java高级应用编程-实验6：java网络编程API

一、实验内容：

(1) 编写一个网络聊天程序，要求服务端和客户端都能够显示聊天过程（类似QQ或微信，能够显示发送者和接收时间）。（基础）

(2) 服务端和客户端都能够显示历史消息，每条消息要有发送者和时间戳。

 

二、步骤:

1. 编写服务端代码（Server.java）

1. 创建Server类，并在main方法中初始化ServerSocket以监听客户端连接。
2. 当客户端连接时，获取输入输出流并创建一个新线程用于接收客户端发送的消息。
3. 在主线程中获取控制台输入，并将输入发送给客户端。

2. 编写客户端代码（Client.java）

1. 创建Client类，并在main方法中创建Socket并连接到服务端。
2. 获取输入输出流并创建一个新线程用于接收服务端发送的消息。
3. 在主线程中获取控制台输入，并将输入发送给服务端。

3. 显示历史消息

1. 在服务端和客户端代码中，使用循环遍历chatHistory列表，并打印出历史消息。

 

三、代码：

服务端：

import java.io.*;
import java.net.*;
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Date;
import java.util.List;

public class Server {
    private static int port = 12345;
    private static List<String> chatHistory = new ArrayList<>();

    public static void main(String[] args) {
        try {
            ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(port);
            System.out.println("Server is running on port " + port);

            while (true) {
                Socket clientSocket = serverSocket.accept();
                System.out.println("New client connected");

                InputStreamReader inputStreamReader = new InputStreamReader(clientSocket.getInputStream());
                BufferedReader reader = new BufferedReader(inputStreamReader);
                PrintWriter writer = new PrintWriter(clientSocket.getOutputStream(), true);

                // 创建一个新线程用于接收客户端发送的消息
                new Thread(() -> {
                    try {
                        while (true) {
                            String message = reader.readLine();
                            if (message != null) {
                                String formattedMessage = "[" + getFormattedTime() + "] Client: " + message;
                                System.out.println(formattedMessage);
                                chatHistory.add(formattedMessage); // 记录聊天历史
                                writer.println("Message received: " + message);
                            }
                        }
                    } catch (IOException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }).start();

                // 在主线程中获取控制台输入，并将输入发送给客户端
                BufferedReader consoleReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
                String consoleInput;
                while ((consoleInput = consoleReader.readLine()) != null) {
                    writer.println(consoleInput);
                    String formattedMessage = "[" + getFormattedTime() + "] Server: " + consoleInput;
                    System.out.println(formattedMessage);
                    chatHistory.add(formattedMessage); // 记录聊天历史
                }
            }

        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    private static String getFormattedTime() {
        SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
        return sdf.format(new Date());
    }
}

客户端：

import java.io.*;
import java.net.*;
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;

public class Client {
    private static String serverAddress = "127.0.0.1";
    private static int serverPort = 12345;

    public static void main(String[] args) {
        try {
            Socket socket = new Socket(serverAddress, serverPort);
            System.out.println("Connected to server");

            BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
            PrintWriter writer = new PrintWriter(socket.getOutputStream(), true);

            // 创建一个新线程用于接收服务端发送的消息
            new Thread(() -> {
                try {
                    while (true) {
                        String message = reader.readLine();
                        if (message != null) {
                            System.out.println(message);
                        }
                    }
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }).start();

            // 在主线程中获取控制台输入，并将输入发送给服务端
            BufferedReader consoleReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
            String consoleInput;
            while ((consoleInput = consoleReader.readLine()) != null) {
                writer.println(consoleInput);
            }

        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

 

四、程序测试:

 

1. 分别运行Server和Client程序。
2. 在Client程序中输入消息，可以在Server程序的控制台中看到接收到的消息，并且在Client程序的控制台也能看到消息。
3. 在Server程序中输入消息，可以在Client程序的控制台中看到接收到的消息，并且在Server程序的控制台也能看到消息。
4. 结束程序运行时，在Server和Client程序的控制台中都会显示完整的聊天历史记录，包括发送者和时间戳信息。

以上程序实现了一个简单的网络聊天程序，能够显示聊天过程和历史消息，可以作为基础版本进行进一步扩展和优化。

 

五、遇到的问题和解决办法

1. 问题：多个客户端同时连接的情况下，如何确保每个客户端都能正常收发消息？

• 解决办法：为每个客户端连接创建一个新线程，用于不断接收消息。这样可以确保每个客户端都可以实时收取并发送消息。

1. 问题：是否需要处理多线程下的并发操作？

• 解决办法：在本实验中，未对多个线程同时访问chatHistory进行并发控制。在实际开发中，要考虑使用线程安全的集合或加锁来确保多个线程对chatHistory的操作不会出现并发问题。

1. 问题：如何在控制台中优雅地显示聊天记录和历史消息？

• 解决办法：在控制台中使用特定的格式显示聊天记录和历史消息，以便于用户阅读。

六、实验心得

1. 多线程编程的重要性： 在网络聊天程序中，多线程的使用非常重要，因为需要同时进行接收和发送消息的操作。了解多线程编程可以帮助更好地处理并发消息操作。

2. 网络编程的挑战： 网络编程中需要处理各种不可预测的情况，如连接中断、消息丢失等。编写网络应用程序需要更多的健壮性和容错性。

3. 历史消息的管理： 在聊天程序中，管理历史消息是一项重要任务。对于大型应用程序，可以考虑使用数据库来管理历史消息，以便于进行持久化和查询。

4. 用户界面的重要性： 在实际应用中，控制台界面并不适用于网络聊天程序。考虑使用图形用户界面（GUI）或移动应用来改善用户体验。