JavaSE结合Socket实现QQ聊天

雨点打透心脏的1/2处 2023-10-17 15:10 75阅读 0赞

前面几天刚学学了TCP、UDP等协议,因此这里算是一个小小总结项目,仿照QQ用C/S模式来做一个项目!

首先做了一个设计:

在服务器端 用一个HashMap<userName,socket> 维护所有用户相关的信息，从而能够保证和所有的用户进行通讯。

客户端的动作：  
（1）连接（登录）：发送userName 服务器的对应动作：1)界面显示，2)通知其他用户关于你登录的信息, 3)把其他在线用户的userName通知当前用户 4)开启一个线程专门为当前线程服务

（2）退出（注销）:

（3）发送消息

※※发送通讯内容之后，对方如何知道是干什么，通过消息协议来实现：

客户端向服务器发的消息格式设计：  
命令关键字@\#接收方@\#消息内容@\#发送方  
1)连接：userName ----握手的线程serverSocket专门接收该消息，其它的由服务器新开的与客户进行通讯的socket来接收  
2)退出：exit@\#全部@\#null@\#userName  
3)发送: on @\# JList.getSelectedValue() @\# tfdMsg.getText() @\# tfdUserName.getText()

服务器向客户端发的消息格式设计：  
命令关键字@\#发送方@\#消息内容  
登录：  
1) msg@\#server @\# 用户\[userName\]登录了 (给客户端显示用的)  
2) cmdAdd@\#server @\# userName (给客户端维护在线用户列表用的)  
退出：  
1) msg @\#server @\# 用户\[userName\]退出了 (给客户端显示用的)  
2) cmdRed@\#server @\# userName (给客户端维护在线用户列表用的)

发送:  
msg @\#消息发送者( msgs\[3\] ) @\# 消息内容 (msgs\[2\])

以下附客户端源代码:

package cn.hucu.sina;
    
    import java.awt.BorderLayout;
    import java.awt.Container;
    import java.awt.Dimension;
    import java.awt.FlowLayout;
    import java.awt.event.ActionEvent;
    import java.awt.event.ActionListener;
    import java.awt.event.WindowAdapter;
    import java.awt.event.WindowEvent;
    import java.io.IOException;
    import java.io.PrintWriter;
    import java.net.Socket;
    import java.net.UnknownHostException;
    import java.util.Scanner;
    
    import javax.swing.DefaultListModel;
    import javax.swing.JButton;
    import javax.swing.JDialog;
    import javax.swing.JFrame;
    import javax.swing.JLabel;
    import javax.swing.JList;
    import javax.swing.JMenu;
    import javax.swing.JMenuBar;
    import javax.swing.JMenuItem;
    import javax.swing.JPanel;
    import javax.swing.JScrollPane;
    import javax.swing.JTextArea;
    import javax.swing.JTextField;
    import javax.swing.ListSelectionModel;
    import javax.swing.border.TitledBorder;
    
    public class ClientForm extends JFrame implements ActionListener {
    
    	private static String HOST = "127.0.0.1"; //单例
    	private static int PORT = 9090;
    
    	private JTextField tfdUserName;// 用户标识
    	private DefaultListModel lm; // 在线用户列表
    	private JList list; // 在线用户列表的表现层 JList<String>
    	private JTextField tfdMsg; // 将要发送的消息
    	private JTextArea allMsg = new JTextArea(); // 聊天消息窗口
    	private JButton btnSend = null;
        private JButton btnCon=null;
    	public ClientForm() {
    		setTitle("用户聊天");
    		addJMenuBar();
    		/**
    		 * 上部面板
    		 */
    		JPanel p = new JPanel();
    		p.add(new JLabel("用户标识:"));
    		tfdUserName = new JTextField(10);
    		p.add(tfdUserName);
    		btnCon = new JButton("连接");
    		btnCon.setActionCommand("c");// ///
    		p.add(btnCon);
    		JButton btnExit = new JButton("退出");
    		btnExit.setActionCommand("exit");
    		p.add(btnExit);
    
