大一下学期的java期末课程设计：java实现多人聊天工具，分享一下
课设要求
多人聊天工具
- 服务器要求1:能够看到所有在线用户(25%)
- 服务器要求2:能够强制用户下线(25%)
- 客户端要求1:能够看到所有在线用户(25%)
- 客户端要求2:能够向某个用户发送消息(25%)
相关知识点
1．服务端能够看到所有在线用户
服务端继承了JFrame，实现可视化，通过socket实现服务端与客户端的连接，服务端每接收一个连接，把传进来的用户名和对应的socket连接封装成一个User对象，把User对象存进一个ArrayList的用户列表并把User对象通过取用户名方法取得用户名存进一个ArrayList的用户名列表，添加一个JPanel组件，将ArrayList中的内容通过循环显示JPanel中并布局在窗体的右边，在每当有人上线或者下线，刷新JPanel组件。
2．服务端能够强制用户下线
创建一个布局在窗体的下方的JPanel，在此JPanel中分别添加JLabel用于显示提示文字，添加JTextField用于获取服务端想要强制用户下线的ID，添加JButton用于绑定强制用户下线的事件监听，事件监听中将获取的JTextField的内容与用户名列表进行逐一匹配，匹配上则创建JSON格式的键值对对象，通过用户列表循环广播告知其他用户，并在用户列表和用户名列表中分别删除该用户信息。
3．客户端能够看到所有在线用户
客户端继承了JFrame，实现可视化，添加了一个布局在窗口右边的JPanel，把从服务端接收到的用户名列表中的信息放进去。
4．客户端要求能够向某个用户发送消息
客户端私发消息通过在消息后面加入-和目标用户名，传给服务端，服务端截取目标用户名，在用户名列表中判断是否存在此人，有则判断是否是私发，私发则向目标用户发送消息，没有则向全部用户发送消息。
5．运用JDBC实现持久化存储用户信息
数据库连接池运用了阿里巴巴的durid，定义一个JDBCUtils类，提供静态代码块加载配置文件，初始化连接池对象，通过Spring框架的JDBCTemplate对象进行sql语句的执行，在UserDao中提供了登录和注册方法，登录方法运用queryForObject方法进行登录查询，如果查到返回一个User对象，查不到则返回空，注册方法直接插入新记录，此处建表语句中把用户名设置成了主键，保证了用户名的唯一性，注册失败有警告弹窗提示。
这里加了一个ChatTest类用于绕过数据库账号校验，可以直接进入客户端进行连接。
6．使用JSONObject对象封装数据
在数据的传输中运用了键值对的形式进行传输，客户端传输给服务端的数据包中，通过判断private键的值来确认是否私发，通过username键告知服务端客户端的用户名，通过msg键传输具体消息，服务端传输给客户端的数据包中，通过判断user_list键的值来确认在线用户及人数
7．使用Maven构建管理项目
项目中运用到了JDBC相关内容和JSONObject对象，导入了一些依赖jar包，其中仓库和配置文件都是用的idea默认配置。
类图
项目框架
核心代码
1.maven配置文件pom.xml
4.0.0 org.example MyChat 1.0-SNAPSHOT 15 15 net.sf.json-lib json-lib 2.4 jdk15 com.alibaba druid 1.2.3 mysql mysql-connector-java 5.1.45 org.springframework spring-jdbc 5.3.6
2.服务器端Server.java
import java.awt.image.BufferedImage;
import java.io.*;
import java.net.*;
import java.util.*;
import java.awt.*;
import javax.imageio.ImageIO;
import javax.swing.*;
import javax.swing.border.TitledBorder;
import net.sf.json.JSONObject;
//继承JFrame实现可视化
public class Server extends JFrame{
//用户列表，用于存放连接上的用户信息
ArrayList user_list = new ArrayList<>();
//用户名列表，用于显示已连接上的用户
ArrayList username_list = new ArrayList<>();
//消息显示区域
JTextArea show_area = new JTextArea();
//用户名显示区域
JTextArea show_user = new JTextArea(10, 10);
//socket的数据输出流
DataOutputStream outputStream = null;
//socket的数据输入流
DataInputStream inputStream = null;
//从主函数里面开启服务端
public static void main(String[] args) {
new Server();
}
//构造函数
public Server() {
//设置流式布局
setLayout(new BorderLayout());
//VERTICAL_SCROLLBAR_AS_NEEDED设置垂直滚动条需要时出现
//HORIZONTAL_SCROLLBAR_NEVER设置水平滚动条不出现
//创建信息显示区的画布并添加到show_area
JScrollPane panel = new JScrollPane(show_area,ScrollPaneConstants.VERTICAL_SCROLLBAR_AS_NEEDED,
ScrollPaneConstants.HORIZONTAL_SCROLLBAR_NEVER);
//设置信息显示区标题
panel.setBorder(new TitledBorder("信息显示区"));
//布局到中央
add(panel,BorderLayout.CENTER);
//设置信息显示区为不可编辑
show_area.setEditable(false);
//创建用于显示用户的画布
final JPanel panel_east = new JPanel();
//添加流式布局
panel_east.setLayout(new BorderLayout());
//设置标题
panel_east.setBorder(new TitledBorder("在线用户"));
//在用户显示区添加show_uesr
panel_east.add(new JScrollPane(show_user), BorderLayout.CENTER);
//设置用户显示区域为不可编辑
show_user.setEditable(false);
//将显示用户的画布添加到整体布局的右侧
add(panel_east, BorderLayout.EAST);
//创建关于踢下线用户的画布
final JPanel panel_south = new JPanel();
//创建标签
JLabel label = new JLabel("输入要踢下线用户的ID");
//创建输入框
JTextField out_area = new JTextField(40);
//创建踢下线按钮
