聊天室系统的Java实现

功能

• 多客户端模式下，实现客户与客户的并行通信，要求信息通过服务器中转
• 端到端文件传输

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系统设计

设计思想

将服务器端作为客户端与客户端之间通信的桥梁，每个客户需要向服务器端发送信息，说明自己想要通信的对象，再由服务器端进行转发。

整体设计

服务器端MultiTalkServer下有线程ServerThread，客户端TalkClient下有线程ClientThread。MultiTalkServer负责监听并对新的客户产生新线程ServerThread来转发消息，TalkClient负责发送消息并产生新线程ClientThread来接受消息。

局部设计

• MultiTalkServer：在指定端口循环监听，当有客户端接入时，生成一个新线程来处理，并统计累计接入的客户端数。
• ServerThread：含有静态成员哈希表table，用来存储IP和对应的socket套接字，构造函数中会将该线程对应的IP和socket存入table中。sendDocument函数专门用来处理文件传输。对于收到的消息，先判断IP是否正确，然后判断对方是否在线，之后判断传输是否为文件，若传输消息，则从table中获取对方的socket并发送，继续接受消息。
• TalkClient：splitMessage负责接受并拆分输入，确保消息中包含IP和信息。sendDocument负责传递文件。当发送的消息是“quit”时，表示结束当前通信。
• ClientThread：receiveDocument负责接收文件。当收到“quit”命令时结束线程。

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系统实现

• 客户与服务器之间的通信通过socket套接字实现

socket = serverSocket.accept();

• 并行通信通过多线程来实现，一个线程负责发送，一个线程负责接收
• 消息传输主要通过BufferedReader、PrintWriter等实现

BufferedReader sin=new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
PrintWriter os=new PrintWriter(socket.getOutputStream());

• 文件传输通过File和DataOutputStream、DataInputStream等实现

DataInputStream dis = new DataInputStream(new BufferedInputStream(new FileInputStream(fileRead)));
DataOutputStream dos = new DataOutputStream(socket.getOutputStream());

• 对IP的判断、拆分信息等通过正则表达式实现

String re = "[0-9]{1,3}+\\.+[0-9]{1,3}+\\.+[0-9]{1,3}+\\.+[0-9]{1,3}", IP;
boolean match = false;
Pattern pattern = Pattern.compile(re);
lineArr = is.readLine().split(" ");
Matcher matcher = pattern.matcher(lineArr[0]);
match = matcher.matches();

• 接受到文件后，先判断是否存在以对方IP命名的文件夹，若不存在则创建；然后判断是否存在重名文件，若存在则在文件名后增加序号。

if(filename.indexOf(".") >= 0) {
            lineArr[0] = filename.substring(0, filename.lastIndexOf("."));
            lineArr[1] = filename.substring(1 + filename.lastIndexOf("."));
            for(int i = 1; outputFile.exists(); i++) {
                name = lineArr[0] + "(" + i + ")." + lineArr[1];
                outputFile = new File(name);
            }
        }else {
            for(int i = 1; outputFile.exists(); i++) {
                line = name + "(" + i + ")";
                outputFile = new File(line);
            }
            if(line != null) {
                name = line;
            }
        }

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Java代码

服务器端 MultiTalkServer

import java.io.*;
import java.net.*;

public class MultiTalkServer{
   
   
    static int clientnum=0; //静态成员变量，记录当前客户的个数

    public static void main(String args[]) throws IOException {
        ServerSocket serverSocket=null;
        Socket socket = null;
        boolean listening=true;
        try{
            serverSocket=new ServerSocket(6666);            
        }catch(IOException e) {
            System.out.println("Could not listen on port:6666.");
            //出错，打印出错信息
            System.exit(-1); //退出
        }
        while(listening){
          //监听到客户请求，根据得到的Socket对象和客户计数创建服务线程，并启动之
            socket = serverSocket.accept();
            System.out.println(socket.getInetAddress() + " is connected!");
            new ServerThread(socket ,clientnum).start();
            clientnum++; //增加客户计数
        }
        serverSocket.close(); //关闭ServerSocket
    }
}

服务器端线程 ServerThread

import java.io.*;
import java.net.*;
import java.util.Hashtable;
import java.util.regex.Matcher;
import java.util.regex.Pattern;

public class ServerThread extends Thread{
    Socket socket = null, targetS = null; //保存与本线程相关的Socket对象
    int clientnum; //保存本进程的客户计数
    volatile static Hashtable<String, Socket> table =