day02-代码实现01
多用户即时通讯系统024.编码实现01
4.1功能实现-用户登录
4.1.1功能说明
因为还没有学习数据库，我们人为规定 用户名/id = 100，密码为 123456 就可以登录，其他用户不能登录，后面使用HashMap模拟数据库，这样就可以多个用户登录。
https://liyuelian.oss-cn-shenzhen.aliyuncs.com/imgs/image-20220920184736385.png4.1.2思路分析+框架图
https://liyuelian.oss-cn-shenzhen.aliyuncs.com/imgs/image-20220921230655619.png用户的登录功能的流程：
[*]用户进入系统界面，选择登录
[*]输入登录信息之后，客户端与服务端建立连接，把信息发送给服务端
[*]服务端接收信息，在数据库中进行校验，作出判断
[*]服务端将判断返回客户端
[*]客户端接收信息后，进行下一步操作（成功则进入二级菜单，失败则请求用户重新输入）
4.1.3代码实现
4.1.3.1客户端代码
https://liyuelian.oss-cn-shenzhen.aliyuncs.com/imgs/image-20220921233227770.png1.User类
用户输入登录信息后，在客户端发送信息给服务端的过程中，为了方便数据的解析（比如用户id、用户密码等），使用对象来进行数据的传输
package qqcommon;
import java.io.Serializable;
/**
* @author 李
* @version 1.0
* 表示一个用户信息
*/
public class User implements Serializable {//要序列化某个对象，实现接口Serializable
private static final long serialVersionUID = 1L;//声明序列化版本号，提高兼容性
private String userId;//用户id/用户名
private String password;//用户密码
public User() {
}
public User(String uerId, String password) {
this.userId = uerId;
this.password = password;
}
public String getUerId() {
return userId;
}
public void setUerId(String uerId) {
this.userId = uerId;
}
public String getPassword() {
return password;
}
public void setPassword(String password) {
this.password = password;
}
}2.Message类
表示客户端和服务器端通讯时的消息对象，目的同User
package qqcommon;
import java.io.Serializable;
/**
* @author 李
* @version 1.0
* 表示客户端和服务器端通讯时的消息对象
*/
public class Message implements Serializable {
private static final long serialVersionUID = 1L;//声明序列化版本号，提高兼容性
//因为客户端之间的通信都要依靠服务端，因此信息必须要写明接收者和发送者等
private String sender;//发送者
private String getter;//接收者
private String content;//消息内容
private String sendTime;//发送时间-因为发送时间也要被序列化，因此这里也用String类型
private String mesType;//消息类型[可以在接口中定义消息类型]
public String getMesType() {
return mesType;
}
public void setMesType(String mesType) {
this.mesType = mesType;
}
public String getSender() {
return sender;
}
public void setSender(String sender) {
this.sender = sender;
}
public String getGetter() {
return getter;
}
public void setGetter(String getter) {
this.getter = getter;
}
public String getContent() {
return content;
}
public void setContent(String content) {
this.content = content;
}
public String getSendTime() {
return sendTime;
}
public void setSendTime(String sendTime) {
this.sendTime = sendTime;
}
}3.MessageType接口
package qqcommon;
/**
* @author 李
* @version 1.0
* 表示消息类型
*/
public interface MessageType {
//在接口中定义类一些常量，不同的常量的表示不同的消息类型
String MESSAGE_LOGIN_SUCCEED = "1";//表示登录成功
String MESSAGE_LOGIN_FAIL = "2";//表示登录失败
}4.QQView类
主程序入口，显示菜单
package qqclient.view;
import qqclient.service.UserClientService;
import qqclient.utils.Utility;
/**
* @author 李
* @version 1.0
*/
public class QQView {
private boolean loop = true;//控制是否显示菜单
private String key = "";//用来接收用户的键盘输入
private UserClientService userClientService = new UserClientService();//该对象用于登录服务/注册用户
public static void main(String[] args) {
new QQView().mainMenu();
System.out.println("客户端退出系统......");
}
//显示主菜单
public void mainMenu() {
while (loop) {
System.out.println("===========欢迎登陆网络通信系统===========");
System.out.println("\t\t 1 登录系统");
System.out.println("\t\t 9 退出系统");
System.out.print("请输入你的选择：");
key = Utility.readString(1);//读取键盘输入的指定长度的字符串
