将展示消息区centerPanel添加到窗口的中间
		smsContent.setBackground(new Color(0xdd,0xdd,0xdd));
		// 让展示消息区可以滚动。
		win.add(new JScrollPane(smsContent), BorderLayout.CENTER);
		smsContent.setEditable(false);
		//-----------------------------------------------
		// 用户列表和是否私聊放到窗口的最右边
		Box rightBox = new Box(BoxLayout.Y_AXIS);
		onLineUsers.setFixedCellWidth(120);
		onLineUsers.setVisibleRowCount(13);
		rightBox.add(new JScrollPane(onLineUsers));
		win.add(rightBox, BorderLayout.EAST);
		//-----------------------------------------------
		// 关闭窗口退出当前程序
		win.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
		win.pack();  // swing 加上这句 就可以拥有关闭窗口的功能
		/** 设置窗口居中,显示出来  */
		setWindowCenter(win,650,600,true);
		// 发送按钮绑定点击事件
		sendBn.addActionListener(this);
	}

	private void displayLoginView(){

		/** 先让用户进行登录
		 *  服务端ip
		 *  用户名
		 *  id
		 *  */
		/** 显示一个qq的登录框     */
		loginView = new JFrame("登录");
		loginView.setLayout(new GridLayout(3, 1));
		loginView.setSize(400, 230);

		JPanel ip = new JPanel();
		JLabel label = new JLabel("   IP:");
		ip.add(label);
		ipEt = new JTextField(20);
		ip.add(ipEt);
		loginView.add(ip);

		JPanel name = new JPanel();
		JLabel label1 = new JLabel("姓名:");
		name.add(label1);
		nameEt = new JTextField(20);
		name.add(nameEt);
		loginView.add(name);

		JPanel btnView = new JPanel();
		JButton login = new JButton("登陆");
		btnView.add(login);
		JButton cancle = new JButton("取消");
		btnView.add(cancle);
		loginView.add(btnView);
		// 关闭窗口退出当前程序
		loginView.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
		setWindowCenter(loginView,400,260,true);

		/** 给登录和取消绑定点击事件 */
		login.addActionListener(this);
		cancle.addActionListener(this);

	}

	private static void setWindowCenter(JFrame frame, int width , int height, boolean flag) {
		/** 得到所在系统所在屏幕的宽高 */
		Dimension ds = frame.getToolkit().getScreenSize();

		/** 拿到电脑的宽 */
		int width1 = ds.width;
		/** 高 */
		int height1 = ds.height ;

		System.out.println(width1 +"*" + height1);
		/** 设置窗口的左上角坐标 */
		frame.setLocation(width1/2 - width/2, height1/2 -height/2);
		frame.setVisible(flag);
	}

	@Override
	public void actionPerformed(ActionEvent e) {
		/** 得到点击的事件源 */
		JButton btn = (JButton) e.getSource();
		switch(btn.getText()){
			case "登陆":
				String ip = ipEt.getText().toString();
				String name = nameEt.getText().toString();
				// 校验参数是否为空
				// 错误提示
				String msg = "" ;
				// 12.1.2.0
				// \d{1,3}\.\d{1,3}\.\d{1,3}\.\d{1,3}\
				if(ip==null || !ip.matches("\\d{1,3}\\.\\d{1,3}\\.\\d{1,3}\\.\\d{1,3}")){
					msg = "请输入合法的服务端ip地址";
				}else if(name==null || !name.matches("\\S{1,}")){
					msg = "姓名必须1个字符以上";
				}

				if(!msg.equals("")){
					/** msg有内容说明参数有为空 */
					// 参数一：弹出放到哪个窗口里面
					JOptionPane.showMessageDialog(loginView, msg);
				}else{
					try {
						// 参数都合法了
						// 当前登录的用户,去服务端登陆
						/** 先把当前用户的名称展示到界面 */
						win.setTitle(name);
						// 去服务端登陆连接一个socket管道
						socket = new Socket(ip, Constants.PORT);

						//为客户端的socket分配一个线程 专门负责收消息
						new ClientReader(this,socket).start();

						// 带上用户信息过去
						DataOutputStream dos = new DataOutputStream(socket.getOutputStream());
						dos.writeInt(1); // 登录消息
						dos.writeUTF(name.trim());
						dos.flush();

