网络编程综合项目-多用户通信系统

文章目录

- 1.项目所用技术栈
- - - - 本项目使用了java基础，面向对象，集合，泛型，IO流，多线程，Tcp字节流编程的技术
- 2.通信系统整体分析
- - - 主要思路（自己理解）
    - - 1.如果不用多线程
      - 2.使用多线程
      - 3.对多线程的新理解
- 3.功能实现——用户登录
- - - 1.实现传输数据的三个类Message和User和MessageType
    - - 1.首先创建两个模块QQSever和QQClient
      - 2.完成两个模块共有类的编写
    - 2.实现用户登录界面框架
    - - 1.导入工具类utils/Utility.java
      - 2.编写基本用户界面view/QQView.java
    - 3.实现客户端的登录部分
    - - 1.qqclient/service/UserClientService.java
      - 2.qqclient/service/ManageClientConnectServerThread.java
      - 3.qqclient/service/ClientConnectServerThread.java
      - 4.修改QQView.java中的验证用户是否合法语句
    - 4.实现服务器端的登录部分
    - - 1.qqserver/service/QQServer.java
      - 2.qqserver/service/ServerConnectClientThread.java
    - 5.登录阶段运行调试过程
    - - 1.第一次运行，报错！（用户名密码正确时）
      - 解决方法
      - 2.第二次运行，报错！（用户名密码不正确时）
      - 原因
      - 解决方法
    - 6.实现多个合法用户可以登录
    - - qqserver/service/QQServer.java更新
- 4.功能实现——拉取在线用户
- - - 1.功能完成
    - - 1.qqcommon/MessageType.java更新
      - 2.qqclient/service/ClientConnectServerThread.java更新
      - 3.qqclient/service/UserClientService.java更新
      - 4.view/QQView.java更新
      - 5.qqserver/service/ManageClientThreads.java更新
      - 添加方法
      - 6.qqserver/service/QQServer.java更新
      - 添加方法
      - 7.qqserver/service/ServerConnectClientThread.java更新
      - try语句更新
    - 2.调试阶段
    - - 1.代码冗余
      - 2.线程同步问题
- 5.功能实现——无异常退出系统
- - - 1.功能完成
    - - 1.qqcommon/MessageType.java更新
      - 2.qqclient/service/ClientConnectServerThread.java更新
      - try语句更新
      - 3.qqclient/service/UserClientService.java更新
      - 添加三个方法
      - 4.view/QQView.java更新
      - 5.qqserver/service/QQServer.java更新
      - 添加两个方法
      - 6.qqserver/service/ManageClientThreads.java更新
      - 添加方法
      - 7.qqserver/service/ServerConnectClientThread.java更新
    - 2.调试阶段
    - - 1.出现空指针异常
      - 2.数据未同步
      - 3.安全性提升
- 6.功能实现——私聊功能
- - - 1.功能完成
    - - 1.qqclient/service/ClientConnectServerThread.java更新
      - 2.qqclient/service/UserClientService.java更新
      - 添加方法
      - 3.view/QQView.java更新
      - 4.qqserver/service/QQServer.java更新
      - 添加方法
      - 5.qqserver/service/ServerConnectClientThread.java更新
    - 2.调试阶段
    - - 并未发现错误
- 7.功能实现——群发功能
- - - 1.功能完成
    - - 1.qqcommon/MessageType.java更新
      - 2.qqclient/service/ClientConnectServerThread.java更新
      - 3.qqclient/service/UserClientServer.java更新
      - 添加方法
      - 4.qqserver/service/QQServer.java更新
      - 5.qqserver/service/QQServer.java更新
      - 添加方法
      - 6.qqserver/service/ServerConnectClientThread.java更新
    - 2.调试阶段
    - - 未发现错误
- 8.功能实现——发文件
- - - 1.功能完成
    - - 1.qqcommon/MessageType.java更新
      - 2.qqcommon/Message.java更新
      - 3.qqclient/service/ClientConnectServerThread.java更新
      - 4.qqclient/service/UserClientServer.java更新
      - 添加方法
      - 5.view/QQView.java更新
      - 6.qqserver/service/ServerConnectClientThread.java更新
    - 2.调试阶段
    - - 1.传输文件大小膨胀
- 9.功能实现——服务器端推送新闻
- - - 1.功能完成
    - - 1.qqserver/service/SendAllThread.java
      - 2.qqserver/service/ServerConnectClientThread.java更新
    - 2.调试阶段
    - - 1.子线程群发问题

1.项目所用技术栈

本项目使用了java基础，面向对象，集合，泛型，IO流，多线程，Tcp字节流编程的技术

2.通信系统整体分析

主要思路（自己理解）

1.如果不用多线程

客户端A连接并发送消息：服务端B通过 accept 方法接受客户端A的连接，然后读取数据。
服务端处理并响应：服务端B处理客户端A的数据，发送响应，然后继续监听新的消息或关闭连接。如果服务器继续监听来自A的数据，它将继续阻塞在读操作上。
客户端A不再发送数据：如果客户端A在发送了一些数据之后停止发送，并且服务器端正在等待读取更多数据，这时服务端将阻塞在对A的读操作上，因为它正在等待A发送更多数据。
客户端B尝试连接：由于服务端B正在处理客户端A的连接并阻塞在读操作上，它无法接受客户端B的连接请求。直到服务端B处理完A的请求并返回到 accept 方法，客户端B才能连接。

2.使用多线程

客户端A向服务器端B建立连接，连接成功，客户端A和服务器端各自有一个socket
客户端A向服务器发送User对象（包含用户名和密码），服务器端获取内容并验证，验证结束之后将结果返回给客户端A
客户端A收到结果之后，如果登录成功，则开启一个子线程，将socket放进去，使得子线程能够对其进行操作，然后子线程一直读取通道中的信息，如果没有信息则会阻塞。而主线程则会继续执行界面的操作，两者互不干涉
此时服务器端则会也开启一个线程，将socket放到线程中，然后持续读取与客户端A通道中的信息，以执行特定的操作，然后服务器端的主线程会继续进行监听，如果有其他的客户端链接则直接连接上
此时客户端B链接服务器端，服务器端提供链接并且验证User，如果正确则服务器端再开一个线程执行跟上面同样的操作，而主线程依然继续监听，这样就实现了多用户连接。