JButton out_btn = new JButton("踢下线");
//依次添加进画布
panel_south.add(label);
panel_south.add(out_area);
panel_south.add(out_btn);
//将踢下线用户的画布添加到整体布局的下侧
add(panel_south,BorderLayout.SOUTH);
//设置踢下线按钮的监听
out_btn.addActionListener(e -> {
try {
//用于存储踢下线用户的名字
String out_username;
//从输入框中获取踢下线用户名
out_username = out_area.getText().trim();
//用于判断盖用户是否被踢下线
boolean is_out=false;
//遍历用户列表依次判断
for (int i = 0; i < user_list.size(); i++){
//比较用户名，相同则踢下线
if(user_list.get(i).getUsername().equals(out_username)){
//获取被踢下线用户对象
User out_user = user_list.get(i);
//使用json封装将要传递的数据
JSONObject data = new JSONObject();
//封装全体用户名，广播至所有用户
data.put("user_list", username_list);
//广播的信息内容
data.put("msg", out_user.getUsername() + "被管理员踢出\n");
//服务端消息显示区显示相应信息
show_area.append(out_user.getUsername() + "被你踢出\n");
//依次遍历用户列表
for (User value : user_list) {
try {
//获取每个用户列表的socket连接
outputStream = new DataOutputStream(value.getSocket().getOutputStream());
//传递信息
outputStream.writeUTF(data.toString());
} catch (IOException ex) {
ex.printStackTrace();
}
}
//将被踢用户移出用户列表
user_list.remove(i);
//将被踢用户移出用户名列表
username_list.remove(out_user.getUsername());
//刷新在线人数
show_user.setText("人数有 " + username_list.size() + " 人\n");
//刷新在线用户
for (String s : username_list) {
show_user.append(s + "\n");
}
//判断踢出成功
is_out=true;
break;
}
}
//根据是否踢出成功弹出相应提示
if(is_out){
JOptionPane.showMessageDialog(null,"踢下线成功","提示",
JOptionPane.WARNING_MESSAGE);
}
if(!is_out){
JOptionPane.showMessageDialog(null,"不存在用户","提示",
JOptionPane.WARNING_MESSAGE);
}
//重置输入框
out_area.setText("");
} catch(Exception ex) {
ex.printStackTrace();
}
});
//设置该窗口名
setTitle("服务器 ");
//引入图片
BufferedImage img;
try {
//根据图片名引入图片
img = ImageIO.read(Server.class.getResource("/a.jpg"));
//设置其为该窗体logo
setIconImage(img);
} catch (IOException exception) {
exception.printStackTrace();
}
//设置窗体大小
setSize(700, 700);
//设置窗体位置可移动
setLocationRelativeTo(null);
//设置窗体关闭方式
setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
//设置窗体可见
setVisible(true);
//socket连接相关代码
try {
//开启socket服务器，绑定端口11111
ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(11111);
//信息显示区打印服务器启动时间
show_area.append("服务器启动时间 " + new Date() + "\n");
//持续接收连接
while (true) {
//接收连接
Socket socket = serverSocket.accept();
//创建用户对象
User user = new User();
//判断是否连接上
if (socket != null) {
//获取输入流
inputStream = new DataInputStream(socket.getInputStream());
//读取输入流
String json = inputStream.readUTF();
//创建信息对象
JSONObject data = JSONObject.fromObject(json);
//信息显示区打印用户上线
show_area.append("用户 " + data.getString("username") + " 在" + new Date() + "登陆系统"+"\n");
//创建新用户
user = new User();
//存储socket对象
user.setSocket(socket);
//获取输入流用户名
user.setUsername(data.getString("username"));
//添加进用户列表
user_list.add(user);
//添加进用户名列表
username_list.add(data.getString("username"));
//刷新在线人数
show_user.setText("人数有 " + username_list.size() + " 人\n");
//刷新在线用户
for (String s : username_list) {
show_user.append(s + "\n");
}
}
//封装信息对象
JSONObject online = new JSONObject();
//设置接收信息对象
online.put("user_list", username_list);
//设置信息内容
online.put("msg", user.getUsername() + "上线了");
//依次遍历，将信息广播给所有在线用户
for (User value : user_list) {
//获取输出流
outputStream = new DataOutputStream(value.getSocket().getOutputStream());
//给所有用户输出上线信息