						// 关系当前窗口 弹出聊天界面
						loginView.dispose(); // 登录窗口销毁
						displayChatView(); // 展示了聊天窗口了


					} catch (Exception e1) {
						e1.printStackTrace();
					}
				}
				break;
			case "取消":
				/** 退出系统 */
				System.exit(0);
				break;
			case "发送":
				// 得到发送消息的内容
				String msgSend = smsSend.getText().toString();
				if(!msgSend.trim().equals("")){
					/** 发消息给服务端 */
					try {
						// 判断是否对谁发消息
						String selectName = onLineUsers.getSelectedValue();
						int flag = 2 ;// 群发 @消息
						if(selectName!=null&&!selectName.equals("")){
							msgSend =("@"+selectName+","+msgSend);
							/** 判断是否选中了私法 */
							if(isPrivateBn.isSelected()){
								/** 私法 */
								flag = 3 ;//私发消息
							}

						}

						DataOutputStream dos = new DataOutputStream(socket.getOutputStream());
						dos.writeInt(flag); // 群发消息  发送给所有人
						dos.writeUTF(msgSend);
						if(flag == 3){
							// 告诉服务端我对谁私发
							dos.writeUTF(selectName.trim());
						}
						dos.flush();

					} catch (Exception e1) {
						e1.printStackTrace();
					}

				}
				smsSend.setText(null);
				break;

		}

	}
}

class ClientReader extends Thread {

	private Socket socket;
	private ClientChat clientChat ;

	public ClientReader(ClientChat clientChat, Socket socket) {
		this.clientChat = clientChat;
		this.socket = socket;
	}

	@Override
	public void run() {
		try {
			DataInputStream dis = new DataInputStream(socket.getInputStream());
			/** 循环一直等待客户端的消息 */
			while(true){
				/** 读取当前的消息类型 ：登录,群发,私聊 , @消息 */
				int flag = dis.readInt();
				if(flag == 1){
					// 在线人数消息回来了
					String nameDatas = dis.readUTF();
					// 展示到在线人数的界面
					String[] names = nameDatas.split(Constants.SPILIT);

					clientChat.onLineUsers.setListData(names);
				}else if(flag == 2){
					// 群发消息
					String msg = dis.readUTF() ;
					clientChat.smsContent.append(msg);
					//滾動到底端
					clientChat.smsContent.setCaretPosition(clientChat.smsContent.getText().length());
				}
			}
		} catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
		}

	}
}

package com.itheima.d9_chat.即时通信;

public class Constants {
	/** 常量 */
	public static final int PORT = 7778 ;
	
	/** 协议分隔符 */
	public static final String SPILIT = "003197♣♣㏘♣④④♣";
}

package com.itheima.d9_chat.即时通信;

import java.io.DataInputStream;
import java.io.DataOutputStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Collection;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.Set;

/**
 * @Author
 * @Email dlei0009@163.com
 */
public class ServerChat {

	/** 定义一个集合存放所有在线的socket  */
	public static Map<Socket, String> onLineSockets = new HashMap<>();

	public static void main(String[] args) {
		try {
			/** 注册端口   */
			ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(Constants.PORT);

			/** 循环一直等待所有可能的客户端连接 */
			while(true){
				Socket socket = serverSocket.accept();
				/** 把客户端的socket管道单独配置一个线程来处理 */
				new ServerReader(socket).start();
			}
		} catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
		}
	}
}

class ServerReader extends Thread {

	private Socket socket;

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

	@Override
	public void run() {
		DataInputStream dis = null;
		try {
			dis = new DataInputStream(socket.getInputStream());
			/** 循环一直等待客户端的消息 */
			while(true){
				/** 读取当前的消息类型 ：登录,群发,私聊 , @消息 */
				int flag = dis.readInt();
				if(flag == 1){
					/** 先将当前登录的客户端socket存到在线人数的socket集合中   */
					String name = dis.readUTF() ;
					System.out.println(name+"---->"+socket.getRemoteSocketAddress());
					ServerChat.onLineSockets.put(socket, name);
				}
				writeMsg(flag,dis);
			}
		} catch (Exception e) {
			System.out.println("--有人下线了--");
			// 从在线人数中将当前socket移出去  
			ServerChat.onLineSockets.remove(socket);
			try {
				// 从新更新在线人数并发给所有客户端 
				writeMsg(1,dis);
			} catch (Exception e1) {
				e1.printStackTrace();
			}
		}