3.对多线程的新理解

多线程就相当于一个独立于主线程之外，可以运行的实例中的run方法
主线程可以实例化为多个子线程，然后调用run方法，对当前实例进行操作
当仅仅靠主线程无法实现目标时就要使用多线程并发执行，单独开一个线程，执行特定的任务
多线程的设计，首先要明确这个线程要完成什么功能，需要给他传递什么属性，然后就可以开始设计这个单线程，最后还要考虑这个线程是不是要并发执行，如果要并发执行，则就要考虑，对象锁或者类锁实现同步

3.功能实现——用户登录

1.实现传输数据的三个类Message和User和MessageType

1.首先创建两个模块QQSever和QQClient

2.完成两个模块共有类的编写

qqcommon/Message.java

package qqcommon;

import java.io.Serializable;

/**
 * @author 孙显圣
 * @version 1.0
 * 表示客户端和服务器端通讯时的消息对象
 */
public class Message implements Serializable { //也需要进行序列化
    private String sender; //发送者
    private String getter; //接受者
    private String content; //消息内容
    private String sendTime; //发送时间
    private String mesType; //消息类型，在接口中定义已知的消息类型


    public String getSender() {
        return sender;
    }

    public void setSender(String sender) {
        this.sender = sender;
    }

    public String getGetter() {
        return getter;
    }

    public void setGetter(String getter) {
        this.getter = getter;
    }

    public String getContent() {
        return content;
    }

    public void setContent(String content) {
        this.content = content;
    }

    public String getSendTime() {
        return sendTime;
    }

    public void setSendTime(String sendTime) {
        this.sendTime = sendTime;
    }

    public String getMesType() {
        return mesType;
    }

    public void setMesType(String mesType) {
        this.mesType = mesType;
    }
}

qqcommon/MessageType.java

package qqcommon;

/**
 * @author 孙显圣
 * @version 1.0
 */
public interface MessageType {
    //在接口中定义了不同的常量
    //不同常量的值表示不同的消息类型
    String MESSAGE_LOGIN_SUCCEED = "1"; //表示登录成功
    String MESSAGE_LOGIN_FAIL = "2"; //表示登录失败
}

qqcommon/User.java

package qqcommon;

import java.io.Serializable;

/**
 * @author 孙显圣
 * @version 1.0
 * 表示一个用户/客户信息
 */
public class User implements Serializable { //由于需要序列化所以需要实现接口
    private String userId; //用户名
    private String passwd; //密码
    public User() {
        
    }

    public User(String userId, String passwd) {
        this.userId = userId;
        this.passwd = passwd;
    }

    public String getUserId() {
        return userId;
    }

    public void setUserId(String userId) {
        this.userId = userId;
    }

    public String getPasswd() {
        return passwd;
    }

    public void setPasswd(String passwd) {
        this.passwd = passwd;
    }
}

2.实现用户登录界面框架

1.导入工具类utils/Utility.java

package utils;


/**
	工具类的作用:
	处理各种情况的用户输入，并且能够按照程序员的需求，得到用户的控制台输入。
*/

import java.util.Scanner;

/**

	
*/
public class Utility {
	//静态属性。。。
    private static Scanner scanner = new Scanner(System.in);

    
    /**
     * 功能：读取键盘输入的一个菜单选项，值：1——5的范围
     * @return 1——5
     */
	public static char readMenuSelection() {
        char c;
        for (; ; ) {
            String str = readKeyBoard(1, false);//包含一个字符的字符串
            c = str.charAt(0);//将字符串转换成字符char类型
            if (c != '1' && c != '2' && 
                c != '3' && c != '4' && c != '5') {
                System.out.print("选择错误，请重新输入：");
            } else break;
        }
        return c;
    }

	/**
	 * 功能：读取键盘输入的一个字符
	 * @return 一个字符
	 */
    public static char readChar() {
        String str = readKeyBoard(1, false);//就是一个字符
        return str.charAt(0);
    }
    /**
     * 功能：读取键盘输入的一个字符，如果直接按回车，则返回指定的默认值；否则返回输入的那个字符
     * @param defaultValue 指定的默认值
     * @return 默认值或输入的字符
     */
    
    public static char readChar(char defaultValue) {
        String str = readKeyBoard(1, true);//要么是空字符串，要么是一个字符
        return (str.length() == 0) ? defaultValue : str.charAt(0);
    }
	
    /**
     * 功能：读取键盘输入的整型，长度小于2位
     * @return 整数
     */
    public static int readInt() {
        int n;
        for (; ; ) {
            String str = readKeyBoard(10, false);//一个整数，长度<=10位
            try {
                n = Integer.parseInt(str);//将字符串转换成整数
                break;
            } catch (NumberFormatException e) {
                System.out.print("数字输入错误，请重新输入：");
            }
        }
        return n;
    }
    /**
     * 功能：读取键盘输入的 整数或默认值，如果直接回车，则返回默认值，否则返回输入的整数
     * @param defaultValue 指定的默认值
     * @return 整数或默认值
     */
    public static int readInt(int defaultValue) {
        int n;
        for (; ; ) {
            String str = readKeyBoard(10, true);
            if (str.equals("")) {
                return defaultValue;
            }
			
			//异常处理...
            try {
                n = Integer.parseInt(str);
                break;
            } catch (NumberFormatException e) {
                System.out.print("数字输入错误，请重新输入：");
            }
        }
        return n;
    }

    /**
     * 功能：读取键盘输入的指定长度的字符串
     * @param limit 限制的长度
     * @return 指定长度的字符串
     */

    public static String readString(int limit) {
        return readKeyBoard(limit, false);
    }

    /**
     * 功能：读取键盘输入的指定长度的字符串或默认值，如果直接回车，返回默认值，否则返回字符串
     * @param limit 限制的长度
     * @param defaultValue 指定的默认值
     * @return 指定长度的字符串
     */
	
    public static String readString(int limit, String defaultValue) {
        String str = readKeyBoard(limit, true);
        return str.equals("")? defaultValue : str;
    }


