Socket编程 ------ 模拟QQ聊天工具
模拟QQ聊天
一、要求
1、一个服务器可以与多个用户同时通讯
2、用户可以通过服务器与用户之间通讯
3、用户可以选择和所有人发消息，也可以选择和某个用户单独发消息
4、服务器要显示当前所有在线人员
5、用户要显示当前在线的人员
6、当有新用户登录时或在线用户退出时，服务器要向所有其他在线用户发送提示信息，并且服务器也要显示相应的提示信息
7、不能有相同的用户名同时登陆
8、不能发送空消息
9、客户端可以设置连接的服务器IP和端口
二、了解B/S模式的底层socket通讯原理
QQ聊天可以利用协议方式发送消息。所以先要了解浏览器和服务器直接的协议，从而仿照。
浏览器的请求
GET / HTTP/1.1
Accept: text/html, application/xhtml+xml, */*
Accept-Language: zh-CN
User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 6.1; WOW64; Trident/7.0; rv:11.0) like Gecko
Accept-Encoding: gzip, deflate
Host: 192.168.31.169:9090
DNT: 1
Connection: Keep-Alive
请求行，包含： 请求方式(GET或POST) 空格 请求的资源路径 空格 http的协议版本
接下来是请求消息头(...)
空行
请求体(包括浏览器向服务器提交的表单数据等)
HTTP/1.1 200 OK
Date: Fri, 11 Sep 2015 12:33:43 GMT
Server: Apache-Coyote/1.1
Content-Type: text/html;charset=UTF-8
Set-Cookie: JSESSIONID=409C8CF8220AD78D26D47B15DCEADCD3; Path=/; HttpOnly
Vary: Accept-Encoding
Connection: close
Transfer-Encoding: chunked
Content-Language: zh-CN
应答行，包含：http协议版本 空格 应答状态码 空格 应答状态码信息码描述
应答消息头(...)
空行
应答体(页面内容)
三、QQ聊天协议
在服务器端 用一个HashMap
客户端的动作：
（1）连接（登录）：发送userName 服务器的对应动作：1)界面显示，2)通知其他用户关于你登录的信息, 3)把其他在线用户的userName通知当前用户 4)开启一个线程专门为当前线程
服务
（2）退出（注销）:
（3）发送消息
※※发送通讯内容之后，对方如何知道是干什么，通过消息协议来实现：
客户端向服务器发的消息格式设计：
命令关键字@#接收方@#消息内容@#发送方
连接：userName ----握手的线程serverSocket专门接收该消息，其它的由服务器新开的与客户进行通讯的socket来接收
退出：exit@#全部@#null@#userName
发送: on @# JList.getSelectedValue() @# tfdMsg.getText() @# tfdUserName.getText()
服务器向客户端发的消息格式设计：
命令关键字@#发送方@#消息内容
登录：
1) msg @#server @# 用户[userName]登录了 (给客户端显示用的)
2) cmdAdd@#server @# userName (给客户端维护在线用户列表用的)
退出：
1) msg @#server @# 用户[userName]退出了 (给客户端显示用的)
2) cmdRed@#server @# userName (给客户端维护在线用户列表用的)
发送:
msg @#消息发送者( msgs[3] ) @# 消息内容 (msgs[2])
四、注解和实现代码
ClientForm.java类
package com.sina.chat;
import java.awt.BorderLayout;
import java.awt.Dimension;
import java.awt.FlowLayout;
import java.awt.event.ActionEvent;
import java.awt.event.ActionListener;
import java.awt.event.WindowAdapter;
import java.awt.event.WindowEvent;
import java.io.IOException;
import java.io.PrintWriter;
import java.net.Socket;
import java.net.UnknownHostException;
import java.util.Scanner;
import javax.swing.DefaultListModel;
import javax.swing.JButton;
import javax.swing.JDialog;
import javax.swing.JFrame;
import javax.swing.JLabel;
import javax.swing.JList;
import javax.swing.JMenu;
import javax.swing.JMenuBar;
import javax.swing.JMenuItem;
import javax.swing.JOptionPane;
import javax.swing.JPanel;
import javax.swing.JScrollPane;
import javax.swing.JTextArea;
import javax.swing.JTextField;
import javax.swing.ListSelectionModel;
import javax.swing.border.TitledBorder;
public class ClientForm extends JFrame implements ActionListener{
private JTextField userName;//用户名
private DefaultListModel lm;//用于维护在线用户列表
private JList list;
private JTextField msg;//发送消息口
private JTextArea allMsg;
private JButton btnConn;
private String HOST="127.0.0.1";//服务器地址
private int PORT = 9090;//服务器端口号
public ClientForm(){
addJMnuBar();//添加并处理自定义菜单
JPanel upP = new JPanel();
upP.add(new JLabel("用户标识"));
userName = new JTextField(10);
upP.add(userName);
//上部面板
btnConn = new JButton("连接");
btnConn.setActionCommand("conn");
