（JAVA）基于TCP通信多人聊天系统

一、目标

  这个项目是一个基于 TCP 协议的简单多人聊天系统，包含一个服务器和多个客户端。服务器接受多个客户端的连接，每个客户端发送的消息都可以转发给其他所有在线的客户端，实现了一个基本的多人实时聊天功能。项目使用 Java 编程语言编写，利用 ServerSocket 和 Socket 创建管道来实现客户端与服务器之间的通信。

二、各模块代码分析与解读

服务端总体代码：

  服务端实现：

  1. 创建一个 ServerSocket 来监听端口 9999。
  2. 每当有客户端连接时，接受连接并将该客户端的 Socket 存储在在线列表中。
  3. 每个连接的客户端创建一个新的线程（ServerThread1）来处理客户端的请求。

import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class TcpServerDemo2 {
    // 注册一个在线列表储存所有的Socket
    public static List onLineSockets = new ArrayList<>();
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        try {
            // 注册端口
            ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(9999);
            while (true) {
                // 监听客户端的连接请求，得到服务端socket
                Socket socket = serverSocket.accept();
                // 将新连接的客户端Socket加入在线列表
                onLineSockets.add(socket);
                System.out.println(socket.getInetAddress().getHostAddress() + " online");
                // 为每个客户端创建一个新的线程来处理它的请求
                ServerThread1 st1 = new ServerThread1(socket);
                st1.start();
            }
        } catch (Exception e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }
}

  服务端线程类：

  1. 每个 ServerThread1 线程负责处理一个客户端的通信。
  2. 线程启动后，通过输入流读取客户端的消息。
  3. 服务器接收到消息后，通过 sendMsgtoAll() 方法将消息转发给所有其他在线客户端。
  4. 当客户端断开连接时，捕获异常并输出断开信息。

import java.io.*;
import java.net.Socket;

public class ServerThread1 extends Thread {
    Socket socket;
    public ServerThread1(Socket socket) throws IOException {
        this.socket = socket;
    }
    @Override
    public void run() {
        try {
            // 从服务端中获取一个字节输入流。
            InputStream is = socket.getInputStream();
            // 把字节输入流包装成数据输入流
            DataInputStream dis = new DataInputStream(is);
            while (true) {
                    String Msg = dis.readUTF();
                    System.out.println(currentThread().getName() + 
                        "  Server Accepted : " + Msg + "  "
                        + "from : " + socket.getRemoteSocketAddress()
                    );
                    // 将收到的消息转发给其他所有在线客户端
                    sendMsgtoAll(Msg);
                }
        } catch (Exception e) {
            // 处理异常情况，如客户端断开连接
            System.out.println(socket.getRemoteSocketAddress() + "out");
        }
    }

    private void sendMsgtoAll(String msg) throws IOException {
        for (Socket socket : TcpServerDemo2.onLineSockets) {
            // 不给自己的客户端发
            if(socket == this.socket){
                continue;
            }else {
                // 向其他客户端发送消息
                DataOutputStream dos = new DataOutputStream(socket.getOutputStream());
                dos.writeUTF(msg);
                dos.flush();
            }
        }
    }
}

客户端总体代码：
  客户端实现：

  1. 创建一个 Socket 连接到服务器的 9999 端口。
  2. 启动一个读取线程（ClientReadThread1）用于接收来自服务器的消息。
  3. 主线程通过数据输出流发送用户输入的消息给服务器。
  4. 用户可以输入 "exit" 来关闭连接并退出。

import java.io.DataOutputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.Socket;
import java.util.Scanner;

public class TcpClientDemo1 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 创建一个Socket通信管道与服务端建立可靠连接
        Socket socket = new Socket("127.0.0.1", 9999);

        new ClientReadThread1(socket).start();

        // 从socket通信管道中得到一个字节输出流。
        OutputStream os = socket.getOutputStream();

        // 把字节输出流包装成一个数据输出流
        DataOutputStream dos = new DataOutputStream(os);
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        while (true) {
            System.out.println("Please Input :");
            String s = sc.nextLine();
            if(s.equalsIgnoreCase("exit")){
                socket.close();
                break;
            }
            dos.writeUTF(s);
        }
    }
}

  客户端线程类：

  1. 客户端启动 ClientReadThread1 线程来处理来自服务器的消息。
  2. 线程通过输入流不断读取服务器转发的消息。
  3. 读取到的消息会打印到客户端控制台上。
  4. 当服务器断开连接时，捕获异常并输出断开信息。

import java.io.DataInputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.net.Socket;

public class ClientReadThread1 extends Thread {
    Socket socket;
    public ClientReadThread1(Socket socket) throws IOException {
        this.socket = socket;
    }
    @Override
    public void run() {
        try {
            // 从服务端中获取一个字节输入流。
            InputStream is = socket.getInputStream();
            // 把字节输入流包装成数据输入流
            DataInputStream dis = new DataInputStream(is);
            while (true) {
                    String Msg = dis.readUTF();
                    // 读取来自服务器的消息并打印在客户端显示
                    System.out.println("received: " + Msg);
                }
        } catch (Exception e) {
            System.out.println(socket.getRemoteSocketAddress() + "out");
        }
    }
}

三、总结

  该项目是一个基于 TCP 协议的多人聊天系统。服务器通过 ServerSocket 监听客户端的连接，每个客户端连接后，服务器为其创建一个独立的线程来处理通信。服务器维护一个在线客户端的列表，当某个客户端发送消息时，服务器会将该消息转发给所有其他在线客户端。

  客户端通过 Socket 连接服务器，并在一个独立的线程中不断读取来自服务器的转发消息。项目实现了基本的多人聊天功能，展示了 TCP 通信和多线程的应用，记录一个入门学习案例