	}

	private void writeMsg(int flag, DataInputStream dis) throws Exception {
//		DataOutputStream dos = new DataOutputStream(socket.getOutputStream()); 
		// 定义一个变量存放最终的消息形式 
		String msg = null ;
		if(flag == 1){
			/** 读取所有在线人数发给所有客户端去更新自己的在线人数列表 */
			/** onlineNames = [徐磊,zhangsan,李刚]*/
			StringBuilder rs = new StringBuilder();
			Collection<String> onlineNames = ServerChat.onLineSockets.values();
			// 判断是否存在在线人数 
			if(onlineNames != null && onlineNames.size() > 0){
				for(String name : onlineNames){
					rs.append(name+ Constants.SPILIT);
				}
				// 徐磊003197♣♣㏘♣④④♣zhangsan003197♣♣㏘♣④④♣李刚003197♣♣㏘♣④④♣
				// 去掉最后的一个分隔符 
				msg = rs.substring(0, rs.lastIndexOf(Constants.SPILIT));

				/** 将消息发送给所有的客户端 */
				sendMsgToAll(flag,msg);
			}
		}else if(flag == 2 || flag == 3){
			// 读到消息  群发的 或者 @消息
			String newMsg = dis.readUTF() ; // 消息
			// 得到发件人 
			String sendName = ServerChat.onLineSockets.get(socket);

			// 李刚 时间
			//    内容--
			StringBuilder msgFinal = new StringBuilder();
			// 时间  
			SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss EEE");
			if(flag == 2){
				msgFinal.append(sendName).append("  ").append(sdf.format(System.currentTimeMillis())).append("\r\n");
				msgFinal.append("    ").append(newMsg).append("\r\n");
				sendMsgToAll(flag,msgFinal.toString());
			}else if(flag == 3){
				msgFinal.append(sendName).append("  ").append(sdf.format(System.currentTimeMillis())).append("对您私发\r\n");
				msgFinal.append("    ").append(newMsg).append("\r\n");
				// 私发 
				// 得到给谁私发 
				String destName = dis.readUTF();
				sendMsgToOne(destName,msgFinal.toString());
			}
		}
	}
	/**
	 * @param destName 对谁私发 
	 * @param msg 发的消息内容 
	 * @throws Exception
	 */
	private void sendMsgToOne(String destName, String msg) throws Exception {
		// 拿到所有的在线socket管道 给这些管道写出消息
		Set<Socket> allOnLineSockets = ServerChat.onLineSockets.keySet();
		for(Socket sk :  allOnLineSockets){
			// 得到当前需要私发的socket 
			// 只对这个名字对应的socket私发消息
			if(ServerChat.onLineSockets.get(sk).trim().equals(destName)){
				DataOutputStream dos = new DataOutputStream(sk.getOutputStream());
				dos.writeInt(2); // 消息类型
				dos.writeUTF(msg);
				dos.flush();
			}
		}

	}

	private void sendMsgToAll(int flag, String msg) throws Exception {
		// 拿到所有的在线socket管道 给这些管道写出消息
		Set<Socket> allOnLineSockets = ServerChat.onLineSockets.keySet();
		for(Socket sk :  allOnLineSockets){
			DataOutputStream dos = new DataOutputStream(sk.getOutputStream());
			dos.writeInt(flag); // 消息类型
			dos.writeUTF(msg);
			dos.flush();
		}
	}
}

package com.itheima.d9_chat.即时通信;

public class User {
	private Integer id ;
	private String name ;
	
	public User(Integer id, String name) {
		this.id = id;
		this.name = name;
	}
	
	public Integer getId() {
		return id;
	}
	public void setId(Integer id) {
		this.id = id;
	}
	public String getName() {
		return name;
	}
	public void setName(String name) {
		this.name = name;
	}
	@Override
	public String toString() {
		return "User [id=" + id + ", name=" + name + "]";
	}	
}