//根据用户的输入，来处理不同的逻辑
switch (key) {
case "1":
System.out.print("请输入用户号：");
String userId = Utility.readString(50);//读取键盘输入的指定长度的字符串
System.out.print("请输入密码：");
String pwd = Utility.readString(50);
// 到服务端去验证用户是否合法
//这里有很多代码,我们这里编写一个类UserClientService[提供用户登录/注册等功能]
if (userClientService.checkUser(userId, pwd)) {//验证成功
System.out.println("=========欢迎（用户 " + userId + " 登录成功）=========");
//进入到二级菜单
while (loop) {
System.out.println("\n=========网络通讯系统二级菜单（用户 " + userId + " ）==========");
System.out.println("\t\t 1 显示在线用户列表");
System.out.println("\t\t 2 群发消息");
System.out.println("\t\t 3 私聊消息");
System.out.println("\t\t 4 发送文件");
System.out.println("\t\t 9 退出系统");
System.out.print("请输入你的选择：");
key = Utility.readString(1);
switch (key) {
case "1":
System.out.println("显示在线用户列表");
break;
case "2":
System.out.println("群发消息");
break;
case "3":
System.out.println("私聊消息");
break;
case "4":
System.out.println("发送文件");
break;
case "9":
loop = false;//退出循环
break;
}
}
} else {//验证失败
System.out.println("=========登录失败========");
}
break;
case "9":
loop = false;//退出循环
break;
}
}
}
}5.Utility类
工具类，用于处理各种情况的用户输入，并且能够按照程序员的需求，得到用户的控制台输入。
package qqclient.utils;
/**
* 工具类的作用:
* 处理各种情况的用户输入，并且能够按照程序员的需求，得到用户的控制台输入。
*/
import java.util.Scanner;
/**
*/
public class Utility {
//静态属性。。。
private static Scanner scanner = new Scanner(System.in);
/**
* 功能：读取键盘输入的一个菜单选项，值：1——5的范围
* @return 1——5
*/
public static char readMenuSelection() {
char c;
for (; ; ) {
String str = readKeyBoard(1, false);//包含一个字符的字符串
c = str.charAt(0);//将字符串转换成字符char类型
if (c != '1' && c != '2' &&
c != '3' && c != '4' && c != '5') {
System.out.print("选择错误，请重新输入：");
} else break;
}
return c;
}
/**
* 功能：读取键盘输入的一个字符
* @return 一个字符
*/
public static char readChar() {
String str = readKeyBoard(1, false);//就是一个字符
return str.charAt(0);
}
/**
* 功能：读取键盘输入的一个字符，如果直接按回车，则返回指定的默认值；否则返回输入的那个字符
* @param defaultValue 指定的默认值
* @return 默认值或输入的字符
*/
public static char readChar(char defaultValue) {
String str = readKeyBoard(1, true);//要么是空字符串，要么是一个字符
return (str.length() == 0) ? defaultValue : str.charAt(0);
}
/**
* 功能：读取键盘输入的整型，长度小于2位
* @return 整数
*/
public static int readInt() {
int n;
for (; ; ) {
String str = readKeyBoard(10, false);//一个整数，长度<=10位
try {
n = Integer.parseInt(str);//将字符串转换成整数
break;
} catch (NumberFormatException e) {
System.out.print("数字输入错误，请重新输入：");
}
}
return n;
}
/**
* 功能：读取键盘输入的 整数或默认值，如果直接回车，则返回默认值，否则返回输入的整数
* @param defaultValue 指定的默认值
* @return 整数或默认值
*/
public static int readInt(int defaultValue) {
int n;
for (; ; ) {
String str = readKeyBoard(10, true);
if (str.equals("")) {
return defaultValue;
}
//异常处理...
try {
n = Integer.parseInt(str);
break;
} catch (NumberFormatException e) {
System.out.print("数字输入错误，请重新输入：");
}
}
return n;
}
/**
* 功能：读取键盘输入的指定长度的字符串
* @param limit 限制的长度
* @return 指定长度的字符串
*/
public static String readString(int limit) {
return readKeyBoard(limit, false);
}
/**
* 功能：读取键盘输入的指定长度的字符串或默认值，如果直接回车，返回默认值，否则返回字符串
* @param limit 限制的长度
* @param defaultValue 指定的默认值
* @return 指定长度的字符串
*/
public static String readString(int limit, String defaultValue) {
String str = readKeyBoard(limit, true);
return str.equals("") ? defaultValue : str;
}
/**
* 功能：读取键盘输入的确认选项，Y或N
* 将小的功能，封装到一个方法中.