outputStream.writeUTF(online.toString());
}
//开启新线程，持续接收该socket信息
new Thread(new ServerThread(socket)).start();
}
} catch (IOException ex) {
ex.printStackTrace();
}
}
//线程代码
class ServerThread implements Runnable {
//存放全局变量socket
private final Socket socket;
//构造函数，初始化socket
public ServerThread(Socket socket) {
this.socket = socket;
}
@Override
public void run() {
try {
//获取输入流
DataInputStream inputStream = new DataInputStream(socket.getInputStream());
//持续接收信息
while (true) {
//获取传递进来的信息
String json = inputStream.readUTF();
//封装成json格式
JSONObject data = JSONObject.fromObject(json);
//通过json里面的private判断是否私发
boolean is_private = false;
//私发处理
for (int i = 0; i < user_list.size(); i++) {
//找到私发对象
if (user_list.get(i).getUsername().equals(data.getString("private"))) {
//构建私发信息内容
String msg = data.getString("time") +"\n" + data.getString("username")
+ " 给你发了一条私密消息，其它用户看不到" + "\n" + data.getString("msg");
//用该方法指定对象发送信息
send_msg(i, msg);
//将发送成功反馈给原用户
for (int j = 0; j < user_list.size(); j++) {
//找到发信息用户
if(user_list.get(j).getUsername().equals(data.getString("username"))){
//构建反馈信息内容
String msg2 = data.getString("time")+"\n你成功向"+user_list.get(i).getUsername()
+"发送了一条私密消息\n" +data.getString("msg");
//用该方法指定对象发送信息
send_msg(j,msg2);
}
}
//将该操作打印到服务器监视窗
show_area.append(data.getString("username") +data.getString("time")+ "私发给"
+ data.getString("private") + ":\n" + data.getString("msg") + "\n");
//判断是私发
is_private = true;
break;
}
}
//非私发的情况
if (!is_private) {
//构建信息内容
String msg = data.getString("username") + " " + data.getString("time") + ":\n"
+ data.getString("msg");
//添加到服务器显示
show_area.append(msg + "\n");
//依次发给所有在线用户
for (int i = 0; i < user_list.size(); ) {
send_msg(i, msg);
i++;
}
}
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
//发送信息给指定用户的方法
public void send_msg(int i, String msg) {
//构建对象
JSONObject data = new JSONObject();
//封装信息
data.put("user_list", username_list);
data.put("msg", msg);
//获取目标对象
User user = user_list.get(i);
try {
//获取输出流
outputStream = new DataOutputStream(user.getSocket().getOutputStream());
//写信息
outputStream.writeUTF(data.toString());
} catch (IOException e) {
//如果没有找到，则说明该用户已经下线
User out_user = user_list.get(i);
//重复删除操作
user_list.remove(i);
username_list.remove(out_user.getUsername());
//重新构建信息
JSONObject out = new JSONObject();
out.put("user_list", username_list);
out.put("msg", out_user.getUsername() + "下线了\n");
//将其下线通知广播给所有用户
for (User value : user_list) {
try {
outputStream = new DataOutputStream(value.getSocket().getOutputStream());
outputStream.writeUTF(out.toString());
} catch (IOException ex) {
ex.printStackTrace();
}
}
}
}
}
}
代码太多了，懒得注释了，大家应该看得懂
3.客户端登录界面Client.java
import javax.imageio.ImageIO;
import javax.swing.*;
import java.awt.image.BufferedImage;
import java.io.IOException;
public class Client extends JFrame{
public static void main(String[] args) {
new Client();
}
public Client(){
setTitle("登陆界面");
BufferedImage img;
try {
img = ImageIO.read(Server.class.getResource("/a.jpg"));
setIconImage(img);
} catch (IOException exception) {
exception.printStackTrace();
}
setLayout(null);
setSize(500,500);
setLocationRelativeTo(null);
setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
setLayout(null);