	/**
	 * 功能：读取键盘输入的确认选项，Y或N
	 * 将小的功能，封装到一个方法中.
	 * @return Y或N
	 */
    public static char readConfirmSelection() {
        System.out.println("请输入你的选择(Y/N): 请小心选择");
        char c;
        for (; ; ) {//无限循环
        	//在这里，将接受到字符，转成了大写字母
        	//y => Y n=>N
            String str = readKeyBoard(1, false).toUpperCase();
            c = str.charAt(0);
            if (c == 'Y' || c == 'N') {
                break;
            } else {
                System.out.print("选择错误，请重新输入：");
            }
        }
        return c;
    }

    /**
     * 功能： 读取一个字符串
     * @param limit 读取的长度
     * @param blankReturn 如果为true ,表示 可以读空字符串。 
     * 					  如果为false表示 不能读空字符串。
     * 			
	 *	如果输入为空，或者输入大于limit的长度，就会提示重新输入。
     * @return
     */
    private static String readKeyBoard(int limit, boolean blankReturn) {
        
		//定义了字符串
		String line = "";

		//scanner.hasNextLine() 判断有没有下一行
        while (scanner.hasNextLine()) {
            line = scanner.nextLine();//读取这一行
           
			//如果line.length=0, 即用户没有输入任何内容，直接回车
			if (line.length() == 0) {
                if (blankReturn) return line;//如果blankReturn=true,可以返回空串
                else continue; //如果blankReturn=false,不接受空串，必须输入内容
            }

			//如果用户输入的内容大于了 limit，就提示重写输入  
			//如果用户如的内容 >0 <= limit ,我就接受
            if (line.length() < 1 || line.length() > limit) {
                System.out.print("输入长度（不能大于" + limit + "）错误，请重新输入：");
                continue;
            }
            break;
        }

        return line;
    }
}

2.编写基本用户界面view/QQView.java

package view;

import utils.Utility;

/**
 * @author 孙显圣
 * @version 1.0
 * 客户端的菜单界面
 */
public class QQView {
    public static void main(String[] args) {
        new QQView().mainMenu();
    }

    private boolean loop = true; //控制主菜单循环执行
    //显示主菜单的方法
    private void mainMenu() {
        while (loop) { //循环显示菜单
            System.out.println("==========欢迎登录网络通信系统==========");
            System.out.println("          1 登录系统");
            System.out.println("          9 退出系统");
            System.out.print("请输入您的选择：");
            String s = Utility.readString(1); //读取一个字符

            //根据选择执行操作
            switch (s) {
                case "1":
                    System.out.println("请输入用户号");
                    String userId = Utility.readString(50);
                    System.out.println("请输入密  码");
                    String passwd = Utility.readString(50);
                    //去服务端验证该用户是否合法
                    //1.假设合法
                    if (false) {
                        //循环输出菜单
                        while (loop) {
                            System.out.println("==========网络通信系统二级菜单==========");
                            System.out.println("          1 显示在线用户列表");
                            System.out.println("          2 群发消息");
                            System.out.println("          3 私聊消息");
                            System.out.println("          4 发送文件");
                            System.out.println("          9 退出系统");
                            System.out.print("请输入您的选择：");
                            String key = Utility.readString(1);
                            //根据选择做出相应操作
                            switch (key) {
                                case "1":
                                    System.out.println("显示在线用户列表");
                                    break;
                                case "2":
                                    System.out.println("群发消息");
                                    break;
                                case "3":
                                    System.out.println("私聊消息");
                                    break;
                                case "4":
                                    System.out.println("发送文件");
                                    break;
                                case "9":
                                    System.out.println("==========用户退出系统==========");
                                    loop = false;
                                    break;
                            }
                        }
                    }
                    //2.不合法
                    else {
                        //退出这个switch
                        System.out.println("==========用户名或密码不正确！==========");
                        break;
                    }
                    break;
                case "9":
                    System.out.println("==========用户退出系统==========");
                    loop = false;
                    break;
            }
        }
    }
}

3.实现客户端的登录部分

1.qqclient/service/UserClientService.java

package qqclient.service;

import com.sun.org.apache.xpath.internal.operations.Variable;
import qqcommon.Message;
import qqcommon.MessageType;
import qqcommon.User;

import java.io.*;
import java.net.InetAddress;
import java.net.Socket;
import java.net.UnknownHostException;

/**
 * @author 孙显圣
 * @version 1.0
 * 完成用户登录验证和用户注册等等功能
 */
public class UserClientService {
    private User user = new User(); //由于可能在其他地方需要使用到这个User对象，所以将其设置为这个类的属性

    //根据前端输入的用户名和密码，封装成User对象并且发送到服务器端，接受服务器端返回的Message对象，并根据mesType来确定是否符合要求
    public boolean checkUser(String userId, String pwd) throws IOException, ClassNotFoundException {
        //设置一个临时变量，用于返回值
        boolean res = false;
        //将用户名和密码封装到User对象中
        user.setUserId(userId);
        user.setPasswd(pwd);

        //获取客户端的socket
        Socket socket = new Socket(InetAddress.getLocalHost(), 9999);

        //获取客户端的输出流
        OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();
        //将其转换成对象处理流
        ObjectOutputStream objectOutputStream = new ObjectOutputStream(outputStream);
        //将user对象发送
        objectOutputStream.writeObject(user);

        //获取从服务器端回复的Message对象
        //获取客户端的输入流
        InputStream inputStream = socket.getInputStream();
        //转换为对象处理流
        ObjectInputStream objectInputStream = new ObjectInputStream(inputStream);
        //读取message对象
        Message o = (Message) objectInputStream.readObject(); //此时我们确定读取的一定是Message对象，所以将其向下转型

