socket(java) 搭建一个多人在线聊天室

说明

今年由于疫情原因只能在家里学习，今年学校有一门很重要的课程《面向对象》，学习了java中的编程思想、多线程、JML、UML等等东西，为了检验自己学习得好不好，再加上听说 java 很适合 socket 编程，并且阿里云的服务器一年才九十多块钱，我就决定（~~其实以上都不是主要原因，主要原因就是考完试在家闲的发慌~~）决定搭建一个多人在线聊天室，并且从中也可以学习 Swing、socket 等等。

后面代码中所有GUI界面布局的内容，参见我之前的一篇博客 Swing的简要学习记录。

本次实现的聊天室功能比较简单，主要实现的功能如下：

带有优美的 GUI界面（才怪）；
在服务器允许的压力下支持多人实时聊天；
支持账户登录功能（不支持注册功能，也就是服务器端预先设好了账号）

以下是或许下一次要改进的内容：

实现注册功能；
实现单人聊天；
实现好友功能

Socket及java编程方法

socket（套接字）是计算机之间进行通信的一种约定。如果学过操作系统应该会知道，进程之间的通信（IPC）包括管道、FIFO、共享内存、信号量机制等等，这里socket就是一种可用于不同计算机的进程之间的通信机制，用来解决网络通信问题。

socket的通信基于TCP/IP协议，用（ip地址，协议，端口号）唯一标识某一个主机中的某一个进程，socket通信的数据传输方式包括两种：SOCK_STREAM（流套接字，基于TCP协议，特点是不易出错）和SOCK_DGRAM（数据报套接字，基于UDP协议，特点是速度快）。java中的socket编程应该主要是基于TCP协议的。TCP连接时有什么三次握手建立连接（connect）、四次握手断开连接（close），这些说实话具体过程我都不了解。

我只知道 java 中应该怎么写（注意里面的Macro是我自己定义的一个类，可以忽略）：

服务器端：

// 建立socket服务
ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(Macro.port);
// 这句话的意思是，一直等待客户端连接，一旦连接成功就返回一个socket
Socket socket = serverSocket.accept();

主要的socket连接建立其实就这两个，一般实现时会每当有客户端连接时，新建一个线程去处理。

客户端：

// 建立一个与serverIP服务器，port端口的socket连接
try {
    socket = new Socket(Macro.serverIp, Macro.port);
} catch (Exception e) {
    e.printStackTrace();
}

就这样服务器和客户端的socket连接就如此方便地建立好了！

常用文件流：

BufferedReader bufferedReader = null;	// 这个是socket中的输入流
PrintWriter printWriter = null;			// 这个是socket中的输出流
try {
	bufferedReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
	printWriter = new PrintWriter(new OutputStreamWriter(socket.getOutputStream()));
} catch (Exception e) {
	e.printStackTrace();
}

这些文件流跟本地的标准输入输出以及文件操作其实差不多，就是写入读出这些操作。

然后就可以服务器和客户端就可以通过这两个流进行通信了。

功能结构

共享类

这是服务器和客户端共享的类，这些类不管在打包服务器的jar或者客户端的jar时都应该包括在内，这些类包括Macro和Message，前者定义了一些通信中encode和decode的规则，以及服务器ip、端口号等等，后者用于双方发送消息的载体。

Macro类：定义通信规则（包括对LOGIN请求的加密和解密、LOGOUT请求的加密和解密、MESSAGE的加密和解密、登录是否成功信号的定义）、服务器相关信息、一些信号的宏定义等等；
Message类：定义了用户发送的一个message需要包含的信息，有：发送者、发送时间、发送内容。

服务器端

服务器端处理用户登录登出请求、维护当前登录状态、维护用户账号密码信息、处理message发送请求，并且要支持多用户服务，主要包含的类如下：

server类：一直运行，初始加载Info类和MessageSend类，并且一直调用serverSocket.accept()进行socket连接监听，一但有socket连接成功，新建一个serverThread线程进行socket通信。
serverThread类：这个类与Info类和MessageSend类有关联关系，用于与socket通信。这个类需要一直读入用户请求，并且支持三种请求：
- LOGIN请求：通过Info类判断该用户是否合法，密码是否正确，如果正确就在MessageSend中设定该用户在线，并且通过socket返回登录成功信号；
- LOGOUT请求：直接在MessageSend中设定该用户注销（不在线）；
- MESSAGE请求：MessageSend中调用函数，给所有在线用户发送该message。
Info类：记录用户账号密码信息，提供账号密码是否正确的服务。
MessageSend类：记录在线用户（username）以及与他们socket通信中的PrintWriter，实现发送Message的功能。

客户端

客户端用于用户登录以及聊天，主要实现了两个GUI界面（登录界面和聊天界面），包括的类如下：

Client类：调用登录界面。
Login类：实现登录界面的JFrame，与服务器建立连接，每当进行登录操作时向服务器发送登录请求，然后读取登录是否成功的信息，如果成功调用Dialog类运行并且向之传送socket信息，然后销毁自己。
Dialog类：实现聊天界面的JFrame，通过socket与服务器通信，每当进行发送操作时，打包输入框中的文字为Message，然后发送给服务器。并且一直读入服务器传来的数据，进行decode然后显示在聊天框中。还要对窗体的关闭键进行监听，关闭窗体时向服务器发送LOGOUT请求，并且关闭当前的socket，然后销毁自己。