setResizable(false);
JLabel username_label = new JLabel("用户名");
username_label.setBounds(60,100,100,50);
add(username_label);
JLabel password_label = new JLabel("密码");
password_label.setBounds(60,200,100,50);
add(password_label);
JTextField username_field = new JTextField();
username_field.setBounds(110,100,300,50);
add(username_field);
JPasswordField password_field = new JPasswordField();
password_field.setBounds(110,200,300,50);
add(password_field);
JButton login = new JButton("登陆");
login.setBounds(130,300,100,50);
add(login);
JButton register = new JButton("注册");
register.setBounds(280,300,100,50);
add(register);
setVisible(true);
login.addActionListener(e -> {
String username = username_field.getText();
String password = String.valueOf(password_field.getPassword());
if(username.length()!=0 && password.length()!=0){
User user = new User();
user.setUsername(username);
user.setPassword(password);
UserDao dao = new UserDao();
User u = dao.login(user);
if(u!=null){
setVisible(false);
new Chat(username);
}else{
JOptionPane.showMessageDialog(null,"登录失败，账号或密码错误","提示",
JOptionPane.WARNING_MESSAGE);
}
}else {
JOptionPane.showMessageDialog(null,"登录失败，账号或密码不能为空","提示",
JOptionPane.WARNING_MESSAGE);
}
});
register.addActionListener(e -> {
setVisible(false);
new Register();
});
}
}
4.客户端注册界面Register.java
import javax.imageio.ImageIO;
import javax.swing.*;
import java.awt.image.BufferedImage;
import java.io.IOException;
public class Register extends JFrame {
public Register(){
setTitle("注册界面");
BufferedImage img;
try {
img = ImageIO.read(Server.class.getResource("/a.jpg"));
this.setIconImage(img);
} catch (IOException exception) {
exception.printStackTrace();
}
setLayout(null);
setSize(500,500);
setLocationRelativeTo(null);
setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
setLayout(null);
setResizable(false);
JLabel username_label = new JLabel("用户名");
username_label.setBounds(60,50,100,50);
add(username_label);
JLabel password_label = new JLabel("密码");
password_label.setBounds(60,150,100,50);
add(password_label);
JLabel password_label2 = new JLabel("请再次输入密码");
password_label2.setBounds(20,250,100,50);
add(password_label2);
JTextField username_field = new JTextField();
username_field.setBounds(110,50,300,50);
add(username_field);
JPasswordField password_field = new JPasswordField();
password_field.setBounds(110,150,300,50);
add(password_field);
JPasswordField password_field2 = new JPasswordField();
password_field2.setBounds(110,250,300,50);
add(password_field2);
JButton register_success = new JButton("注册");
register_success.setBounds(130,350,100,50);
add(register_success);
JButton back = new JButton("返回");
back.setBounds(280,350,100,50);
add(back);
setVisible(true);
register_success.addActionListener(e -> {
String username = username_field.getText();
String password = String.valueOf(password_field.getPassword());
String password2 = String.valueOf(password_field2.getPassword());
System.out.println(password);
System.out.println(password2);
if(username.length()==0 || password.length()==0){
JOptionPane.showMessageDialog(null,"注册失败，账号或密码不能为空","提示",
JOptionPane.WARNING_MESSAGE);
}else if (!password.equals(password2)) {
JOptionPane.showMessageDialog(null,"注册失败，前后密码不匹配","提示",
