Java网络编程 - 基于UDP协议 实现简单的聊天室程序

最近比较闲，一直在抽空回顾一些Java方面的技术应用。

今天没什么事做，基于UDP协议，写了一个非常简单的聊天室程序。

现在的工作，很少用到socket，也算是对Java网络编程方面的一个简单回忆。

先看一下效果：

实现的效果可以说是非常非常简单，但还是可以简单的看到一个实现原理。

“聊天室001”的用户，小红和小绿相互聊了两句，“聊天室002”的小黑无人理会，在一旁寂寞着。

看一下代码实现：

1、首先是消息服务器的实现，功能很简单：

• 将客户端的信息（进入了哪一个聊天室等）进行登记；
  
• 构造UDP协议套接字对象，接受各个客户端发送的消息；
• 解析消息内容，将聊天信息推送回对应聊天室的各个客户端；

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;

//聊天服务器
public class ChatServer extends Thread {
	// 程序占用端口号
	private static final int PORT = 10000;
	// 消息接受套接字对象
	private static DatagramSocket server = null;
	// 字典对象(Key：聊天室ID，Value：该聊天室下的客户端用户集合);
	private static HashMap<String, ArrayList<ChatClient>> groups = new HashMap<String, ArrayList<ChatClient>>();

	// 构造器
	public ChatServer() {
		try {
			// 消息接受套接字对象的构造初始化
			server = new DatagramSocket(PORT);
		} catch (SocketException e) {
			e.printStackTrace();
		}
	}

	// 注册聊天室新登录用户
	public static void logInGroup(String groupID, ChatClient client) {
		// 通过聊天室ID，获取该聊天室的所有在线用户
		ArrayList<ChatClient> clients = groups.get(groupID);
		if (clients == null) {
			clients = new ArrayList<ChatClient>();
		}
		// 将此次进入聊天室的用户登记
		clients.add(client);
		// 更新聊天室信息
		groups.put(groupID, clients);
	}

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

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

			// 解析数据包，获取聊天信息
			String content = new String(packet.getData(), 0, packet.getLength());

			// 通过第三方包解析json数据
			Gson gson = new Gson();
			MessageEntity me = gson.fromJson(content, MessageEntity.class);

			// 解析消息内容，通过聊天室ID，获取该聊天室的所有在线用户
			ArrayList<ChatClient> clients = groups.get(me.getGroupId());

			// 将接收到的消息推送回该聊天室的各个用户
			for (ChatClient client : clients) {
				client.pushBackMessage(me);
			}
		}
	}
}

2、客户端程序，依然很简单：

• 简单的定义客户端聊天室界面。
• 构造消息发送套接字对象。
• 获取聊天信息框的内容，发送到服务器。

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;

//客户端程序
public class ChatClient extends Frame {
	private static final long serialVersionUID = 1L;
	// 聊天室ID
	private String groupID;
	// 客户端用户名
	private String clientName;
	// 客户端消息发送服务套接字
	private DatagramSocket msg_send;
	// 服务端口
	private final int PORT = 10000;
	// 服务器IP地址
	private InetAddress ip;

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

	// 客户端构造器
	public ChatClient(String groupID, String clientName) {

		super("聊天室:" + groupID + "/" + clientName);
		this.clientName = clientName;
		this.groupID = groupID;
		// 设置客户端界面样式
		add("North", tf);
		add("Center", ta);
		add("South", send);
		setSize(250, 250);
		show();
		// 聊天相关服务器初始化
		init();

		// 监视器
		addWindowListener(new WindowAdapter() {
			public void windowClosing(WindowEvent e) {
				// 关闭消息发送服务
				msg_send.close();
				// 关闭客户端程序
				dispose();
				System.exit(0);
			}
		});

	}

	// 聊天相关服务器初始化
	private void init() {
		// 注册当前用户及所在聊天室信息注册到服务器
		ChatServer.logInGroup(groupID, this);
		try {
			// 初始化消息发送套接字对象
			msg_send = new DatagramSocket();
			// 指定消息服务器
			try {
				ip = InetAddress.getByName("127.0.0.1");
			} catch (UnknownHostException e) {
				System.out.println("未知的主机异常..");
			}
		} catch (SocketException e) {
			System.out.println("套接字连接异常..");
		}
	}

	// 消息发送按钮时间监听
	public boolean action(Event evt, Object arg) {
		if (evt.target.equals(send)) {
			try {
				// 获取输入内容
				String content = tf.getText();
				// 发送消息
				send_message(content);
				// 清空聊天框
				tf.setText(null);
			} catch (Exception ioe) {
				System.out.print(ioe.getMessage());
			}
		}
		return true;
	}

	// 消息发送
	private void send_message(String content) {
		// 消息格式化(json格式)
		String message = messageFormat(content);
		// 将消息封装成UDP数据包
		byte[] buf = message.getBytes();
		DatagramPacket packet = new DatagramPacket(buf, buf.length, ip, PORT);

		try {
			// 通过UDP协议发送消息
			msg_send.send(packet);
		} catch (IOException e) {
			System.out.println("IO异常..");
		}
	}

	// 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();

	}

	// 从服务器获取当前聊天室最新消息(回调..)
	public void pushBackMessage(MessageEntity me) {
		ta.append(me.getUserName() + ":" + me.getText());
		ta.append("\n");

	}
}

3、消息实体类
主要就是用于将消息封装成对象，包含：聊天室ID、消息发送者昵称，消息内容。使用json格式解析。

package com.tsr.simplechat.bean;

//消息实体
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，到了这里就基本搞定了，建立一个测试类。

• 开启消息服务器。
• 开启三个客户端，其中两个进入“聊天室001”，另一个进入“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", "小红");
		ChatClient c2 = new ChatClient("001", "小绿");
		ChatClient c3 = new ChatClient("002", "小黑");
	}
}