    		// 中部面板
    		JPanel centerP = new JPanel(new BorderLayout());
    		// 东
    		lm = new DefaultListModel();
    		list = new JList(lm);
    		lm.addElement("全部");
    		list.setSelectedIndex(0); // 默认选中第0项
    		list.setSelectionMode(ListSelectionModel.SINGLE_SELECTION);// 单选模式
    		list.setVisibleRowCount(2);
    		JScrollPane jc = new JScrollPane(list);
    		jc.setBorder(new TitledBorder("在线"));
    		jc.setPreferredSize(new Dimension(70, centerP.getHeight()));
    		centerP.add(jc, BorderLayout.EAST);
    		// 南
    		JPanel sendP = new JPanel();
    		sendP.add(new JLabel("消息:"));
    		tfdMsg = new JTextField(20);
    		sendP.add(tfdMsg);
    		btnSend = new JButton("发送");
    		btnSend.setActionCommand("send");
    		btnSend.setEnabled(false);
    
    		sendP.add(btnSend);
    		centerP.add(sendP, BorderLayout.SOUTH);
    		// 中
    		allMsg.setEditable(false);
    		centerP.add(new JScrollPane(allMsg));
    
    		// 把上部和中部面板 加到框架
    		Container c = getContentPane();
    		c.add(p, BorderLayout.NORTH);
    		c.add(centerP);
    
    		// 事件监听
    		btnCon.addActionListener(this);
    		   btnSend.addActionListener(this);
    		btnExit.addActionListener(this);
    		this.addWindowListener(new WindowAdapter() {
    			@Override
    			public void windowClosing(WindowEvent e) {
    				sendExitMsg();
    			}
    
    		});
    
    		setBounds(300, 300, 400, 300);
    		setVisible(true);
    	}
    
    	@Override
    	public void actionPerformed(ActionEvent e) {
    		if (e.getActionCommand().equals("c")) {
    			System.out.println("连接.....");
    			connecting();  //连接服务器
    			btnCon.setEnabled(false);
    		} else if (e.getActionCommand().equals("send")) {
    			/**
    			 *  on @# JList.getSelectedValue() @# tfdMsg.getText() @# tfdUserName.getText()
    			 */
    			String msg = "on@#" + list.getSelectedValue() + "@#"
    					+ tfdMsg.getText() + "@#" + tfdUserName.getText();
    			pw.println(msg);
    			tfdMsg.setText("");
    		} else if (e.getActionCommand().equals("exit")) {
    			sendExitMsg();
    		}
    		
    	}
    
    	private Socket client;
    	private PrintWriter pw;
    
    	private void connecting() {
    		try {
    			client = new Socket(HOST, PORT);// 握手
    			// 到这里，握手一定成功，就发送用户名给服务器
    			String userName = tfdUserName.getText(); //获取用户名
    			pw = new PrintWriter(client.getOutputStream(), true);
    			pw.println(userName);
    			this.setTitle("用户[" + userName + "]在线...");
    
    			btnSend.setEnabled(true); // 打开"发送"按钮的开关
    			tfdUserName.setEditable(false); // 用户名不能再修改
                
    			// 开启一个线程专门接收服务器发来的消息
    			new ClientThread().start();
    		} catch (UnknownHostException e) {
    			e.printStackTrace();
    		} catch (IOException e) {
    			e.printStackTrace();
    		}	    
    	  }
    
    	/**
    	 * 退出聊天,将退出用户的退出信息发送给其他用户
    	 */
    	private void sendExitMsg() {
    		if (client == null) {// 未连接就退出
    			System.exit(0);
    		}
    		//exit@#全部@#null@#userName
    		String msg = "exit@#全部@#null@#" + tfdUserName.getText();
    		pw.println(msg);
    		System.exit(0);
    	}
    
    	class ClientThread extends Thread {
    
    		@Override
    		public void run() {
    			try {
    				Scanner sc = new Scanner(client.getInputStream());
    				while (sc.hasNextLine()) {
    					String str = sc.nextLine();
    					String msgs[] = str.split("@#"); //正则拆分工具
    					// 简单防黑
    					if (msgs == null || msgs.length != 3) {
    						System.out.println("通讯异常....异常消息为:" + str);
    						return;
    					}
    
    					if ("msg".equals(msgs[0])) {
    						if ("server".equals(msgs[1])) { // 系统消息
    							str = "[系统通知]:" + msgs[2];
    						} else { // 聊天消息
    							str = "[" + msgs[1] + "]说:" + msgs[2];
    						}
    						allMsg.append(str + "\r\n");
    					} else if ("cmdAdd".equals(msgs[0])) {
    						lm.addElement(msgs[2]);
    					} else if ("cmdRed".equals(msgs[0])) {
    						lm.removeElement(msgs[2]);
    					}
    					list.validate();  //这里必须要刷新,否则当前用户在线栏目为空白
    