        //根据获取的mesType来确定是否成功
        if (o.getMesType().equals(MessageType.MESSAGE_LOGIN_SUCCEED)) {
            //创建一个和服务器端保持通信的线程
            ClientConnectServerThread clientConnectServerThread = new ClientConnectServerThread(socket);
            //启动客户端的线程，使其等待服务器的信息
            clientConnectServerThread.start();
            //为了后面客户端的扩展，放到一个集合中
            ManageClientConnectServerThread.addClientConnectServerThread(userId, clientConnectServerThread);
            //成功了，将返回值设置为true
            res = true;
        } else {
            //如果登录失败则虽然没有启动线程但是还是开启了一个socket，所以要关闭
            socket.close();
        }

        return res;

    }

}

2.qqclient/service/ManageClientConnectServerThread.java

package qqclient.service;

import java.util.HashMap;

/**
 * @author 孙显圣
 * @version 1.0
 * 该类管理客户端连接到服务器端的线程的类
 */
public class ManageClientConnectServerThread {
    //把多个线程放到一个HashMap的集合中，key是用户id，value是线程
    private static HashMap<String, ClientConnectServerThread> hm = new HashMap<>();

    //将某个线程放到集合中
    public static void addClientConnectServerThread(
            String userId, ClientConnectServerThread clientConnectServerThread) {
        hm.put(userId, clientConnectServerThread);
    }
    //通过userId可以得到该线程
    public static ClientConnectServerThread getClientConnectServerThread(String userId) {
        return hm.get(userId);
    }

}

3.qqclient/service/ClientConnectServerThread.java

package qqclient.service;

import qqcommon.Message;

import java.io.IOException;
import java.io.ObjectInputStream;
import java.net.Socket;

/**
 * @author 孙显圣
 * @version 1.0
 * 这个线程持有socket
 */
public class ClientConnectServerThread extends Thread {
    private Socket socket;

    //该构造器可以接受一个Socket对象
    public ClientConnectServerThread(Socket socket) {
        this.socket = socket;
    }
    //更方便的得到Socket
    public Socket getSocket() {
        return socket;
    }

    //因为线程需要在后台一直保持和服务器的通信，因此使用while循环
    @Override
    public void run() {
        while (true) {
            System.out.println("客户端线程，等待读取从服务器端发送的信息");
            try {
                //获取该线程socket的对象输入流
                ObjectInputStream objectInputStream = new ObjectInputStream(socket.getInputStream());
                //读取信息
                Message o = (Message) objectInputStream.readObject(); //如果没有数据传进来，则这个线程则会阻塞


            } catch (IOException e) {
                throw new RuntimeException(e);
            } catch (ClassNotFoundException e) {
                throw new RuntimeException(e);
            }
        }

    }
}

4.修改QQView.java中的验证用户是否合法语句

4.实现服务器端的登录部分

1.qqserver/service/QQServer.java

package qqserver.service;

import qqcommon.Message;
import qqcommon.MessageType;
import qqcommon.User;

import java.io.IOException;
import java.io.ObjectInputStream;
import java.io.ObjectOutputStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;

/**
 * @author 孙显圣
 * @version 1.0
 * 这是服务器，监听9999，等待客户端的连接并且保持通信
 */
public class QQServer {
    private ServerSocket ss = null;
    public QQServer() {
        System.out.println("服务端在9999端口监听。。。");
        try {
            ss = new ServerSocket(9999); //开一个9999端口监听User对象
        } catch (IOException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }

        //由于可能会有很多的客户端发送信息，所以要使用循环监听，并且返回不同的socket
        try {
            while (true) {
                //每次有用户连接都获取socket
                Socket socket = ss.accept();
                //读取客户端的User对象
                ObjectInputStream objectInputStream = new ObjectInputStream(socket.getInputStream());
                User o  = (User) objectInputStream.readObject();
                //创建一个Message用于回复客户端
                Message message = new Message();
                //输出流
                ObjectOutputStream objectOutputStream = null;
                //对其进行验证，先写死
                if (o.getUserId().equals("100") && o.getPasswd().equals("123456")) {
                    message.setMesType(MessageType.MESSAGE_LOGIN_SUCCEED);
                    //获取输出流回复客户端
                    objectOutputStream = new ObjectOutputStream(socket.getOutputStream());
                    objectOutputStream.writeObject(message);

                    //回复完客户端之后，需要创建一个线程，用来管理socket用来保持与客户端的通信
                    ServerConnectClientThread serverConnectClientThread = new ServerConnectClientThread(
                            socket, o.getUserId());
                    serverConnectClientThread.start();
                    //使用集合来管理线程
                    ManageClientThreads.addClientThread(o.getUserId(), serverConnectClientThread);
                }
                else {
                    //如果登录失败，就不能启动线程，将失败的消息返回给客户端则关闭socket
                    message.setMesType(MessageType.MESSAGE_LOGIN_FAIL);
                    objectOutputStream.writeObject(message);
                    socket.close();
                }
            }
        } catch (IOException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        } finally {
            try {
                //如果最终退出了循环，说明不再需要服务器端监听，所以，关闭ServerSocket
                ss.close();
            } catch (IOException e) {
                throw new RuntimeException(e);
            }
        }

    }
}

2.qqserver/service/ServerConnectClientThread.java

package qqserver.service;

import qqcommon.Message;

import java.io.IOException;
import java.io.ObjectInputStream;
import java.net.Socket;

/**
 * @author 孙显圣
 * @version 1.0
 * 该类对应的一个对象和某个客户端保持连接，
 */
public class ServerConnectClientThread extends Thread{
    //管理一个socket,和对应的用户id
    private Socket socket;
    private String userId;

    public ServerConnectClientThread(Socket socket, String userId) {
        this.socket = socket;
        this.userId = userId;
    }

    //保持这个socket的运行
    @Override
    public void run() {
        while (true) {
            System.out.println("服务端和客户端保持通信，读取数据。。。");
            try {
                //读取数据
                ObjectInputStream objectInputStream = new ObjectInputStream(socket.getInputStream());
                Message o = (Message) objectInputStream.readObject(); //由于之前已经接受过User对象了，现在就是接受的Message对象
            } catch (IOException e) {
                throw new RuntimeException(e);
            } catch (ClassNotFoundException e) {
                throw new RuntimeException(e);
            }