btnConn.addActionListener(this);
upP.add(btnConn);
JButton btnExit = new JButton("退出");
btnExit.setActionCommand("exit");
btnExit.addActionListener(this);
upP.add(btnExit);
this.getContentPane().add(upP, BorderLayout.NORTH);
//中部面板
JPanel cenP = new JPanel(new BorderLayout());
//以下这段设置“在线用户”列表 ----东
lm = new DefaultListModel();//如果版本不对，可以添加
list = new JList(lm);
lm.addElement("全部");
list.setSelectedIndex(0);
list.setSelectionMode(ListSelectionModel.SINGLE_SELECTION);//设置只能进行单项选择
list.setVisibleRowCount(2);//设置默认显示的行数
JScrollPane jc = new JScrollPane(list);
jc.setBorder(new TitledBorder("在线"));
//setSize是设定的固定大小，而setPreferredSize仅仅是设置最好的大小，
//这个不一定与实际显示出来的控件大小一致（根据界面整体的变化而变化）
jc.setPreferredSize(new Dimension(70,cenP.getHeight()));
cenP.add(jc,BorderLayout.EAST);
//以下这段设置消息发送面板 ----南
JPanel downP = new JPanel();
downP.add(new JLabel("消息"));
msg = new JTextField(20);
downP.add(msg);
JButton btnSend = new JButton("发送");
btnSend.setActionCommand("send");
btnSend.addActionListener(this);
downP.add(btnSend);
cenP.add(downP,BorderLayout.SOUTH);
//以下设置中间的聊天记录
allMsg = new JTextArea();
allMsg.setEditable(false);
allMsg.setLineWrap(true);//设置文本域自动换行
allMsg.setWrapStyleWord(true);
// cenP.add(new JScrollPane(allMsg));//把消息框用滚动面板包起来，再加到center中
cenP.add(allMsg);
this.getContentPane().add(cenP,BorderLayout.CENTER);
this.addWindowListener(new WindowAdapter(){
public void windowClosing(WindowEvent e){
sendExitMsg();//发送退出信息
}
});
this.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);//设置框架上的关闭按钮
this.setBounds(300, 300, 400, 300);
this.setVisible(true);
}
private void addJMnuBar() {
JMenuBar bar = new JMenuBar();
JMenu m=new JMenu("选项");
JMenuItem mi = new JMenuItem("设置");
mi.addActionListener(new ActionListener() {
@Override
public void actionPerformed(ActionEvent e) {
//因为setDlg、host等变量要放在内部类中，所以要设置成final型
final JDialog setDlg = new JDialog(ClientForm.this,true);
setDlg.setBounds(ClientForm.this.getX()+40, ClientForm.this.getY()+100, 350, 100);
setDlg.setLayout(new FlowLayout());
JButton btn = new JButton("设置");
final JTextField host = new JTextField(10);
host.setText("127.0.0.1");
final JTextField port = new JTextField(5);
port.setText("9090");
btn.addActionListener(new ActionListener() {
@Override
public void actionPerformed(ActionEvent e) {
ClientForm.this.HOST = host.getText();
try {
ClientForm.this.PORT = Integer.parseInt(port.getText());
} catch (NumberFormatException e1) {
JOptionPane.showMessageDialog(ClientForm.this,"请输入数字");
}
setDlg.dispose();
}
});
setDlg.add(new JLabel("服务器IP："));
setDlg.add(host);
setDlg.add(new JLabel("端口号："));
setDlg.add(port);
setDlg.add(btn);
setDlg.setVisible(true);
}
});
JMenuItem help = new JMenuItem("帮助");
help.addActionListener(new ActionListener() {
@Override
public void actionPerformed(ActionEvent e) {
JDialog dlg = new JDialog(ClientForm.this,true);
dlg.setBounds(ClientForm.this.getX()+40, ClientForm.this.getY()+100, 300, 80);
dlg.setLayout(new FlowLayout());
JLabel label = new JLabel("版本所有@城院.2015-9-13,QQ:888888");
dlg.add(label);
dlg.setVisible(true);
}
});
bar.add(m);
m.add(mi);
m.add(help);
this.setJMenuBar(bar);
}