* @return Y或N
*/
public static char readConfirmSelection() {
System.out.println("请输入你的选择(Y/N): 请小心选择");
char c;
for (; ; ) {//无限循环
//在这里，将接受到字符，转成了大写字母
//y => Y n=>N
String str = readKeyBoard(1, false).toUpperCase();
c = str.charAt(0);
if (c == 'Y' || c == 'N') {
break;
} else {
System.out.print("选择错误，请重新输入：");
}
}
return c;
}
/**
* 功能： 读取一个字符串
* @param limit 读取的长度
* @param blankReturn 如果为true ,表示 可以读空字符串。
* 如果为false表示 不能读空字符串。
*
* 如果输入为空，或者输入大于limit的长度，就会提示重新输入。
* @return
*/
private static String readKeyBoard(int limit, boolean blankReturn) {
//定义了字符串
String line = "";
//scanner.hasNextLine() 判断有没有下一行
while (scanner.hasNextLine()) {
line = scanner.nextLine();//读取这一行
//如果line.length=0, 即用户没有输入任何内容，直接回车
if (line.length() == 0) {
if (blankReturn) return line;//如果blankReturn=true,可以返回空串
else continue; //如果blankReturn=false,不接受空串，必须输入内容
}
//如果用户输入的内容大于了 limit，就提示重写输入
//如果用户如的内容 >0 <= limit ,我就接受
if (line.length() < 1 || line.length() > limit) {
System.out.print("输入长度（不能大于" + limit + "）错误，请重新输入：");
continue;
}
break;
}
return line;
}
}6.UserClientService类
该类完成用户登录验证和用户注册等功能
package qqclient.service;
import qqcommon.Message;
import qqcommon.MessageType;
import qqcommon.User;
import java.io.ObjectInputStream;
import java.io.ObjectOutputStream;
import java.net.InetAddress;
import java.net.Socket;
/**
* @author 李
* @version 1.0
* 该类完成用户登录验证和用户注册等功能
*/
public class UserClientService {
//因为我们可能在其他地方使用User信息，因此做成成员属性
private User u = new User();
//因为可能在其他地方使用Socket，因此也做成成员属性
private Socket socket;
//根据用户输入的 userId 和 pwd，到服务器去验证该用户是否合法
public boolean checkUser(String userId, String pwd) {
boolean b = false;
//创建User对象
u.setUerId(userId);
u.setPassword(pwd);
try {
//连接服务器，发送u对象
socket = new Socket(InetAddress.getByName("192.168.1.6"), 9999);//指定服务端的ip和端口
//获取ObjectOutputStream对象(对象输出流)
ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(socket.getOutputStream());
oos.writeObject(u);//向服务端发送User对象，服务器会进行验证
//socket.shutdownOutput();
//服务器验证后，客户端读取从服务端回送的Message对象
ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(socket.getInputStream());
Message ms = (Message) ois.readObject();//强转为Message类型
/**取出服务端返回的Message对象中的getMesType属性
* 如果为MESSAGE_LOGIN_SUCCEED则说明登录成功,
* 否则登录失败
* */
if (ms.getMesType().equals(MessageType.MESSAGE_LOGIN_SUCCEED)) {//登录成功
//创建一个服务器保持通信的线程
// -->创建一个类 ClientConnectServerThread，
// 把socket传到该线程里面，然后把线程放到一个集合里面去管理
ClientConnectServerThread clientConnectServerThread = new ClientConnectServerThread(socket);
//启动客户端的线程
clientConnectServerThread.start();
//这里为了后面客户端的扩展，我们将线程放入到集合里面
ManageClientConnectServerThread.addClientConnectServerThread(userId, clientConnectServerThread);
b = true;
} else {//登录失败
//如果登录失败，就不启动和服务器通讯的线程，直接关闭socket
socket.close();
}
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
return b;
}
}7.ClientConnectServerThread类
客户端与服务端通过socket连接，考虑到一个客户端会有多个socket的情况（服务端同此），将socket放在线程内
package qqclient.service;
import qqcommon.Message;
import java.io.ObjectInputStream;
import java.net.Socket;
/**
* @author 李
* @version 1.0
*/
public class ClientConnectServerThread extends Thread {
//该线程需要持有socket
private Socket socket;
//构造器可以接收一个Socket对象
public ClientConnectServerThread(Socket socket) {
this.socket = socket;
}