        }
    }
}

5.登录阶段运行调试过程

1.第一次运行，报错！（用户名密码正确时）

Connect reset。。。。

解决方法

在两个序列化的类添加这行代码：private static final long serialVersionUID = 1L;
修改之后，密码正确的时候可以正常显示

2.第二次运行，报错！（用户名密码不正确时）

原因

在执行else语句时，由于没有运行if，所以是空的

解决方法

由于if和else都会用到，所以提出来在外边初始化

成功运行

6.实现多个合法用户可以登录

qqserver/service/QQServer.java更新

添加以下内容：

    //创建一个集合，存放多个用户，如果是这些用户登录，就认为是合法的
    //可以使用ConcurrentHashMap，这样就避免了线程安全问题，HashMap线程不安全的
    private static ConcurrentHashMap<String, User> vaildUsers = new ConcurrentHashMap<>();

    //使用静态代码块初始化
    static {
        vaildUsers.put("100", new User("100", "123456"));
        vaildUsers.put("200", new User("200", "123456"));
        vaildUsers.put("300", new User("300", "123456"));
        vaildUsers.put("400", new User("400", "123456"));
    }
    //验证用户是否有效的方法
    private boolean checkUser(User user) {
        String userId = user.getUserId(); //获取键
        String passwd = user.getPasswd(); //获取密码
        //过关斩将
        //首先查找键是否存在
        if (!vaildUsers.containsKey(userId)) {
            return false;
        }
        if (!vaildUsers.get(userId).getPasswd().equals(passwd)) {
            return false;
        }
        return true;
    }

修改验证逻辑

4.功能实现——拉取在线用户

1.功能完成

1.qqcommon/MessageType.java更新

    String MESSAGE_LOGIN_SUCCEED = "1"; //表示登录成功
    String MESSAGE_LOGIN_FAIL = "2"; //表示登录失败
    String MESSAGE_COMM_MES = "3"; //普通信息包
    String MESSAGE_GET_ONLINE_FRIEND = "4"; //要求返回在线用户列表
    String MESSAGE_RET_ONLINE_FRIEND = "5"; //返回在线用户列表
    String MESSAGE_CLIENT_EXIT = "6"; //客户端请求退出

2.qqclient/service/ClientConnectServerThread.java更新

package qqclient.service;

import qqcommon.Message;

import java.io.IOException;
import java.io.ObjectInputStream;
import java.net.Socket;

/**
 * @author 孙显圣
 * @version 1.0
 * 这个线程持有socket
 */
public class ClientConnectServerThread extends Thread {
    private Message message; //存放信息
    private Socket socket;
    public static Boolean STATE = false; //子线程任务完成状态，用于线程同步

    //该构造器可以接受一个Socket对象
    public ClientConnectServerThread(Socket socket) {
        this.socket = socket;
    }
    //更方便的得到Socket
    public Socket getSocket() {
        return socket;
    }
    //刷新子线程状态
    public static void flushState() {
        STATE = false;
    }

    //因为线程需要在后台一直保持和服务器的通信，因此使用while循环
    @Override
    public void run() {
        while (true) {
            System.out.println("客户端线程，等待读取从服务器端发送的信息");
            try {
                //获取该线程socket的对象输入流
                ObjectInputStream objectInputStream = new ObjectInputStream(socket.getInputStream());
                //读取信息
                message = (Message) objectInputStream.readObject(); //如果没有数据传进来，则这个线程则会阻塞
                switch (message.getMesType()) {
                    case "3": //普通信息包
                        break;
                    case "5": //返回在线用户列表
                        System.out.println(message.getContent());
                        break;
                }
                STATE = true; //更新状态
            } catch (IOException e) {
                throw new RuntimeException(e);
            } catch (ClassNotFoundException e) {
                throw new RuntimeException(e);
            }
        }

    }
}

3.qqclient/service/UserClientService.java更新

    //向服务器端发送请求在线用户的数据包
    public void onlineFriendList(String userId) throws IOException, ClassNotFoundException, InterruptedException {
        //获取一个消息包
        Message message = new Message();
        //设置参数
        message.setMesType(MessageType.MESSAGE_GET_ONLINE_FRIEND);
        //获取当前用户名对应的线程
        ClientConnectServerThread currentThread = ManageClientConnectServerThread.getClientConnectServerThread(userId);
        //获取线程中的socket
        Socket socket = currentThread.getSocket();
        //获取对象输出流
        ObjectOutputStream objectOutputStream = new ObjectOutputStream(socket.getOutputStream());
        //输出对象
        objectOutputStream.writeObject(message);
        while (!ClientConnectServerThread.STATE); //等待子线程完成
        ClientConnectServerThread.flushState(); //刷新状态
    }

4.view/QQView.java更新

5.qqserver/service/ManageClientThreads.java更新

添加方法

    //获取线程集合

    public static HashMap<String, ServerConnectClientThread> getHm() {
        return hm;
    }

6.qqserver/service/QQServer.java更新

添加方法

    //遍历当前用户列表并发送到前端
    public static void getCurrentOnlineFriendList(Socket socket) throws IOException {
        //获取当前用户列表
        HashMap<String, ServerConnectClientThread> hm = ManageClientThreads.getHm();
        //遍历并保存到数据包中
        Message message = new Message(); //创建一个数据包
        //设置数据类型
        message.setMesType(MessageType.MESSAGE_RET_ONLINE_FRIEND); //类型为返回在线用户列表
        //记录返回的内容
        StringBuilder res = new StringBuilder();
        //获取所有的key，使用迭代器遍历
        Set<String> strings = hm.keySet();
        Iterator<String> iterator1 = strings.iterator();
        int i = 0; //统计用户个数
        while (iterator1.hasNext()) {
            String next = iterator1.next();
            res.append("用户" + (++i) + ": ").append(next).append(" "); //拼接
        }
        //将结果放到数据包中
        message.setContent(res.toString());
        //根据目前的socket来发送数据
        ObjectOutputStream objectOutputStream = new ObjectOutputStream(socket.getOutputStream());
        objectOutputStream.writeObject(message);
    }