    				}
    
    			} catch (IOException e) {
    				e.printStackTrace();
    			}
    		}
    	}
    
    	private void addJMenuBar() {
    		JMenuBar menubar = new JMenuBar();
    		JMenu menu = new JMenu("选项");
    		JMenuItem miSet = new JMenuItem("设置");
    		JMenuItem miHelp = new JMenuItem("帮助");
    		miSet.addActionListener(new ActionListener() {
    			/**
    			 * 创建一块面板,用户修改IP,和端口号
    			 */
    			@Override
    			public void actionPerformed(ActionEvent e) {
    				final JDialog setDlg = new JDialog(ClientForm.this); //将新面板依附到主板上
    				setDlg.setBounds(ClientForm.this.getX() + 10,
    						ClientForm.this.getY(), 350, 100);
    				setDlg.setLayout(new FlowLayout());   //JPanel默认布局(流布局)
    
    				final JTextField tfdHost = new JTextField(10);// ip
    				tfdHost.setText(HOST);
    				final JTextField tfdPort = new JTextField(5); // 端口号
    				tfdPort.setText("" + PORT);
    
    				JButton btnSet = new JButton("设置");
    				setDlg.add(new JLabel("服务器:"));
    				setDlg.add(tfdHost);
    				setDlg.add(new JLabel(":"));
    				setDlg.add(tfdPort);
    				setDlg.add(btnSet);
    				btnSet.addActionListener(new ActionListener() {
    
    					@Override
    					public void actionPerformed(ActionEvent e) {
    						ClientForm.HOST = tfdHost.getText();
    						ClientForm.PORT = Integer.parseInt(tfdPort.getText());
    						btnCon.setEnabled(true);
    						setDlg.dispose();// 关闭且销毁当前对话框
    					}
    				});
    				setDlg.setVisible(true);
    			}
    		});
    
    		miHelp.addActionListener(new ActionListener() {
    
    			@Override
    			public void actionPerformed(ActionEvent e) {
    				final JDialog helpDlg = new JDialog(ClientForm.this);
    				helpDlg.setBounds(ClientForm.this.getX(),
    						ClientForm.this.getY(), 300, 100);
    				JLabel str = new JLabel("版权所有@湖南.2017-08-16.QQ:666666");
    				helpDlg.add(str);
    				helpDlg.setVisible(true);
    			}
    		});
    		menu.add(miSet);
    		menu.add(miHelp);
    		menubar.add(menu);
    		this.setJMenuBar(menubar);
    	}
    
    	public static void main(String[] args) {
    		JFrame.setDefaultLookAndFeelDecorated(true);
    		new ClientForm();
    	}
    
    }

以下附服务器端代码:

package cn.hucu.sina;
    
    import java.awt.BorderLayout;
    import java.awt.Dimension;
    import java.awt.Toolkit;
    import java.awt.event.ActionEvent;
    import java.awt.event.ActionListener;
    import java.awt.event.KeyEvent;
    import java.io.IOException;
    import java.io.PrintWriter;
    import java.net.ServerSocket;
    import java.net.Socket;
    import java.util.HashMap;
    import java.util.Iterator;
    import java.util.Scanner;
    
    import javax.swing.DefaultListModel;
    import javax.swing.JFrame;
    import javax.swing.JList;
    import javax.swing.JMenu;
    import javax.swing.JMenuBar;
    import javax.swing.JMenuItem;
    import javax.swing.JOptionPane;
    import javax.swing.JScrollPane;
    import javax.swing.JTextArea;
    import javax.swing.KeyStroke;
    import javax.swing.border.TitledBorder;
    
    public class ServerForm extends JFrame {
    	private JTextArea area; // 在线用户信息的显示窗口
    	private DefaultListModel lm; // //DefaultListModel<String>
    
    	private static final int PORT = 9090; // 服务器的监听端口
    	private HashMap<String, Socket> usersMap = new HashMap<String, Socket>();
    
    	public ServerForm() {
    		this.setTitle("聊天服务器");
    		this.setDefaultCloseOperation(EXIT_ON_CLOSE);  //
    		Toolkit toolkit = Toolkit.getDefaultToolkit();//获取系统屏幕分辨率大小
    		int winWidth = 500;
    		int winHeight = 400;
    		int width = (int) toolkit.getScreenSize().getWidth();
    		int height = (int) toolkit.getScreenSize().getHeight();
    		setBounds(width / 2 - winWidth / 2, height / 2 - winHeight / 2,
    				winWidth, winHeight);  //设置面板位置以及大小
    		/**
    		 * 在线用户登录与退出信息的显示窗口
    		 */
    		area = new JTextArea();
    		area.setEditable(false);
    		getContentPane().add(new JScrollPane(area)); //添加滚动条
    
