文章目录

即时通讯工具
客户端
服务端
- 1、链接
- 2、登录
- 3、其他方法
- - 3.1、读取客户端的消息
  - 3.2、给客户端发送消息
  - 3.3、日志记录
  - 3.4、工具集合
  - 3.5、ChatSocket
服务端部署
优点与缺点
最后

认真工作不叫做赚钱，那叫做用劳动换取报酬，上班摸鱼才是真的赚钱。

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即时通讯工具

如果上班有空闲时间，最喜欢做的事情自然是和熟悉的朋友一起聊聊天，互相吐槽工作中遇到的人和事，缓解工作的压力。

如果直接在桌面上打开 QQ 或者微信，那目标无疑是巨大的，QQ 和微信的桌面客户端明晃晃地占据整个电脑桌面，只要有同事或者领导从你身边经过，或是在你后面看一眼，就立刻能够知道你在上班摸鱼，那场面不亚于公开处刑…… (＠_＠)

领导：看来工作还是不饱和啊 ┑(￣Д ￣)┍

针对这种情况，技术人自然不甘落后，总是可以想出各种方法躲避同事和领导发现你在上班摸鱼 ≡ω≡

思量再三，最终还是放弃了 IDEA 的各种插件，转而决定还是自己手写一款简易的即时通信工具。

既然要自己动手，那自然也要先对这款即时通讯工具做个简单的规划。

这款即时通讯工具分为客户端和服务端的，每个用户可以使用客户端进行即时通讯。
通讯工具尽可能简单，只依赖于 JDK，即完全使用 Java 网络编程功能实现，不依赖其他的第三方库。
通讯工具不需要桌面，使用 Java 自带的 Scanner 控制台输入即可。

这样一款基于 Java 网络编程的即时通讯工具，只要在 IDEA 运行客户端代码，即可在控制台与其他朋友快乐地聊天。只要不是同事或者领导贴着你的电脑屏幕观看，他绝对想不到你是在使用 IDEA 上班摸鱼聊天。

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客户端

客户端是给使用这款即时通讯工具的用户使用的，从安全和用户体验的角度上来说，客户端应该尽可能精简，只负责发送和接受数据即可。

因为这是一款即时通讯工具，客户端需要做的有两件事：

监听客户端的输入和发送。
监听服务端发送过来的消息。

因为我们使用 JDK 自带的 Scanner 类来进行客户端的输入，而这个输入是一个阻塞的操作，所以我们需要创建一条额外的线程来进行服务端的监听工作。

客户端需要两条用户线程：

main 线程用来监听客户端的输入和发送。
另外创建一条线程用来监听服务端的消息发送。

思路已经设计好了，可以使用代码来实现了：

/*** 聊天室客户端** @author herenpeng* @since 2021-07-09 12:00:00*/
public class ChatClient {public static void main(String[] args) {try (Socket socket = new Socket("127.0.0.1", 12345)) {// 读取服务端发的消息new Thread(() -> readMsg(socket)).start();OutputStream os = socket.getOutputStream();Scanner scanner = new Scanner(System.in);System.out.println("请输入您的聊天室昵称：");while (true) {String chat = scanner.next();System.out.println("---------------------------");os.write(chat.getBytes());}} catch (Exception e) {System.out.println("【系统消息】聊天室炸了，BUG之神降临了");e.printStackTrace();System.exit(0);}}private static void readMsg(Socket socket) {try {while (true) {InputStream is = socket.getInputStream();byte[] bytes = new byte[1024];int len = is.read(bytes);System.out.println(new String(bytes, 0, len));}} catch (Exception e) {System.out.println("【系统消息】你已退出聊天室，开始认真工作吧");System.exit(0);}}}

服务端

服务端的设计比客户端要困难很多，为了便于开发和理解，我直接使用了 Java 阻塞式的网络 IO 来进行实现，即每一个客户端连接都创建一个线程来进行处理。

这种阻塞式的网络 IO 的好处在于便于理解和开发，而缺点也非常明显，因为这是一个通讯工具，即每一个链接都是长链接。

即每个客户端用户链接服务端后，都会在服务端专门有一个线程处理这个客户端相关的网络 IO 操作。如果用户量少的情况下还比较好，但是用户一旦多了起来，服务端将会创建 N 多个线程，而且在客户端不主动断开的情况下，服务器这些线程会一直占用服务器资源，服务器将会消费非常大的资源，而且很容易崩溃。