7.qqserver/service/ServerConnectClientThread.java更新

try语句更新

                //读取数据
                ObjectInputStream objectInputStream = new ObjectInputStream(socket.getInputStream());
                Message o = (Message) objectInputStream.readObject(); //由于之前已经接受过User对象了，现在就是接受的Message对象
                //根据读到的信息类型进行处理
                switch (o.getMesType()) {
                    case "3": //普通信息包
                        break;
                    case "4": //返回当前在线用户列表
                        QQServer.getCurrentOnlineFriendList(socket); //将目前的socket给他
                        break;
                    case "6": //客户端请求退出
                        break;
                }

2.调试阶段

1.代码冗余

我最开始自己实现时，获取服务器端的socket是在线程数组中通过客户端传过来的姓名来获取的，后来发现没这么麻烦
服务器端的一个线程就对应一个通道的socket，并且在不断读取，如果读取到了，则此时的线程实例中的属性socket，就应该是与发送信息的客户端连通的那个socket，直接使用就可以了

2.线程同步问题

我在拉取在线用户时，在QQ的前端界面调取一个方法，来向服务器端发送Message来请求获取在线用户。然后服务器端发送信息给客户端，此时的客户端是子线程在接收数据，而主线程运行前端页面
由于主线程只是发送了个消息就直接退出case进行下一次循环，而子线程还要根据信息处理并返回，所以一定比主线程慢，所以我在子线程里面加了一个布尔型的状态常量，并且设置了一个方法可以刷新状态，这样在主线程调用的方法中，可以使用一个while循环持续等待，直到子线程输出数据，然后再刷新状态

5.功能实现——无异常退出系统

1.功能完成

1.qqcommon/MessageType.java更新

package qqcommon;

/**
 * @author 孙显圣
 * @version 1.0
 */
public interface MessageType {
    //在接口中定义了不同的常量
    //不同常量的值表示不同的消息类型
    String MESSAGE_LOGIN_SUCCEED = "1"; //表示登录成功
    String MESSAGE_LOGIN_FAIL = "2"; //表示登录失败
    String MESSAGE_COMM_MES = "3"; //普通信息包
    String MESSAGE_GET_ONLINE_FRIEND = "4"; //要求返回在线用户列表
    String MESSAGE_RET_ONLINE_FRIEND = "5"; //返回在线用户列表
    String MESSAGE_CLIENT_EXIT = "6"; //客户端请求退出
    String MESSAGE_SERVICE_EXIT_SUCCESS = "7"; //服务器端退出成功
}

2.qqclient/service/ClientConnectServerThread.java更新

try语句更新

                //获取该线程socket的对象输入流
                ObjectInputStream objectInputStream = new ObjectInputStream(socket.getInputStream());
                //读取信息
                message = (Message) objectInputStream.readObject(); //如果没有数据传进来，则这个线程则会阻塞
                switch (message.getMesType()) {
                    case "3": //普通信息包
                        break;
                    case "5": //返回在线用户列表
                        System.out.println(message.getContent());
                        break;
                    case "7": //服务端退出成功
                        new UserClientService().exitAllThreads(socket, objectInputStream); //关闭资源以及退出主线程
                        loop = false; //退出线程循环
                        break;
                }
                STATE = true; //更新状态

3.qqclient/service/UserClientService.java更新

添加三个方法

    //向客户端发送信数据包的方法
    public void sendMessageToService(String userId, Message message) throws IOException {
        //获取当前线程
        ClientConnectServerThread clientConnectServerThread = ManageClientConnectServerThread.getClientConnectServerThread(userId);
        //获取socket
        Socket socket = clientConnectServerThread.getSocket();
        //创建输出流
        ObjectOutputStream objectOutputStream = new ObjectOutputStream(socket.getOutputStream());
        //发送信息
        objectOutputStream.writeObject(message);
    }

    //向客户端发送请求退出的信息
    public void requestExit(String userId) throws IOException {
        //创建一个Message
        Message message = new Message();
        message.setMesType(MessageType.MESSAGE_CLIENT_EXIT);
        message.setSender(userId); //告诉服务器端发送者是谁，这样可以清除集合中的线程
        //发送数据包
        sendMessageToService(userId, message);
    }

    //退出子线程以及主线程
    public void exitAllThreads(Socket socket, ObjectInputStream objectInputStream) throws IOException {
        objectInputStream.close();
        socket.close();
        System.exit(0);
    }

4.view/QQView.java更新

5.qqserver/service/QQServer.java更新

添加两个方法

    //服务器端发送给客户端数据包的方法
    public static void sendToClientMessage(Socket socket, Message message) throws IOException {
        //获取输出流
        ObjectOutputStream objectOutputStream = new ObjectOutputStream(socket.getOutputStream());
        objectOutputStream.writeObject(message);
    }

    //服务器端，返回一个退出成功的数据包然后关闭socket

    public static void ServiceExit(Socket socket, ObjectInputStream objectInputStream) throws IOException {
        //创建一个数据包
        Message message = new Message();
        //放入数据
        message.setMesType(MessageType.MESSAGE_SERVICE_EXIT_SUCCESS); //服务器端退出成功
        //发送
        sendToClientMessage(socket, message);
        objectInputStream.close();
        socket.close();
    }

6.qqserver/service/ManageClientThreads.java更新

添加方法

    //根据userId删除
    public static void deleteByUserId(String userId) {
        hm.remove(userId);
    }

7.qqserver/service/ServerConnectClientThread.java更新

    //保持这个socket的运行
    private boolean loop = true;
    @Override
    public void run() {
        while (loop) {
            System.out.println("服务端和客户端" + userId + "线程保持通信,读取数据。。。");
            try {
                //读取数据
                ObjectInputStream objectInputStream = new ObjectInputStream(socket.getInputStream());
                Message o = (Message) objectInputStream.readObject(); //由于之前已经接受过User对象了，现在就是接受的Message对象
                //根据读到的信息类型进行处理
                switch (o.getMesType()) {
                    case "3": //普通信息包
                        break;
                    case "4": //返回当前在线用户列表
                        QQServer.getCurrentOnlineFriendList(socket); //将目前的socket给他
                        break;
                    case "6": //客户端请求退出
                        ManageClientThreads.deleteByUserId(o.getSender()); //清除列表元素
                        QQServer.ServiceExit(socket, objectInputStream);//关闭流和套接字
                        loop = false;
                        break;
                }
            } catch (IOException e) {
                throw new RuntimeException(e);
            } catch (ClassNotFoundException e) {
                throw new RuntimeException(e);
            }

