Java——网络编程（实现基于命令行的多人聊天室）

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：

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地址和端口号（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：

1//TCPSevrver.java
2
3import java.io.DataInputStream;
4import java.io.InputStream;
5import java.net.*;
6
7public class TCPserver {
8
9	public static void main(String[] args) throws Exception {
10		
11		ServerSocket ss=new ServerSocket(6666);	
12		while(true) {//为了满足服务器不间断的条件
13		Socket s=ss.accept();//在server也建立一个socket，用来接收client来的申请
14		
15		DataInputStream dis=new DataInputStream(s.getInputStream());//从输入流里获取数据
16		System.out.println(dis.readUTF());//打印数据
17		dis.close();//关闭输入流
18		s.close();//关闭Client的连接
19		}
20	}
21}
22
23//TCPClient.java
24
25import java.io.DataOutputStream;
26import java.io.OutputStream;
27import java.net.*;
28
29public class TCPclient {
30	public static void main(String[] args) throws Exception {
31		Socket s=new Socket("127.0.0.1", 6666);//创建连接Server的Socket，根据ip和端口
32	
33		OutputStream os=s.getOutputStream();
34		DataOutputStream dos=new DataOutputStream(os);//输出流
35		dos.writeUTF("hello server");
36
37		dos.flush();
38		dos.close();//关闭输出流
39		
40		s.close();//关闭Client的连接
41	}
42}

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：

1package TalkRoom;
2
3import java.io.IOException;
4import java.net.*;
5import java.util.*;
6
7public class MyServer {
8	
9	//定义保存所有socket，并将其包装成线程安全的
10	public static List<Socket> list=Collections.synchronizedList(new ArrayList<>());
11	
12	public static void main(String[] args)throws IOException {
13		// TODO Auto-generated method stub
14		ServerSocket ss=new ServerSocket(8888);
15		//如果没有人连接，就一直堵塞
16		while(true) {
17			Socket s=ss.accept();	//将连接的client保存在s中
18			list.add(s);//将新的s添加进s的list中
19			
20			//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
21			new Thread(new ServerThread(s)).start();
22		}
23	}
24
25}
26
27
28package TalkRoom;
29
30import java.io.BufferedReader;
31import java.io.IOException;
32import java.io.InputStreamReader;
33import java.io.PrintStream;
34import java.net.Socket;
35
36public class ServerThread implements Runnable {
37
38	private Socket s;
39	BufferedReader br;
40
41	public ServerThread(Socket s) throws IOException {
42		// TODO Auto-generated constructor stub
43		this.s=s;
44		//初始化该socket对应的输入流
45		br=new BufferedReader(new InputStreamReader(s.getInputStream()));
46	}
47
48	@Override
49	public void run() {
50		// TODO Auto-generated method stub
51		try {
52			String content=null;
53			//采用循环不断从socket中读取客户端发送来的数据
54			while((content=readFromClient())!=null) {
55				//遍历list中的每一个socket
56				//将读到的content像每一个socket发送一次
57				for(Socket s:MyServer.list) {
58					PrintStream ps=new PrintStream(s.getOutputStream());
59					ps.println(content);
60				}
61			}
62		} catch (IOException e) {
63			// TODO: handle exception
64			e.printStackTrace();
65		}
66	}
67
68	private String readFromClient() {
69		// TODO Auto-generated method stub
70		try {
71			return br.readLine();
72		} catch (IOException e) {
73			// TODO: handle exception
74			//捕获到异常说明该socket已关闭，则从list中删除该socket
75			MyServer.list.remove(s);
76		}
77		return null;
78	}
79
80}
81
82
83package TalkRoom;
84
85import java.io.BufferedReader;
86import java.io.IOException;
87import java.io.InputStreamReader;
88import java.io.PrintStream;
89import java.net.Socket;
90import java.net.UnknownHostException;
91
92public class MyClient {
93
94	public static void main(String[] args) throws UnknownHostException, IOException {
95		// TODO Auto-generated method stub
96		Socket s=new Socket("127.0.0.1", 8888);
97		//客户端启动ClientThread线程不断地从server读取数据
98		new Thread(new ClientThread(s)).start();
99		//获取该socket对应的输出流
100		PrintStream ps=new PrintStream(s.getOutputStream());
101		String line=null;
102		//不断地读取键盘输入的信息
103		BufferedReader br=new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
104		while((line=br.readLine())!=null) {
105			//将用户键盘输入的内容不断地输入到socket的输出流中
106			ps.println(line);
107		}
108	}
109
110}
111
112
113package TalkRoom;
114
115import java.io.BufferedReader;
116import java.io.IOException;
117import java.io.InputStreamReader;
118import java.net.Socket;
119
120public class ClientThread implements Runnable {
121
122	private Socket s;
123	BufferedReader br;
124	
125	public ClientThread(Socket s) throws IOException {
126		// TODO Auto-generated constructor stub
127		this.s=s;
128	    br=new BufferedReader(new InputStreamReader(s.getInputStream()));
129	}
130	
131
132	@Override
133	public void run() {
134		// TODO Auto-generated method stub
135		try {
136			String context=null;
137			while((context=br.readLine())!=null) {
138				System.out.println(context);
139			}
140		} catch (IOException e) {
141			// TODO: handle exception
142			e.printStackTrace();
143		}
144	}
145
146}

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。