基于这种情况，我后面也实现了一个 Java NIO 版本的客户端和服务端，在文章末尾也会一起附上源码。

在这里插入图片描述

我将服务端的操作分为两个步骤：

1、链接

服务端阻塞地等待客户端的链接请求。

/*** 聊天室服务端** @author herenpeng* @since 2021-07-09 12:00:00*/
public class ChatServer {/*** 启动类** @param args 启动参数* @throws IOException 抛出IO异常*/public static void main(String[] args) throws IOException {ServerSocket server = new ServerSocket(12345);new Thread(() -> start(server)).start();// 加载配置CHAT_CFG_RELOAD_PASSWORD = UUID.randomUUID().toString();logInfo("【系统消息】聊天室配置加载密钥：" + CHAT_CFG_RELOAD_PASSWORD);reloadChatCfg(args.length == 1 ? args[0] : null, null);logInfo("【系统消息】聊天室启动成功了！");}/*** 服务开始方法** @param server 服务对象*/private static void start(ServerSocket server) {try {while (true) {// 链接操作ChatSocket chatSocket = connection(server);// 登录操作login(chatSocket);}} catch (Exception e) {logInfo("【系统消息】聊天室发生了异常……");e.printStackTrace();} finally {logInfo("【系统消息】正在关闭聊天室资源……");close(server);}}/*** 链接客户端** @param server 服务对象* @return ChatSocket 对象* @throws IOException 抛出异常*/private static ChatSocket connection(ServerSocket server) throws IOException {Socket socket = server.accept();ChatSocket chatSocket = new ChatSocket(socket);userDB.add(chatSocket);sendMsgToUser(socket, "============================\n" +"1、本聊天室仅为娱乐，请勿在该聊天室内谈论敏感内容，比如涉政，涉黄，账号密码等等！\n" +"2、聊天室内容明文传输，聊天信息泄露本聊天室概不负责！\n" +"3、本聊天室内容后台不做任何存储，聊天信息如果需要请自行保留！\n" +"4、最终解释权归本聊天室所有！\n" +"============================");return chatSocket;}/*** 保存所有用户socket的集合*/private static final List<ChatSocket> userDB = new LinkedList<>();}

2、登录

服务端获取到客户端请求后，将 Socket 包装为我们自定义的 ChatSocket，便于我们进行登录操作。

/*** 用户登录方法** @param chatSocket ChatSocket 对象*/
private static void login(ChatSocket chatSocket) {// 给每个用户一个线程处理new Thread(() -> {Socket socket = chatSocket.getSocket();String username = null;try {InputStream is = socket.getInputStream();byte[] bytes = new byte[1024];int len = readMsg(is, bytes);if (len == -1) {logout(chatSocket);return;}username = new String(bytes, 0, len);chatSocket.setUsername(username);// 刷新配置if (CHAT_CFG_RELOAD_PASSWORD.equals(username)) {reloadChatCfg(is, bytes, socket);return;}loginTip(username, socket);// 机器人欢迎robotWelcome(username);while (true) {len = readMsg(is, bytes);if (len == -1) {logout(chatSocket);return;}String msg = new String(bytes, 0, len);sendMsgToOtherUser(username, socket, msg);// 机器人回复消息randomRobotReply(msg);}} catch (IOException e) {try {logout(chatSocket);} catch (Exception ex) {remove(socket);ex.printStackTrace();}e.printStackTrace();}}).start();
}

3、其他方法

3.1、读取客户端的消息


/*** 读取消息的方法** @param is    输入流* @param bytes 字节数组* @return 读取的长度*/
private static int readMsg(InputStream is, byte[] bytes) {int len;try {len = is.read(bytes);} catch (Exception e) {return -1;}return len;
}

3.2、给客户端发送消息

/*** 给所有的用户发送系统消息** @param msg 系统消息* @throws IOException 抛出异常*/
private static void sendSysMsg(String msg) throws IOException {for (ChatSocket chatSocket : userDB) {String sysMsg = getCurrentTime() + "\n" + msg + "\n" + chatSeparate;Socket socket = chatSocket.getSocket();sendMsgToUser(socket, sysMsg);}
}/*** 发送消息给其他用户** @param username 消息发送用户名称* @param self     消息发送的用户socket* @param msg      消息* @throws IOException 抛出异常*/
private static void sendMsgToOtherUser(String username, Socket self, String msg) throws IOException {for (ChatSocket chatSocket : userDB) {Socket socket = chatSocket.getSocket();if (socket.equals(self)) {continue;}String sendMsg = "（" + username + "） " + getCurrentTime() + "\n" + msg + "\n" + chatSeparate;sendMsgToUser(socket, sendMsg);}
}/*** 给指定的用户发送消息，文本消息** @param socket  消息发送的用户socket* @param sendMsg 消息* @throws IOException 抛出异常*/
private static void sendMsgToUser(Socket socket, String sendMsg) throws IOException {OutputStream os = socket.getOutputStream();os.write(sendMsg.getBytes());
}