        }
    }

2.调试阶段

1.出现空指针异常

我第一次在关闭客户端的时候，在服务器端出现了空指针异常
原因：我在处理关闭服务器端的时候只是关闭了流和套接字，并没有关闭run方法的循环，导致子线程继续在读，但是由于套接字已经关闭，读的时候还要使用它获取流，所以出现异常

2.数据未同步

修改完异常之后，可以正常退出，但是我在测试拉取在线用户时出现了异常
原因：客户端已经退出，但是服务器端的线程集合中的元素并没有清除，所以导致了异常

3.安全性提升

原来的的退出系统逻辑就是客户端向服务器端发送退出的请求，然后服务器端收到请求就直接退出
这样是不安全的，因为客户端的主线程向服务器端发送完请求之后就直接退出，但是有个问题，如果服务器端接受到信息的速度慢了一点，导致客户端先关闭了socket，那么服务器端在使用socket的时候就会报异常
我的解决方案：让客户端通知服务器端请求关闭连接的时候，在服务器的socket关闭之前向客户端发送一条消息，就是服务器端关闭成功，当客户端接收到这个消息的时候再退出

6.功能实现——私聊功能

1.功能完成

1.qqclient/service/ClientConnectServerThread.java更新

2.qqclient/service/UserClientService.java更新

添加方法

    //私聊消息
    public void privateMessages(String sender) throws IOException {
        //展示所有用户之后
        //获取用户名称
        System.out.print("请输入你要聊天的用户名称：");
        String getter = new Scanner(System.in).next();
        //获取聊天的内容
        System.out.print("请输入聊天的内容");
        String content = new Scanner(System.in).nextLine();
        //创建一个数据包
        Message message = new Message();
        message.setMesType(MessageType.MESSAGE_COMM_MES); //普通消息
        message.setContent(content);
        message.setSender(sender);
        message.setGetter(getter);
        //发送到服务器端
        sendMessageToService(sender, message);
    }

    //读取私聊消息
    public void readPrivateMessage(Message message) {
        String sender = message.getSender();
        String content = message.getContent();
        System.out.println("\n========== " + sender + "对你说" + " ==========");
        System.out.println(content);
    }

3.view/QQView.java更新

4.qqserver/service/QQServer.java更新

添加方法

    //转发消息
    public static void forwordMessage(Message message) throws IOException {
        //获取信息
        String content = message.getContent();
        String sender = message.getSender();
        String getter = message.getGetter();
        //根据姓名获取线程
        ServerConnectClientThread sendThread = ManageClientThreads.getServerConnectClientThread(getter);

        //发送包
        sendToClientMessage(sendThread.getSocket(), message);
    }

5.qqserver/service/ServerConnectClientThread.java更新

2.调试阶段

并未发现错误

7.功能实现——群发功能

1.功能完成

1.qqcommon/MessageType.java更新

package qqcommon;

/**
 * @author 孙显圣
 * @version 1.0
 */
public interface MessageType {
    //在接口中定义了不同的常量
    //不同常量的值表示不同的消息类型
    String MESSAGE_LOGIN_SUCCEED = "1"; //表示登录成功
    String MESSAGE_LOGIN_FAIL = "2"; //表示登录失败
    String MESSAGE_COMM_MES = "3"; //普通信息包
    String MESSAGE_GET_ONLINE_FRIEND = "4"; //要求返回在线用户列表
    String MESSAGE_RET_ONLINE_FRIEND = "5"; //返回在线用户列表
    String MESSAGE_CLIENT_EXIT = "6"; //客户端请求退出
    String MESSAGE_SERVICE_EXIT_SUCCESS = "7"; //服务器端退出成功
    String MESSAGE_SEND_ALL_USER = "8"; //群发消息
}

2.qqclient/service/ClientConnectServerThread.java更新

3.qqclient/service/UserClientServer.java更新

添加方法

    //群发消息
    public void sendToAllUser(String userId) throws IOException {
        System.out.println("==========请输入你要发送的内容==========");
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        String content = scanner.nextLine();
        //创建一个数据包
        Message message = new Message();
        message.setMesType(MessageType.MESSAGE_SEND_ALL_USER);
        message.setContent(content);
        message.setSender(userId);

        //发送数据包
        sendMessageToService(userId, message);
    }

    //读取群发消息
    public void readAllSendMessage(Message message) {
        //获取信息
        String sender = message.getSender();
        String content = message.getContent();
        System.out.println("\n========== " + sender +" 的群发消息==========");
        System.out.println(content);
    }

4.qqserver/service/QQServer.java更新

5.qqserver/service/QQServer.java更新

添加方法

    //群发消息
    public static void sendToAllUser(Message message, String userId) throws IOException {
        //遍历在线用户集合,发送消息
        HashMap<String, ServerConnectClientThread> hm = ManageClientThreads.getHm();
        Collection<ServerConnectClientThread> threads = hm.values();
        for (ServerConnectClientThread thread : threads) {
            if (hm.get(userId) == thread) { //不用发送给本用户
                continue;
            }
            //发送包
            sendToClientMessage(thread.getSocket(), message);
        }
    }

6.qqserver/service/ServerConnectClientThread.java更新

2.调试阶段

未发现错误

8.功能实现——发文件

1.功能完成

1.qqcommon/MessageType.java更新

package qqcommon;