JOptionPane.WARNING_MESSAGE);
}else{
System.out.println();
System.out.println(password);
User user = new User();
user.setUsername(username);
user.setPassword(password);
UserDao dao = new UserDao();
int flag = dao.register(user);
if(flag!=0){
JOptionPane.showMessageDialog(null,"注册成功，欢迎您登录","提示",
JOptionPane.WARNING_MESSAGE);
}else{
//建表语句中设置了user为主键，重复则建表失败
JOptionPane.showMessageDialog(null,"注册失败，账号已经存在","提示",
JOptionPane.WARNING_MESSAGE);
}
}
});
back.addActionListener(e ->{
setVisible(false);
new Client();
});
}
}
5.客户端聊天界面Chat.java
import java.awt.image.BufferedImage;
import java.io.*;
import java.net.*;
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Date;
import java.awt.*;
import javax.imageio.ImageIO;
import javax.swing.*;
import javax.swing.border.TitledBorder;
import net.sf.json.JSONArray;
import net.sf.json.JSONObject;
public class Chat extends JFrame{
JTextArea show_area = new JTextArea();
JTextArea show_user = new JTextArea(10, 10);
DataOutputStream outputStream;
DataInputStream inputStream;
String username;
ArrayList username_list = new ArrayList<>();
boolean is_stop = false;
public Chat(final String username) {
this.username = username;
final JPanel panel_south = new JPanel();
panel_south.setLayout(new BorderLayout());
panel_south.setBorder(new TitledBorder("写消息区，若私聊，在内容后添加（-用户名）"));
JTextField send_area = new JTextField(40);
panel_south.add(send_area, BorderLayout.CENTER);
JButton send_btn = new JButton("发送");
panel_south.add(send_btn,BorderLayout.EAST);
add(panel_south, BorderLayout.SOUTH);
send_btn.addActionListener(e -> {
try {
if (is_stop) {
show_area.append("你已被踢出，不能发送消息\n");
JOptionPane.showMessageDialog(null,"你已被踢出，不能发送消息，进程已经关闭","提示",
JOptionPane.WARNING_MESSAGE);
System.exit(0);
} else {
SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
String time = sdf.format(new Date());
String msg = send_area.getText().trim();
if (!msg.equals("")) {
String[] msg1 = msg.split("-");
JSONObject data = new JSONObject();
data.put("username", username);
data.put("msg", msg1[0]);
data.put("time", time);
try {
data.put("private", msg1[1]);
} catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e1) {
data.put("private", "");
}
outputStream.writeUTF(data.toString());
}
}
send_area.setText("");
} catch (Exception ex) {
ex.printStackTrace();
}
});
JScrollPane panel = new JScrollPane(show_area,ScrollPaneConstants.VERTICAL_SCROLLBAR_AS_NEEDED,
ScrollPaneConstants.HORIZONTAL_SCROLLBAR_NEVER);
panel.setBorder(new TitledBorder("信息显示区"));
add(panel,BorderLayout.CENTER);
show_area.setEditable(false);
final JPanel panel_east = new JPanel();
panel_east.setLayout(new BorderLayout());
panel_east.setBorder(new TitledBorder("在线用户"));
panel_east.add(new JScrollPane(show_user), BorderLayout.CENTER);
show_user.setEditable(false);
add(panel_east, BorderLayout.EAST);
setTitle("用户 " + username);
BufferedImage img;
try {
img = ImageIO.read(Server.class.getResource("/a.jpg"));
this.setIconImage(img);
} catch (IOException exception) {
exception.printStackTrace();
}
setSize(500, 500);
setLocationRelativeTo(null);
setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
setVisible(true);
JSONObject data = new JSONObject();