3.3、日志记录

虽然服务端不需要记录用户的聊天信息，但是还是需要记录一些服务器的日志信息。

/*** 打印日志** @param message 日志信息*/
private static void logInfo(String message) {System.out.println(getCurrentDateTime() + " " + message);
}

3.4、工具集合

/*** 获取当前在线的所有玩家名称** @return 当前在线的所有玩家名称*/
private static List<String> getLoginUsernames() {return userDB.stream().map(ChatSocket::getUsername).filter(Objects::nonNull).collect(Collectors.toList());
}/*** 判断时间是否是 11:00 - 04:59 晚上** @return 是返回true，否则返回false*/
private static boolean isNight() {Calendar calendar = Calendar.getInstance();int hour = calendar.get(Calendar.HOUR_OF_DAY);return hour >= 23 || hour <= 4;
}/*** 时间格式化对象*/
private static final SimpleDateFormat timeSdf = new SimpleDateFormat("HH:mm:ss");
private static final SimpleDateFormat DateTimeSdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");/*** 获取当前的时间的格式化字符串** @return 当前的时间的格式化字符串*/
private static synchronized String getCurrentTime() {return timeSdf.format(new Date());
}/*** 获取当前的日期时间的格式化字符串** @return 当前的日期时间的格式化字符串*/
private static synchronized String getCurrentDateTime() {return DateTimeSdf.format(new Date());
}/*** 判断一个字符串是否为空** @param string 字符串* @return 为空返回true，否则返回false*/
private static boolean isEmpty(String string) {return string == null || string.length() == 0;
}/*** 判断一个字符串是否不为空** @param string 字符串* @return 不为空返回true，否则返回false*/
private static boolean isNotEmpty(String string) {return !isEmpty(string);
}

3.5、ChatSocket

/*** 封装的 ChatSocket*/
private static class ChatSocket {private final Socket socket;private String username;public ChatSocket(Socket socket) {this.socket = socket;}public Socket getSocket() {return socket;}public String getUsername() {return username;}public void setUsername(String username) {this.username = username;}
}

服务端部署

为了方便在服务器上运行服务端代码，我还特意写了一个 Shell 脚本用来处理服务端代码的运行、停止、重启、查找等操作。

在这里插入图片描述

CHAT_SERVER_DIR=/usr/app/chat
CHAT_SERVER=ChatServer
CHAT_LOG_FILE=${CHAT_SERVER_DIR}/chat.log
# 聊天室启动参数
CHAT_CFG=${2}help() {echo "=================="echo "start 启动服务"echo "stop 停止服务"echo "restart 重启服务"echo "find 查找服务"echo "help 帮助"echo "=================="
}start() {javac -encoding UTF-8 ${CHAT_SERVER}\.javanohup java -Dfile.encoding=UTF-8 ${CHAT_SERVER} ${CHAT_CFG} >>${CHAT_LOG_FILE} 2>&1 &echo "服务${CHAT_SERVER}已启动"
}stop() {PID=$(ps -ef | grep java | grep ChatServer | awk '{print $2}')if [ "${PID}" == "" ]thenecho "服务${CHAT_SERVER}已停止"elsekill ${PID}echo "服务${CHAT_SERVER}已停止"fi
}restart() {stopsleep 3startecho "服务${CHAT_SERVER}已重启"
}find() {PID=$(ps -ef | grep java | grep ChatServer | awk '{print $2}')if [ "${PID}" == "" ]thenecho "服务${CHAT_SERVER}已停止"elseecho "服务${CHAT_SERVER}正在运行：PID=${PID}"fi
}case ${1} in"")echo "=== 参数错误 ===";;start)start;;stop)stop;;restart)restart;;find)find;;*)help;;
esacexit 0

优点与缺点

优点

简单便捷，无论是客户端还是服务端，都只依赖了 JDK 的环境，没有任何第三方依赖，客户端的代码只在复制到有 JDK 环境的电脑上即可运行，方便快捷。
足够隐蔽，客户端在 CMD 或者 IDEA 环境下都可以运行，这样你身边的同事只要不仔细观察你的电脑屏幕，绝对想不到你是在和朋友聊天，只以为你是在认真工作。

缺点

服务端基于阻塞式网络 IO 开发，服务端只能够承受有限个的客户端链接。（Java NIO 版本可以解决这个缺点）
太过简陋，因为只是单纯地进行网络 IO 的写入和读取，所以对于一些复杂的网络环境问题都没有进行处理，比如网络黏包的问题，在客户端连接较多的情况下，可能会发生网络黏包的问题，导致一些消息粘黏在一起，发送给客户端。
需要一个服务器，因为这款即使通讯工具是 CS 模式，需要一个服务器运行服务端代码。