Java網絡編程 - 基於UDP協議 實現簡單的聊天室程序

最近比較閒，一直在抽空回顧一些Java方面的技術應用。

今天沒什麼事做，基於UDP協議，寫了一個非常簡單的聊天室程序。

現在的工作，很少用到socket，也算是對Java網絡編程方面的一個簡單回憶。

先看一下效果：

實現的效果可以說是非常非常簡單，但還是可以簡單的看到一個實現原理。

“聊天室001”的用戶，小紅和小綠相互聊了兩句，“聊天室002”的小黑無人理會，在一旁寂寞着。

看一下代碼實現：

1、首先是消息服務器的實現，功能很簡單：

• 將客戶端的信息（進入了哪一個聊天室等）進行登記；
  
• 構造UDP協議套接字對象，接受各個客戶端發送的消息；
• 解析消息內容，將聊天信息推送回對應聊天室的各個客戶端；

package com.tsr.simplechat.receive_server;

import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.SocketException;
import java.util.ArrayList;
import java.util.HashMap;

import com.google.gson.Gson;
import com.tsr.simplechat.bean.MessageEntity;
import com.tsr.simplechat.client.ChatClient;

//聊天服務器
public class ChatServer extends Thread {
	// 程序佔用端口號
	private static final int PORT = 10000;
	// 消息接受套接字對象
	private static DatagramSocket server = null;
	// 字典對象(Key：聊天室ID，Value：該聊天室下的客戶端用戶集合);
	private static HashMap<String, ArrayList<ChatClient>> groups = new HashMap<String, ArrayList<ChatClient>>();

	// 構造器
	public ChatServer() {
		try {
			// 消息接受套接字對象的構造初始化
			server = new DatagramSocket(PORT);
		} catch (SocketException e) {
			e.printStackTrace();
		}
	}

	// 註冊聊天室新登錄用戶
	public static void logInGroup(String groupID, ChatClient client) {
		// 通過聊天室ID，獲取該聊天室的所有在線用戶
		ArrayList<ChatClient> clients = groups.get(groupID);
		if (clients == null) {
			clients = new ArrayList<ChatClient>();
		}
		// 將此次進入聊天室的用戶登記
		clients.add(client);
		// 更新聊天室信息
		groups.put(groupID, clients);
	}

	// 循環接收消息
	@Override
	public void run() {
		while (true) {
			receiveMessage();
		}
	}

	private void receiveMessage() {
		// UDP數據包
		byte[] buf = new byte[1024];
		DatagramPacket packet = new DatagramPacket(buf, buf.length);
		while (true) {
			try {
				// 接受數據包
				server.receive(packet);
			} catch (IOException e) {
				// TODO Auto-generated catch block
				e.printStackTrace();
			}

			// 解析數據包，獲取聊天信息
			String content = new String(packet.getData(), 0, packet.getLength());

			// 通過第三方包解析json數據
			Gson gson = new Gson();
			MessageEntity me = gson.fromJson(content, MessageEntity.class);

			// 解析消息內容，通過聊天室ID，獲取該聊天室的所有在線用戶
			ArrayList<ChatClient> clients = groups.get(me.getGroupId());

			// 將接收到的消息推送回該聊天室的各個用戶
			for (ChatClient client : clients) {
				client.pushBackMessage(me);
			}
		}
	}
}

2、客戶端程序，依然很簡單：

• 簡單的定義客戶端聊天室界面。
• 構造消息發送套接字對象。
• 獲取聊天信息框的內容，發送到服務器。

package com.tsr.simplechat.client;

import java.awt.Button;
import java.awt.Event;
import java.awt.Frame;
import java.awt.TextArea;
import java.awt.TextField;
import java.awt.event.WindowAdapter;
import java.awt.event.WindowEvent;
import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetAddress;
import java.net.SocketException;
import java.net.UnknownHostException;
import com.tsr.simplechat.bean.MessageEntity;
import com.tsr.simplechat.receive_server.ChatServer;

//客戶端程序
public class ChatClient extends Frame {
	private static final long serialVersionUID = 1L;
	// 聊天室ID
	private String groupID;
	// 客戶端用戶名
	private String clientName;
	// 客戶端消息發送服務套接字
	private DatagramSocket msg_send;
	// 服務端口
	private final int PORT = 10000;
	// 服務器IP地址
	private InetAddress ip;