    		/**
    		 * 在线用户名列表
    		 */
    		lm = new DefaultListModel();
    		JList list = new JList(lm);// /JList<String>这里可以考虑用泛型,不过需要将JDKSE-1.7才可以
    		JScrollPane jc = new JScrollPane(list);
    		jc.setBorder(new TitledBorder("在线"));
    		jc.setPreferredSize(new Dimension(100, this.getHeight()));
    		getContentPane().add(jc, BorderLayout.EAST);
    
    		/**
    		 * 菜单
    		 */
    		JMenuBar bar = new JMenuBar();
    		this.setJMenuBar(bar);
    		JMenu menu = new JMenu("控制(C)");
    		menu.setMnemonic('C'); // Alt+C 菜单的快捷键
    		bar.add(menu);
    		// 菜单项“开启”
    		final JMenuItem miRun = new JMenuItem("开启");
    		miRun.setAccelerator(KeyStroke.getKeyStroke('R', KeyEvent.CTRL_MASK));
    		miRun.setActionCommand("run");
    		menu.add(miRun);
    		menu.addSeparator(); // 加分隔条
    
    		// 菜单项"退出"
    		JMenuItem miExit = new JMenuItem("退出");
    		miExit.setAccelerator(KeyStroke.getKeyStroke('E', KeyEvent.CTRL_MASK));
    		miExit.setActionCommand("exit");
    		menu.add(miExit);
    
    		// 事件监听
    		ActionListener al = new ActionListener() {
    
    			@Override
    			public void actionPerformed(ActionEvent e) {
    				if ("run".equals(e.getActionCommand())) {
    					startServer();
    					miRun.setEnabled(false); // 服务器不能反复开启，因此开启之后就要灭掉
    				}
    				if("exit".equals(e.getActionCommand())){
    					ExitServer(); 
    				}
    			}
    
    			private void ExitServer() {
                   System.exit(0);				
    			}
    
    		};
    		miRun.addActionListener(al);
    		miExit.addActionListener(al);
    		this.setVisible(true);
    	}
    
    	private void startServer() {
    		try {
    			System.out.println("启动服务器...");
    			ServerSocket server = new ServerSocket(PORT);
    			area.append("启动服务:" + server);
    			// 单开一个线程用于握手
    			new ServerThread(server).start();
    		} catch (IOException e) {
    			JOptionPane.showMessageDialog(null, "端口号有误!!"); // 以后错误信息要记录到日志，
    			return;
    		}
    
    	}
    
    	/**
    	 * 专门负责握手的服务线程
    	 */
    	class ServerThread extends Thread {
    		private ServerSocket server;
    
    		public ServerThread(ServerSocket server) {
    			this.server = server;
    		}
    
    		@Override
    		public void run() {
    			while (true) {
    				try {
    					Socket socketClient = server.accept();
    					// 到此，说明有一个新用户上线并握手成功，马上读取他发来用户名
    					Scanner sc = new Scanner(socketClient.getInputStream());
    					if (sc.hasNextLine()) { // 注意，对方只发一个用户(一行)，这里直接用if,而不是while
    						String userName = sc.nextLine();
    						area.append("\r\n用户:[" + userName + "]登录了:"
    								+ socketClient);
    						lm.addElement(userName);
    
    						new ClientThread(socketClient).start();
    						// 通知所有已经在线的用户，有新人登录了
    						msgAll(userName);
    						// 通知当前新登录的用户，其他已经在线用户的名字
    						msgSelf(socketClient);
    						usersMap.put(userName, socketClient); //加入新用户
    					}
    
    				} catch (IOException e) {
    					JOptionPane.showMessageDialog(null, "接受用户信息失败!");
    					return;
    				}
    			}
    		}
    
    		/**
    		 * 专用于负责和某一个用户通讯的线程
    		 */
    		class ClientThread extends Thread {
    			private Socket socketClient = null;
    
    			public ClientThread(Socket socketClient) {
    				this.socketClient = socketClient;
    			}
    
