Java——网络编程(实现基于命令行的多人聊天室)

Wesley13
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目录:

1.ISO和TCP/IP分层模型

2.IP协议

3.TCP/UDP协议

4.基于TCP的网络编程

5.基于UDP的网络编程

6.基于TCP的多线程的聊天室的实现

1.ISO和TCP/IP分层模型

Java——网络编程(实现基于命令行的多人聊天室)

OSI分层模型(Open System Interconnection)为“开放系统互连参考模型”。为国际标准化组织ISO提出。

TCP/IP分层模型更和实际应用相贴近。

对应关系如上图。其中TCP/IP体系中,网络层对应IP(Internet Protocol),传输层对应TCP(Transmiss Control Protocl)。

分层思想:只有相邻的两层才能够进行信息的交互。如:应用层需要传输信息时,会将信息交给传输层,传输层会将信息进行包装,并传递给网络层;网络层会将信息再次包装,在传递给物理+数据链路层。而别的计算机需要解析信息时,也需要反向层层解析,才能获得应用所需的信息。

2.ip协议

负责提供独一无二的ip地址。

传送信息时除了需要ip地址,也需要端口号。ip地址相当于选择连接互联网上的某台计算机,而端口号相当于选择连接一台计算机上的某个应用。

端口号可以从0-65535,通常分三类:①公认端口:0-1023,http默认80端口;②注册端口:1024-49151,通常应用程序应该使用这个范围内的端口;③动态/私有端口:49152-65535,应用程序不会主动会用这些端口,一般是动态分配的。

端口号又分tcp和udp:比如tcp888和udp888是不一样的。

3.TCP/UDP协议:

tcp可靠但是慢(因为有确认):如银行登录。

udp不可靠但是快:如发qq语音,如果丢包也就是语音兹拉几声;cf网络问题导致闪现;

如果网络在不太挤的话,udp也比较可靠,如果挤则肯能被路由器丢失,这就是丢包。

Socket:

一般网络编程也称为socket编程。

关于网络编程的类一般都在java.net:其下有两个类一个socket(client),一个serversocket(server)分别用来实现双向链接的client端和server端

这都是对tcp而言,因为对于udp而言没有严格意义上的server和client。

建立连接时所需的寻址信息为远程计算机的ip地址端口号(Port number),ip地址相当于寻找计算机,而端口号寻找同一计算机上的不同应用程序。

4.基于TCP的网络编程:

ServerSocket是堵塞式的(accept方法是阻塞式的),因为有时有Client访问有时没有,所以SercerSocket不间断运行,等待Client连接。

Client和Server交流通过“流”。

readUTF也是阻塞式的。会导致其他client在阻塞期间连接不上。

代码如下:

//TCPSevrver.java

import java.io.DataInputStream;
import java.io.InputStream;
import java.net.*;

public class TCPserver {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        
        ServerSocket ss=new ServerSocket(6666);    
        while(true) {//为了满足服务器不间断的条件
        Socket s=ss.accept();//在server也建立一个socket,用来接收client来的申请
        
        DataInputStream dis=new DataInputStream(s.getInputStream());//从输入流里获取数据
        System.out.println(dis.readUTF());//打印数据
        dis.close();//关闭输入流
        s.close();//关闭Client的连接
        }
    }
}

//TCPClient.java

import java.io.DataOutputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.*;

public class TCPclient {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Socket s=new Socket("127.0.0.1", 6666);//创建连接Server的Socket,根据ip和端口
    
        OutputStream os=s.getOutputStream();
        DataOutputStream dos=new DataOutputStream(os);//输出流
        dos.writeUTF("hello server");

        dos.flush();
        dos.close();//关闭输出流
        
        s.close();//关闭Client的连接
    }
}

5.基于UDP的网络编程

6.基于TCP的多线程的聊天室的实现

思想就是将Service和Client的交互都放入新的线程中。从而使数据交互不会堵塞。

实现共4个.java文件:

MyServer.java——服务器主体

ServerThread.java——服务器为处理单个Client创建的线程

MyClient.java——客户端主体

ClientThread.java——Client中实现等待服务器发送聊天内容的线程

直接贴代码:

package TalkRoom;

import java.io.IOException;
import java.net.*;
import java.util.*;

public class MyServer {
    
    //定义保存所有socket,并将其包装成线程安全的
    public static List<Socket> list=Collections.synchronizedList(new ArrayList<>());
    
    public static void main(String[] args)throws IOException {
        // TODO Auto-generated method stub
        ServerSocket ss=new ServerSocket(8888);
        //如果没有人连接,就一直堵塞
        while(true) {
            Socket s=ss.accept();    //将连接的client保存在s中
            list.add(s);//将新的s添加进s的list中
            
            //每当一个client连接到server,server总会开启一个新的线程与client进行服务
            new Thread(new ServerThread(s)).start();
        }
    }

}


package TalkRoom;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.PrintStream;
import java.net.Socket;

public class ServerThread implements Runnable {

    private Socket s;
    BufferedReader br;

    public ServerThread(Socket s) throws IOException {
        // TODO Auto-generated constructor stub
        this.s=s;
        //初始化该socket对应的输入流
        br=new BufferedReader(new InputStreamReader(s.getInputStream()));
    }

    @Override
    public void run() {
        // TODO Auto-generated method stub
        try {
            String content=null;
            //采用循环不断从socket中读取客户端发送来的数据
            while((content=readFromClient())!=null) {
                //遍历list中的每一个socket
                //将读到的content像每一个socket发送一次
                for(Socket s:MyServer.list) {
                    PrintStream ps=new PrintStream(s.getOutputStream());
                    ps.println(content);
                }
            }
        } catch (IOException e) {
            // TODO: handle exception
            e.printStackTrace();
        }
    }

    private String readFromClient() {
        // TODO Auto-generated method stub
        try {
            return br.readLine();
        } catch (IOException e) {
            // TODO: handle exception
            //捕获到异常说明该socket已关闭,则从list中删除该socket
            MyServer.list.remove(s);
        }
        return null;
    }

}


package TalkRoom;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.PrintStream;
import java.net.Socket;
import java.net.UnknownHostException;

public class MyClient {

    public static void main(String[] args) throws UnknownHostException, IOException {
        // TODO Auto-generated method stub
        Socket s=new Socket("127.0.0.1", 8888);
        //客户端启动ClientThread线程不断地从server读取数据
        new Thread(new ClientThread(s)).start();
        //获取该socket对应的输出流
        PrintStream ps=new PrintStream(s.getOutputStream());
        String line=null;
        //不断地读取键盘输入的信息
        BufferedReader br=new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        while((line=br.readLine())!=null) {
            //将用户键盘输入的内容不断地输入到socket的输出流中
            ps.println(line);
        }
    }

}


package TalkRoom;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.net.Socket;

public class ClientThread implements Runnable {

    private Socket s;
    BufferedReader br;
    
    public ClientThread(Socket s) throws IOException {
        // TODO Auto-generated constructor stub
        this.s=s;
        br=new BufferedReader(new InputStreamReader(s.getInputStream()));
    }
    

    @Override
    public void run() {
        // TODO Auto-generated method stub
        try {
            String context=null;
            while((context=br.readLine())!=null) {
                System.out.println(context);
            }
        } catch (IOException e) {
            // TODO: handle exception
            e.printStackTrace();
        }
    }

}

初步实现了一个多人聊天室的功能,虽然没有图形界面,但是也能更进一步了解多线程以及Server、Client交互的实现。

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