public static void main(String[] args){
JFrame.setDefaultLookAndFeelDecorated(true);
new ClientForm();
}
public void actionPerformed(ActionEvent e) {
//连接按钮
if(e.getActionCommand().equals("conn")){
System.out.println("连接。。。");
connercting();//与服务器建立连接
}else if(e.getActionCommand().equals("send")){
sendMsg();//发送聊天消息
}else if(e.getActionCommand().equals("exit")){
sendExitMsg();//发送退出消息
}
}
private Socket client;//声明一个客户端的套接字
private PrintWriter pw;//声明一个打印流
private void connercting() {
try {
//握手
client = new Socket(HOST,PORT);
String userName = this.userName.getText();
if(userName.equals("")){//控制用户名不能为空
JOptionPane.showMessageDialog(this, "用户名不能为空");
return ;
}
//连接成功后，将用户名框和连接按钮设置为不可选
btnConn.setEnabled(false);
this.userName.setEditable(false);
pw=new PrintWriter(client.getOutputStream(), true);
pw.println(userName);
this.setTitle("用户【"+userName+"】在线");
new ClientThread().start();//在线聊天处理
} catch (IOException e) {
JOptionPane.showMessageDialog(null, "服务器连接失败！！！");
}
}
//发送退出消息
private void sendExitMsg() {
if(client==null){
System.exit(0);
}
//自定义消息协议
String msg = "exit@#"+"全部"+"@#"+null+"@#"+userName.getText();
pw.println(msg);
pw.flush();//这里一定要记得刷新
System.exit(0);
}
//发送聊天消息
private void sendMsg() {
String strMsg=this.msg.getText();
if(strMsg.equals("")){//保证发送的消息不能为空
JOptionPane.showMessageDialog(this, "不能发送空消息。。。");
return ;
}
String msg="on@#"+list.getSelectedValue()+"@#"+strMsg+"@#"+userName.getText();
pw.println(msg);
pw.flush();
this.msg.setText("");
}
class ClientThread extends Thread{
public void run(){
try {
Scanner sc = new Scanner(client.getInputStream());
while(sc.hasNextLine()){
String str = sc.nextLine();
String[] msgs=str.split("@#");
//通过聊天协议，解析服务端发送来的消息
if("msg".equals(msgs[0])){
if("server".equals(msgs[1])){
if("error".equals(msgs[2])){//判断连接到服务器的客户中是否有同名
btnConn.setEnabled(true);
userName.setEditable(true);
JOptionPane.showMessageDialog(ClientForm.this, "用户名被占用");
continue;
}else{
str="【通知】："+msgs[2];
}
}else{
str="【"+msgs[1]+"】说："+msgs[2];
}
allMsg.append("\r\n"+str);
}else if("cmdAdd".equals(msgs[0])){
System.out.println(111111111);
lm.addElement(msgs[2]);
}else if("cmdRed".equals(msgs[0])){
System.out.println(6666);
lm.removeElement(msgs[2]);
}
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
package com.sina.chat;
import java.awt.BorderLayout;
import java.awt.Dimension;
import java.awt.Toolkit;
import java.awt.event.ActionEvent;
import java.awt.event.ActionListener;
import java.awt.event.KeyEvent;
import java.io.IOException;
import java.io.PrintWriter;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
import java.util.HashMap;
import java.util.Iterator;
import java.util.Map;
import java.util.Scanner;
import javax.swing.DefaultListModel;
import javax.swing.JFrame;
import javax.swing.JList;
import javax.swing.JMenu;
import javax.swing.JMenuBar;
import javax.swing.JMenuItem;
import javax.swing.JScrollPane;
import javax.swing.JTextArea;
import javax.swing.KeyStroke;
import javax.swing.border.TitledBorder;
public class ServerForm extends JFrame {
private int PORT = 9090;
private DefaultListModel lm;//用于维护在线用户列表
private JList list;
private JTextArea area;
