Real-Time Chat Application in Java

2025年3月27日 | 阅读 4 分钟

Java 实时聊天应用程序是指能够让多个用户同时向其他人发送消息并接收他人消息的能力。这种应用程序通常采用客户端-服务器系统，其中服务器负责处理客户端之间的通信。可以使用 Java 的网络能力，通过 Socket 和 ServerSocket 类来创建基本的聊天应用程序。

问题概述

设计实时聊天应用程序时，最复杂的挑战是与其他客户端进行实时交互以及处理多个客户端。关于连接管理：服务器应处理多个连接，并在聊天应用程序的情况下将消息发送给所有连接到另一方的客户端。

方法

服务器端实现： 在服务器端，使用 ServerSocket 来接受多个客户端连接。每次有客户端连接时，服务器都会创建一个新线程来专门处理该客户端。服务器必须跟踪所有已连接的客户端，以便为它们的消息提供桥梁。

客户端实现： 客户端通过 Socket 登录到服务器。用于读取用户输入（例如，从控制台或 GUI）并发送消息到服务器。它还会等待来自服务器的消息并将其呈现给用户。

线程管理： 在系统的服务器端，为每个客户端连接创建一个唯一的线程。这有助于确保服务器能够同时处理许多客户端。

文件名: ChatServer.java

import java.io.*;
import java.net.*;
import java.util.*;
public class ChatServer {
    private static Set<ClientHandler> clientHandlers = new HashSet<>();
    public static void main(String[] args) {
        try (ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(12345)) {
            System.out.println("Server is listening on port 12345...");            
            while (true) {
                Socket socket = serverSocket.accept();
                System.out.println("New client connected.");               
                ClientHandler clientHandler = new ClientHandler(socket);
                clientHandlers.add(clientHandler);
                new Thread(clientHandler).start();
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
    static void broadcastMessage(String message, ClientHandler excludeUser) {
        for (ClientHandler client : clientHandlers) {
            if (client != excludeUser) {
                client.sendMessage(message);
            }
        }
    }
    static void removeClient(ClientHandler clientHandler) {
        clientHandlers.remove(clientHandler);
        System.out.println("Client disconnected.");
    }
}
class ClientHandler implements Runnable {
    private Socket socket;
    private PrintWriter out;
    private BufferedReader in;
    public ClientHandler(Socket socket) {
        this.socket = socket;
    }
    @Override
    public void run() {
        try {
            in = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
            out = new PrintWriter(socket.getOutputStream(), true);
            String clientMessage;
            while ((clientMessage = in.readLine()) != null) {
                System.out.println("Received: " + clientMessage);
                ChatServer.broadcastMessage(clientMessage, this);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            try {
                socket.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            ChatServer.removeClient(this);
        }
    }
    void sendMessage(String message) {
        out.println(message);
    }
}   

文件名: ChatClient.java

import java.io.*;
import java.net.*;
public class ChatClient {
    private Socket socket;
    private PrintWriter out;
    private BufferedReader in;
    private BufferedReader userInput;
    public ChatClient(String address, int port) {
        try {
            socket = new Socket(address, port);
            out = new PrintWriter(socket.getOutputStream(), true);
            in = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
            userInput = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
            new Thread(new ReadMessages()).start();
            String input;
            while ((input = userInput.readLine()) != null) {
                out.println(input);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            closeConnections();
        }
    }
    private void closeConnections() {
        try {
            if (out != null) out.close();
            if (in != null) in.close();
            if (userInput != null) userInput.close();
            if (socket != null) socket.close();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
    private class ReadMessages implements Runnable {
        @Override
        public void run() {
            try {
                String serverMessage;
                while ((serverMessage = in.readLine()) != null) {
                    System.out.println(serverMessage);
                }
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        new ChatClient("localhost", 12345);
    }
}   

输出

要执行上面提供的基于 Java 的实时聊天应用程序，请按照以下步骤操作

步骤 1：编译服务器代码

编译客户端代码

第 2 步： 运行以下命令启动服务器

java ChatServer

代码如何工作？

服务器端执行

第一个是 ChatServer 类，它创建服务器并在端口 12345 上监听连接。
在建立新连接时，将创建并启动多个 ClientHandler 线程。
这意味着服务器会将消息发送给在线用户，并排除消息的发送者。

客户端执行

因此，ChatClient 类在端口号 12345 上与服务器通信。
它将从客户端接收到的消息/数据发送到服务器或服务，同时等待并接收来自服务器的消息以显示给客户端。
此外，其他客户端产生的任何其他消息也会显示在该特定客户端的

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