	// 客戶端控件
	TextField tf = new TextField(20);
	TextArea ta = new TextArea();
	Button send = new Button("send");

	// 客戶端構造器
	public ChatClient(String groupID, String clientName) {

		super("聊天室:" + groupID + "/" + clientName);
		this.clientName = clientName;
		this.groupID = groupID;
		// 設置客戶端界面樣式
		add("North", tf);
		add("Center", ta);
		add("South", send);
		setSize(250, 250);
		show();
		// 聊天相關服務器初始化
		init();

		// 監視器
		addWindowListener(new WindowAdapter() {
			public void windowClosing(WindowEvent e) {
				// 關閉消息發送服務
				msg_send.close();
				// 關閉客戶端程序
				dispose();
				System.exit(0);
			}
		});

	}

	// 聊天相關服務器初始化
	private void init() {
		// 註冊當前用戶及所在聊天室信息註冊到服務器
		ChatServer.logInGroup(groupID, this);
		try {
			// 初始化消息發送套接字對象
			msg_send = new DatagramSocket();
			// 指定消息服務器
			try {
				ip = InetAddress.getByName("127.0.0.1");
			} catch (UnknownHostException e) {
				System.out.println("未知的主機異常..");
			}
		} catch (SocketException e) {
			System.out.println("套接字連接異常..");
		}
	}

	// 消息發送按鈕時間監聽
	public boolean action(Event evt, Object arg) {
		if (evt.target.equals(send)) {
			try {
				// 獲取輸入內容
				String content = tf.getText();
				// 發送消息
				send_message(content);
				// 清空聊天框
				tf.setText(null);
			} catch (Exception ioe) {
				System.out.print(ioe.getMessage());
			}
		}
		return true;
	}

	// 消息發送
	private void send_message(String content) {
		// 消息格式化(json格式)
		String message = messageFormat(content);
		// 將消息封裝成UDP數據包
		byte[] buf = message.getBytes();
		DatagramPacket packet = new DatagramPacket(buf, buf.length, ip, PORT);

		try {
			// 通過UDP協議發送消息
			msg_send.send(packet);
		} catch (IOException e) {
			System.out.println("IO異常..");
		}
	}

	// 消息格式化
	private String messageFormat(String content) {
		StringBuffer buffer = new StringBuffer();
		buffer.append("{\"groupId\":").append("\"").append(groupID).append(
				"\",");
		buffer.append("\"userName\":\"").append(clientName).append("\",");
		buffer.append("\"text\":\"").append(content).append("\"}");

		return buffer.toString();

	}

	// 從服務器獲取當前聊天室最新消息(回調..)
	public void pushBackMessage(MessageEntity me) {
		ta.append(me.getUserName() + ":" + me.getText());
		ta.append("\n");

	}
}

3、消息實體類
主要就是用於將消息封裝成對象，包含：聊天室ID、消息發送者暱稱，消息內容。使用json格式解析。

package com.tsr.simplechat.bean;

//消息實體
public class MessageEntity {
	private String groupId;
	private String userName;
	private String text;

	public String getGroupId() {
		return groupId;
	}

	public void setGroupId(String groupId) {
		this.groupId = groupId;
	}

	public String getUserName() {
		return userName;
	}

	public void setUserName(String userName) {
		this.userName = userName;
	}

	public String getText() {
		return text;
	}

	public void setText(String text) {
		this.text = text;
	}

}

4、OK，到了這裏就基本搞定了，建立一個測試類。

• 開啓消息服務器。
• 開啓三個客戶端，其中兩個進入“聊天室001”，另一個進入“聊天室002”。
  

import com.tsr.simplechat.client.ChatClient;
import com.tsr.simplechat.receive_server.ChatServer;

public class Test {
	public static void main(String[] args) {
		ChatServer r = new ChatServer();
		r.start();
		
		ChatClient c1 = new ChatClient("001", "小紅");
		ChatClient c2 = new ChatClient("001", "小綠");
		ChatClient c3 = new ChatClient("002", "小黑");
	}
}