private Map usersMap = new HashMap();
public ServerForm(){
super("这是服务器");
//聊天消息记录框
area = new JTextArea();
area.setEditable(false);
area.setLineWrap(true);
this.getContentPane().add(new JScrollPane(area));//默认加在center位置
//界面右边的在线用户列表
lm = new DefaultListModel();
list = new JList(lm);
JScrollPane jc = new JScrollPane(list);
jc.setBorder(new TitledBorder("在线"));
//setSize是设定的固定大小，而setPreferredSize仅仅是设置最好的大小，
//这个不一定与实际显示出来的控件大小一致（根据界面整体的变化而变化）
jc.setPreferredSize(new Dimension(100,this.getHeight()));
this.getContentPane().add(jc,BorderLayout.EAST);
//菜单
JMenuBar bar =new JMenuBar();
this.setJMenuBar(bar);
JMenu m=new JMenu("控制");
m.setMnemonic('C');
bar.add(m);
//“开启”菜单项，因为内部类要用到这个变量，所以定义为final型
final JMenuItem run = new JMenuItem("开启");
run.setAccelerator(KeyStroke.getKeyStroke('R',KeyEvent.CTRL_MASK));
run.setActionCommand("run");
m.add(run);
m.addSeparator(); //菜单分隔线
//“开启”菜单项
JMenuItem exit = new JMenuItem("退出");
exit.setAccelerator(KeyStroke.getKeyStroke('E',KeyEvent.CTRL_MASK));//设置快捷键
exit.setActionCommand("exit");
m.add(exit);
ActionListener a = new ActionListener() {
public void actionPerformed(ActionEvent e) {
if(e.getActionCommand().equals("run")){
startServer();
run.setEnabled(false);//点击运行按钮后，将运行按钮设置为不可选
}else if(e.getActionCommand().equals("exit")){
System.exit(0);
}
}
};
run.addActionListener(a);
exit.addActionListener(a);
//整个界面窗口的设置
final int winWidth = 500;
final int winHeight = 400;
Toolkit toolkit = Toolkit.getDefaultToolkit();
int width = (int) toolkit.getScreenSize().getWidth();//获得系统分辨率
int height = (int) toolkit.getScreenSize().getHeight();
this.setBounds(width/2-winWidth/2, height/2-winHeight/2, winWidth, winHeight);
this.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
this.setVisible(true);
}
public static void main(String[] args) {
JFrame.setDefaultLookAndFeelDecorated(true);
new ServerForm();
}
private void startServer() {
try {
ServerSocket server = new ServerSocket(PORT);
area.append("启动服务器:\r\nIP:"+server.getInetAddress().getHostAddress()+"\r\nPORT:"+server.getLocalPort());
new ServerThread(server).start();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
class ServerThread extends Thread{
ServerSocket server = null;
public ServerThread(ServerSocket server) {
this.server = server;
}
//专门处理握手消息
public void run(){
try {
while(true){
Socket socketClient = server.accept();
Scanner sc = new Scanner(socketClient.getInputStream());
if(sc.hasNextLine()){
String userName =sc.nextLine();
if(isError(userName)){//判断用户名是否存在，若存在则给用户发送提示信息
PrintWriter pw = new PrintWriter(socketClient.getOutputStream(),true);
String msg = "msg@#server@#error";
pw.println(msg);
pw.flush();
continue;
}
area.append("\r\n用户：【"+userName+"】登录，"+socketClient);
//把用户添加到list当中----通过该list模块的数据层控件lm来完成
lm.addElement(userName);
//1通知所有已经在线的人，userName这个人登录了
msgAll(userName);
//2告诉userName这个人，有哪些人目前在线
msgSelf(socketClient);
//3开一个专门用于和该userName客户端通讯的线程
new ClientThread(socketClient);
//4把该用户放到“在线用户池”中
usersMap.put(userName, socketClient);
}
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
//判断用户名是否已经存在了
private boolean isError(String userName) {
return usersMap.containsKey(userName);
}
