Java网络编程实战（多人聊天室-CS模式）

一、C/S模式核心原理

1.1 基本架构

C/S（Client/Server）模式采用客户端-服务器架构：

• 服务器端：持续运行，负责消息路由和广播
• 客户端：用户交互界面，连接服务器进行通信
• 通信协议：TCP（可靠连接）/UDP（无连接）

1.2 Java核心API

• ServerSocket：服务器端监听端口
• Socket：客户端建立连接
• BufferedReader/PrintWriter：字符流操作

二、聊天室功能设计

2.1 功能需求

• 多客户端连接
• 实时消息广播
• 用户昵称管理
• 上下线通知

2.2 技术方案

模块	技术实现
网络通信	TCP Socket
并发处理	多线程
消息协议	自定义简单文本格式
用户管理	线程安全集合

三、服务器端实现

3.1 服务器主类

public class ChatServer {
    private static final int PORT = 8888;
    private static Set<ClientHandler> clients = new HashSet<>();

    public static void main(String[] args) {
        try (ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(PORT)) {
            System.out.println("服务器启动，监听端口：" + PORT);
            
            while (true) {
                Socket clientSocket = serverSocket.accept();
                ClientHandler client = new ClientHandler(clientSocket);
                clients.add(client);
                new Thread(client).start();
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    // 广播消息给所有客户端
    public static void broadcast(String message) {
        clients.removeIf(ClientHandler::isClosed);
        for (ClientHandler client : clients) {
            client.sendMessage(message);
        }
    }
}

3.2 客户端处理线程

class ClientHandler implements Runnable {
    private Socket socket;
    private PrintWriter out;
    private BufferedReader in;
    private String nickname;

    public ClientHandler(Socket socket) throws IOException {
        this.socket = socket;
        this.out = new PrintWriter(socket.getOutputStream(), true);
        this.in = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
        this.nickname = in.readLine(); // 读取昵称
        ChatServer.broadcast(nickname + " 进入了聊天室");
    }

    @Override
    public void run() {
        try {
            String inputLine;
            while ((inputLine = in.readLine()) != null) {
                ChatServer.broadcast(nickname + ": " + inputLine);
            }
        } catch (IOException e) {
            System.out.println(nickname + " 异常断开连接");
        } finally {
            closeConnection();
        }
    }

    // 关闭连接
    private void closeConnection() {
        try {
            ChatServer.broadcast(nickname + " 离开了聊天室");
            socket.close();
            in.close();
            out.close();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    public void sendMessage(String message) {
        out.println(message);
    }

    public boolean isClosed() {
        return socket.isClosed();
    }
}

四、客户端实现

4.1 客户端主类

public class ChatClient {
    private static final String SERVER_IP = "127.0.0.1";
    private static final int SERVER_PORT = 8888;

    public static void main(String[] args) {
        try {
            Socket socket = new Socket(SERVER_IP, SERVER_PORT);
            System.out.print("请输入昵称：");
            String nickname = new Scanner(System.in).nextLine();

            // 发送昵称
            PrintWriter out = new PrintWriter(socket.getOutputStream(), true);
            out.println(nickname);

            // 启动消息接收线程
            new Thread(new MessageReceiver(socket)).start();

            // 处理用户输入
            Scanner scanner = new Scanner(System.in);
            while (true) {
                String message = scanner.nextLine();
                out.println(message);
            }
        } catch (IOException e) {
            System.out.println("无法连接到服务器");
        }
    }
}

class MessageReceiver implements Runnable {
    private Socket socket;
    private BufferedReader in;

    public MessageReceiver(Socket socket) throws IOException {
        this.socket = socket;
        this.in = new BufferedReader(
            new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
    }

    @Override
    public void run() {
        try {
            String response;
            while ((response = in.readLine()) != null) {
                System.out.println(response);
            }
        } catch (IOException e) {
            System.out.println("与服务器断开连接");
        }
    }
}

五、运行测试

5.1 启动服务器

$ java ChatServer
服务器启动，监听端口：8888

5.2 启动多个客户端

客户端1：

请输入昵称：Alice
欢迎进入聊天室！
Alice: 大家好！

客户端2：

请输入昵称：Bob
Alice 进入了聊天室
Bob: 你好！