    			@Override
    			public void run() {
    
    				try {
    					Scanner sc = new Scanner(socketClient.getInputStream());
    					while (sc.hasNextLine()) {
    						String msg = sc.nextLine();
    						// 按理这里应该防黑
    						String msgs[] = msg.split("@#");
    						if ("on".equals(msgs[0])) { // 有聊天消息
    							sendMsgToSb(msgs);
    						} else if ("exit".equals(msgs[0])) { // 有用户退出
    							// 更新服务器自己的界面和用户池
    							usersMap.remove(msgs[3]);
    							lm.removeElement(msgs[3]);
    							area.append("\r\n用户[" + msgs[3] + "]退出了");
    							// 通知其他在线用户
    							sendExitMsgToAll(msgs);
    						}
    					}
    					
    				} catch (IOException e) {
    					e.printStackTrace();
    				}
    			}
    		}
    	}
    
    	// 通知当前新登录的用户，其他已经在线用户的名字
    	private void msgSelf(Socket socketClient) {
    		try {
    			PrintWriter pw = new PrintWriter(socketClient.getOutputStream(),
    					true);
    			Iterator<String> it = usersMap.keySet().iterator();
    			while (it.hasNext()) {
    				String msg = "cmdAdd@#server@#" + it.next();
    				pw.println(msg);
    			}
    			
    		} catch (IOException e) {
    			e.printStackTrace();
    		}
    
    	}
    
    	// 通知所有已经在线的用户，有新人登录了
    	private void msgAll(String userName) {
    		Iterator<Socket> it = usersMap.values().iterator();
    		while (it.hasNext()) {
    			Socket s = it.next();
    			try {
    				PrintWriter pw = new PrintWriter(s.getOutputStream(), true);
    				String msg = "msg@#server@# 用户[" + userName + "]登录了";// 给客户端显示用的
    				pw.println(msg);
    				msg = "cmdAdd@#server@#" + userName; // 给客户端维护在线用户列表用的
    				pw.println(msg);
    			} catch (IOException e) {
    				e.printStackTrace();
    			}
    		}
    	}
    
    	// 通知所有在线的用户，有新人退出了
    	private void sendExitMsgToAll(String[] msgs) throws IOException {
    		Iterator<Socket> it = usersMap.values().iterator();
    		while (it.hasNext()) {
    			Socket s = it.next();
    			PrintWriter pw = new PrintWriter(s.getOutputStream(), true);
    			String msg = "msg@#server@# 用户[" + msgs[3] + "]退出了";// 给客户端显示用的
    			pw.println(msg);
    			msg = "cmdRed@#server@#" + msgs[3]; // 给客户端维护在线用户列表用的
    			pw.println(msg);
    		}
    
    	}
    
    	// 发聊天消息给某人
    	private void sendMsgToSb(String[] msgs) throws IOException {
    		if ("全部".equals(msgs[1])) {// 群聊
    			Iterator<String> userNames = usersMap.keySet().iterator();
    			while (userNames.hasNext()) {
    				String userName = userNames.next();
    				// if(!userName.equals(msg[3])){//在聊天板上不显示自己说的话
    				Socket s = usersMap.get(userName);
    				PrintWriter pw = new PrintWriter(s.getOutputStream(), true);
    				String str = "msg@#" + msgs[3] + "@#" + msgs[2];
    				pw.println(str);
    				// }
    			}
    		} else { // 私聊
    					// 发给接收方
    			Socket s = usersMap.get(msgs[1]);
    			PrintWriter pw = new PrintWriter(s.getOutputStream(), true);
    			String str = "msg@#" + msgs[3] + "@#" + msgs[2];
    			pw.println(str);
    
    			// 发给发送方
    			Socket s2 = usersMap.get(msgs[3]);
    			PrintWriter pw2 = new PrintWriter(s2.getOutputStream(), true);
    			String str2 = "msg@#" + msgs[3] + "@#" + msgs[2];
    			pw2.println(str2);
    
    		}
    
    	}
    
    	public static void main(String[] args) {
    		JFrame.setDefaultLookAndFeelDecorated(true);
    		new ServerForm();
    	}
    }

结果如下:

![Center][]

这里还是存在许多小Bug,毕竟需求多变......希望各位大神指出不足之处!

[Center]: https://img-blog.csdn.net/20170817212942801?watermark/2/text/aHR0cDovL2Jsb2cuY3Nkbi5uZXQvU0hZTE9HTw==/font/5a6L5L2T/fontsize/400/fill/I0JBQkFCMA==/dissolve/70/gravity/Center