//通知所有已经在线的人，userName这个人登录了
private void msgAll(String userName) {
Iterator it = usersMap.values().iterator();
while(it.hasNext()){
Socket s = it.next();
try {
PrintWriter pw = new PrintWriter(s.getOutputStream(),true);
//给用户显示在消息框中的
String msg = "msg@#server@#用户【"+userName+"】登录了";
pw.println(msg);
pw.flush();//刷新、刷新、刷新
//给用户维护JList列表(在线用户)
msg = "cmdAdd@#server@#"+userName;
pw.println(msg);
pw.flush();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
//告诉userName这个人，有哪些人目前在线.只要给客户端发送“维护JList列表(在线用户)的消息”
private void msgSelf(Socket socketClient) {
PrintWriter pw = null;
try {
pw = new PrintWriter(socketClient.getOutputStream(),true);
Iterator it = usersMap.keySet().iterator();
while(it.hasNext()){
String userName = it.next();
String msg = "cmdAdd@#server@#"+userName;
pw.println(msg);
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
pw.flush();
}
}
class ClientThread extends Thread{
private Socket client;
public ClientThread(Socket client) {
this.client = client;
start();
}
public void run(){
try {
Scanner sc = new Scanner(client.getInputStream());
while(sc.hasNext()){
String str = sc.nextLine();
String[] msgs = str.split("@#");
if("on".equals(msgs[0])){
sendMsgToSb(msgs);
}else if("exit".equals(msgs[0])){
//从“在线用户池usersMap”中删除当前用户
usersMap.remove(msgs[3]);
//从界面中的“在线用户列表”中删除当前用户，还要在服务器的area中显示该用户的退出消息
lm.removeElement(msgs[3]);
area.append("\r\n用户【"+msgs[3]+"】退出了");
//发该用户退出的消息发给其他在线用户
sendExitMsgToAll(msgs);
}
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
private void sendMsgToSb(String[] msgs) throws IOException {
if("全部".equals(msgs[1])){
Iterator it = usersMap.values().iterator();
while(it.hasNext()){
Socket s = it.next();
String str = "msg@#"+msgs[3]+"@#"+msgs[2];
PrintWriter pw = new PrintWriter(s.getOutputStream(),true);
pw.println(str);
pw.flush();
}
}else{
Socket s = usersMap.get(msgs[1]);
String str = "msg@#"+msgs[3]+"@#"+msgs[2];
PrintWriter pw = new PrintWriter(s.getOutputStream(),true);
pw.println(str);
pw.flush();
}
}
private void sendExitMsgToAll(String[] msgs) throws IOException {
Iterator it = usersMap.values().iterator();
while(it.hasNext()){
Socket s =it.next();
//给用户显示在消息框中的
String str = "msg@#server@#【"+msgs[3]+"】退出了";
PrintWriter pw = new PrintWriter(s.getOutputStream(),true);
pw.println(str);
pw.flush();
//给用户维护JList列表(在线用户)
str = "cmdRed@#server@#"+msgs[3];
pw.println(str);
pw.flush();
}
}
}
}
五、知识点清单
1、java图形界面基础知识（javax.swing和java.awt）
2、setPreferredSize：（1）setPreferredSize需要在使用布局管理器的时候使用，布局管理器会获取空间的preferredsize，因而可以生效。例如borderlayout在north中放入一个panel，panel的
高度可以通过这样实现：panel.setPreferredSize(new Dimension(0, 100));这样就设置了一个高度为100的panel，宽度随窗口变化。
（2）setSize,setLocation,setBounds方法需要在不使用布局管理器的时候使用，也就是setLayout(null)的时候可以使用这三个方法控制布局。
区分好这两个不同点之后，我相信你的布局会更随心所欲。
3、DefaultListModel：创建并且设置列表数据模型，和JList配合使用，使添加删除JList上的元素时变得容易
4、setLineWrap：public void setLineWrap(boolean wrap)设置文本区的换行策略。
如果设置为 true，则当行的长度大于所分配的宽度时，将换行。
如果设置为 false，则始终不换行。当策略更改时，将激发 PropertyChange 事件（"lineWrap"）。此属性默认为 false
public void setWrapStyleWord(boolean word)设置换行方式（如果文本区要换行）。
如果设置为 true，则当行的长度大于所分配的宽度时，将在单词边界（空白）处换行。
如果设置为 false，则将在字符边界处换行。此属性默认为 false。
5、匿名类
6、内部类
7、网络编程技术
六、运行结果截图
