Java实战之基于TCP实现简单聊天程序

简介

TCP（Transmission Control Protocol）是一种可靠的传输协议，其保证了数据的可靠传输。而基于TCP的聊天程序则利用了TCP协议的可靠性进行双方的消息传输。本文将介绍如何通过Java实现基于TCP协议的简单聊天程序。

实现步骤

1. 创建服务器端

服务器端实现基于TCP的Socket通信，其实现步骤如下：
1. 创建ServerSocket对象并指定端口号
2. 调用ServerSocket对象的accept()方法监听客户端请求
3. 使用InputStream读取客户端发来的消息
4. 使用OutputStream向客户端发送响应消息

示例代码：

public class Server {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8080);
        System.out.println("服务器已启动，等待客户端连接。。。");
        while (true) {
            Socket socket = serverSocket.accept();
            InputStream inputStream = socket.getInputStream();
            byte[] bytes = new byte[1024];
            int len = 0;
            StringBuilder sb = new StringBuilder();
            while ((len = inputStream.read(bytes)) != -1) {
                sb.append(new String(bytes, 0, len, "UTF-8"));
            }
            System.out.println("客户端发送的消息是：" + sb.toString());

            OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();
            outputStream.write("服务端已接收到消息".getBytes("UTF-8"));
            outputStream.flush();
        }
    }
}

2. 创建客户端

客户端同样实现基于TCP的Socket通信，其实现步骤如下：
1. 创建Socket对象并指定服务器IP和端口号
2. 使用OutputStream向服务器发送消息
3. 使用InputStream读取服务器响应消息

示例代码：

public class Client {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Socket socket = new Socket("127.0.0.1", 8080);
        OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();
        outputStream.write("你好，服务器".getBytes("UTF-8"));
        outputStream.flush();

        InputStream inputStream = socket.getInputStream();
        byte[] bytes = new byte[1024];
        int len = 0;
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        while ((len = inputStream.read(bytes)) != -1) {
            sb.append(new String(bytes, 0, len, "UTF-8"));
        }
        System.out.println("服务端响应的消息是：" + sb.toString());
    }
}

3. 简单聊天程序

聊天程序需要同时启动服务端和客户端。客户端向服务端发送消息后，服务端再将消息转发给所有连接上的客户端。实现步骤如下：
1. 创建ServerSocket对象并指定端口号
2. 调用ServerSocket对象的accept()方法监听客户端请求，并将连接上的客户端Socket保存到List中
3. 使用InputStream读取客户端发来的消息
4. 将消息发送给所有连接上的客户端

示例代码：
服务端代码

public class ChatServer {
    private static List<Socket> socketList = new ArrayList<>();

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8080);
        System.out.println("服务器已启动，等待客户端连接。。。");
        while (true) {
            Socket socket = serverSocket.accept();
            socketList.add(socket);
            new Thread(new ServerThread(socket)).start();
        }
    }

    static class ServerThread implements Runnable {
        Socket socket;

        public ServerThread(Socket socket) {
            this.socket = socket;
        }

        @Override
        public void run() {
            try {
                InputStream inputStream = socket.getInputStream();
                byte[] bytes = new byte[1024];
                int len = 0;
                StringBuilder sb = new StringBuilder();
                while ((len = inputStream.read(bytes)) != -1) {
                    sb.append(new String(bytes, 0, len, "UTF-8"));
                }
                System.out.println("客户端发送的消息是：" + sb.toString());

                for (Socket s : socketList) {
                    OutputStream outputStream = s.getOutputStream();
                    outputStream.write(sb.toString().getBytes("UTF-8"));
                    outputStream.flush();
                }
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

客户端代码：

public class ChatClient {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Socket socket = new Socket("127.0.0.1", 8080);
        OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();
        outputStream.write("你好，服务器".getBytes("UTF-8"));
        outputStream.flush();

        while (true) {
            InputStream inputStream = socket.getInputStream();
            byte[] bytes = new byte[1024];
            int len = 0;
            StringBuilder sb = new StringBuilder();
            while ((len = inputStream.read(bytes)) != -1) {
                sb.append(new String(bytes, 0, len, "UTF-8"));
            }
            System.out.println("收到服务器发送的消息：" + sb.toString());
        }
    }
}

总结

本文介绍了如何通过Java实现基于TCP的简单聊天程序。通过例子我们可以学习到TCP协议的特点以及通过Java如何实现Socket通信。同时，聊天程序的实现也涉及到多线程的使用，可以让我们更好地学习多线程的使用方法。