data.put("username", username);
data.put("msg", null);
try {
Socket socket = new Socket("127.0.0.1", 11111);
inputStream = new DataInputStream(socket.getInputStream());
outputStream = new DataOutputStream(socket.getOutputStream());
outputStream.writeUTF(data.toString());
new Thread(new Read()).start();
} catch (IOException e) {
show_area.append("服务器无响应");
JOptionPane.showMessageDialog(null,"服务器无响应","提示",
JOptionPane.WARNING_MESSAGE);
}
}
public class Read implements Runnable {
@Override
public void run() {
try {
while (true) {
String json = inputStream.readUTF();
JSONObject data = JSONObject.fromObject(json);
String msg = data.getString("msg");
if (msg.contains("踢出") && msg.contains(username)) {
is_stop = true;
show_area.append(username + ",你已经被踢出群聊\n");
JOptionPane.showMessageDialog(null,"你已经被踢出群聊","提示",
JOptionPane.WARNING_MESSAGE);
System.exit(0);
} else {
show_area.append(msg + "\n");
show_area.selectAll();
username_list.clear();
JSONArray jsonArray = data.getJSONArray("user_list");
for (Object o : jsonArray) {
username_list.add(o.toString());
}
show_user.setText("人数有 " + jsonArray.size() + " 人\n");
for (String s : username_list) {
show_user.append(s + "\n");
}
}
}
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
6.用户实体User.java
import java.net.Socket;
public class User {
private String username;
private String password;
private Socket socket;
public String getUsername() {
return username;
}
public void setUsername(String username) {
this.username = username;
}
public String getPassword() {
return password;
}
public void setPassword(String password) {
this.password = password;
}
public Socket getSocket() {
return socket;
}
public void setSocket(Socket socket) {
this.socket = socket;
}
}
7.JDBC工具类
import com.alibaba.druid.pool.DruidDataSourceFactory;
import javax.sql.DataSource;
import java.io.InputStream;
import java.util.Properties;
public class JDBCUtils {
private static DataSource ds;
static {
try {
Properties pro = new Properties();
InputStream is = JDBCUtils.class.getClassLoader().getResourceAsStream("druid.properties");
pro.load(is);
ds = DruidDataSourceFactory.createDataSource(pro);
} catch (Exception exception) {
exception.printStackTrace();
}
}
public static DataSource getDataSource(){
return ds;
}
}
8.UserDao.java连接数据库
import org.springframework.dao.DataAccessException;
import org.springframework.jdbc.core.BeanPropertyRowMapper;
import org.springframework.jdbc.core.JdbcTemplate;
public class UserDao {
private final JdbcTemplate template = new JdbcTemplate(JDBCUtils.getDataSource());
public User login(User login_user) {
try {
//编写sql
String sql = "select * from user where username = ? and password = ?";
User user = template.queryForObject(sql,
new BeanPropertyRowMapper(User.class),
login_user.getUsername(), login_user.getPassword());
return user;
} catch (DataAccessException e) {
e.printStackTrace();
return null;
}
}
public int register(User register_user) {
try {
String sql = "insert into user values (null ,?,?)";
int count = template.update(sql,register_user.getUsername(),register_user.getPassword());
return count;
} catch (DataAccessException e) {
e.printStackTrace();
return 0;
}
}
}
运行结果
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