/**
 * @author 孙显圣
 * @version 1.0
 */
public interface MessageType {
    //在接口中定义了不同的常量
    //不同常量的值表示不同的消息类型
    String MESSAGE_LOGIN_SUCCEED = "1"; //表示登录成功
    String MESSAGE_LOGIN_FAIL = "2"; //表示登录失败
    String MESSAGE_COMM_MES = "3"; //普通信息包
    String MESSAGE_GET_ONLINE_FRIEND = "4"; //要求返回在线用户列表
    String MESSAGE_RET_ONLINE_FRIEND = "5"; //返回在线用户列表
    String MESSAGE_CLIENT_EXIT = "6"; //客户端请求退出
    String MESSAGE_SERVICE_EXIT_SUCCESS = "7"; //服务器端退出成功
    String MESSAGE_SEND_ALL_USER = "8"; //群发消息
    String MESSAGE_SEND_FILE = "9"; //发送文件
}

2.qqcommon/Message.java更新

package qqcommon;

import java.io.Serializable;

/**
 * @author 孙显圣
 * @version 1.0
 * 表示客户端和服务器端通讯时的消息对象
 */
public class Message implements Serializable { //也需要进行序列化
    private String sender; //发送者
    private String getter; //接受者
    private String content; //消息内容
    private String sendTime; //发送时间
    private String mesType; //消息类型，在接口中定义已知的消息类型
    private String path; //记录路径
    private byte[] bytes; //存储文件
    private int length; //记录长度

    public int getLength() {
        return length;
    }

    public void setLength(int length) {
        this.length = length;
    }

    private static final long serialVersionUID = 1L;

    public byte[] getBytes() {
        return bytes;
    }

    public void setBytes(byte[] bytes) {
        this.bytes = bytes;
    }

    public String getPath() {
        return path;
    }

    public void setPath(String path) {
        this.path = path;
    }

    public String getSender() {
        return sender;
    }

    public void setSender(String sender) {
        this.sender = sender;
    }

    public String getGetter() {
        return getter;
    }

    public void setGetter(String getter) {
        this.getter = getter;
    }

    public String getContent() {
        return content;
    }

    public void setContent(String content) {
        this.content = content;
    }

    public String getSendTime() {
        return sendTime;
    }

    public void setSendTime(String sendTime) {
        this.sendTime = sendTime;
    }

    public String getMesType() {
        return mesType;
    }

    public void setMesType(String mesType) {
        this.mesType = mesType;
    }
}

3.qqclient/service/ClientConnectServerThread.java更新

4.qqclient/service/UserClientServer.java更新

添加方法

    //发送文件
    public void sendFile(String setter) throws IOException {
        //获取用户名称
        System.out.print("请输入要发送文件的用户名称：");
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        String getter = scanner.next();
        //获取本地文件路径
        System.out.print("请输入本地文件路径：");
        String path1 = scanner.next();
        //获取对方文件路径
        System.out.print("请输入对方文件路径：");
        String path2 = scanner.next();
        //读取本地文件
        BufferedInputStream inputStream = new BufferedInputStream(new FileInputStream(path1));
        //设置缓冲
        byte[] bytes = new byte[1024 * 10];
        //记录长度
        int len = 0;
        while ((len = inputStream.read(bytes)) != -1) {
            Message message = new Message();
            //创建一个数据包
            message.setSender(setter);
            message.setGetter(getter);
            message.setMesType(MessageType.MESSAGE_SEND_FILE);
            message.setPath(path2);
            message.setBytes(bytes);
            message.setLength(len);
            //发送
            sendMessageToService(setter, message);
        }
        //关闭
        inputStream.close();
        //最后发送一个普通信息包，通知用户
        Message message = new Message();
        message.setMesType(MessageType.MESSAGE_COMM_MES);
        message.setContent("用户" + setter + "向你发送了一个文件，路径为" + path2);
        message.setGetter(getter);
        message.setSender(setter);
        sendMessageToService(setter, message);
    }

    //读取文件
    public void readFile(Message message) throws IOException {
        String sender = message.getSender();
        String path = message.getPath();
        byte[] bytes = message.getBytes();
        int length = message.getLength();
        //写入到本地路径
        BufferedOutputStream bufferedOutputStream = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream(path, true));
        bufferedOutputStream.write(bytes,0, length);
        //关闭
        bufferedOutputStream.close();
    }

5.view/QQView.java更新

6.qqserver/service/ServerConnectClientThread.java更新

2.调试阶段

1.传输文件大小膨胀

一开始由于Message要传输的内容是String类型的，所以我就将文件分成很多byte[1024*10]的部分进行传输并且转换成了String
但是这个导致了文件变大了很多
解决方法：在Message中添加属性，来保存byte类型的数组和读取到的长度，然后再将其放到包中传输，在读取的时候以byte数组的形式读取就行

9.功能实现——服务器端推送新闻

1.功能完成

1.qqserver/service/SendAllThread.java

package qqserver.service;

import qqcommon.Message;
import qqcommon.MessageType;

import java.io.IOException;
import java.io.ObjectOutputStream;
import java.util.Collection;
import java.util.HashMap;
import java.util.Scanner;

/**
 * @author 孙显圣
 * @version 1.0
 * 用来向客户端推送新闻
 */
public class SendAllThread extends Thread{

    @Override
    public void run() {
        while (true) { //循环获取要推送的信息
            System.out.println("请输入要推送的消息");
            Scanner scanner = new Scanner(System.in);
            String content = scanner.next();
            //获取Message
            Message message = new Message();
            message.setMesType(MessageType.MESSAGE_COMM_MES);
            message.setSender("系统");
            message.setContent(content);
            //遍历所有用户并群发
            HashMap<String, ServerConnectClientThread> hm = ManageClientThreads.getHm();
            Collection<ServerConnectClientThread> values = hm.values(); //所有的socket
            for (ServerConnectClientThread Thread : values) {
                //获取线程的socket,从而获取对象输出流
                try {
                    ObjectOutputStream objectOutputStream = new ObjectOutputStream(Thread.getSocket().getOutputStream());
                    //输出普通信息包
                    objectOutputStream.writeObject(message);
                    System.out.println("服务器端推送消息：" + content);
                } catch (IOException e) {
                    throw new RuntimeException(e);
                }
            }

        }
    }
}