@Override
public void run() {
//因为Thread需要在后台和服务器通信，因此我们使用while循环
while (true) {
try {
System.out.println("客户端线程，等待读取从服务端发送的消息");
ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(socket.getInputStream());
//如果服务器没有发送Message对象，线程会阻塞在这里
Message message = (Message) ois.readObject();
//注意，后面我们需要使用message
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
//为了更方便地得到socket，提供get方法
public Socket getSocket() {
return socket;
}
public void setSocket(Socket socket) {
this.socket = socket;
}
}8.ManageClientConnectServerThread类
将线程都放入集合中，便于管理
package qqclient.service;
import java.util.HashMap;
/**
* @author 李
* @version 1.0
* 该类管理客户端连接到服务器端的线程的类
*/
public class ManageClientConnectServerThread {
//把多个线程放入到HashMap集合，key就是用户id，value就是线程
private static HashMap<String, ClientConnectServerThread> hm = new HashMap<>();
//将某个线程加入到集合
public static void addClientConnectServerThread(String userId, ClientConnectServerThread clientConnectServerThread) {
hm.put(userId, clientConnectServerThread);
}
//通过userId可以得到一个对应的线程
public static ClientConnectServerThread getClientConnectServerThread(String userId) {
return hm.get(userId);
}
}4.1.3.2服务端代码
https://liyuelian.oss-cn-shenzhen.aliyuncs.com/imgs/image-20220921234743331.png服务端的User、Message、MessageType和客户端一致，不再赘述
1.QQFrame
package qqframe;
import qqserver.server.QQServer;
/**
* @author 李
* @version 1.0
* 该类创建QQServer，启动后台的服务
*/
public class QQFrame {
public static void main(String[] args) {
new QQServer();
}
}2.QQServer
package qqserver.server;
import qqcommon.Message;
import qqcommon.MessageType;
import qqcommon.User;
import java.io.IOException;
import java.io.ObjectInputStream;
import java.io.ObjectOutputStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
import java.util.HashMap;
import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;
/**
* @author 李
* @version 1.0
* 这是服务端，在监听端口9999，等待有客户端连接，并保持通信
*/
public class QQServer {
private ServerSocket ss = null;
//创建一个集合，存放多个用户数据，如果是在集合里面的用户登录，就认为是合法的（模拟数据库）
//这里也可以使用 ConcurrentHashMap，可以处理并发的集合，没有线程安全问题
// HashMap 没有处理线程安全，因此在多线程的情况下是不安全的
// ConcurrentHashMap 处理的线程安全，即线程同步处理，在多线程的情况下是安全的
private static ConcurrentHashMap<String, User> validUsers = new ConcurrentHashMap<>();
static {//在静态代码块，初始化 validUsers
validUsers.put("100", new User("100", "123456"));
validUsers.put("200", new User("200", "123456"));
validUsers.put("300", new User("300", "123456"));
validUsers.put("至尊宝", new User("至尊宝", "123456"));
validUsers.put("紫霞仙子", new User("紫霞仙子", "123456"));
}
//验证用户是否有效的方法
public boolean checkUser(String userId, String password) {
User user = validUsers.get(userId);//在HashMap（模拟数据库）里面找key=userId对应的value=User对象
//过关的验证方式
if (user == null) {//如果User为空（即Value为空）就说明 userId对应的key不存在
return false;
}
if (!user.getPassword().equals(password)) {//如果userId正确，但是密码错误
return false;
}
return true;//如果userId和密码都正确
}
public QQServer() {
//注意：端口可以写在配置文件里面
System.out.println("服务端在9999端口监听...");
try {
ss = new ServerSocket(9999);
while (true) {//循环监听，当和某个客户端建立连接后，会继续监听，因此使用while
Socket socket = ss.accept();//如果没有客户端连接，就会阻塞在这里，直到有新的客户端来连接
//得到socket关联的对象输入流
ObjectInputStream ois =
new ObjectInputStream(socket.getInputStream());
User u = (User) ois.readObject();//读取客户端发送的User对象
/***
* 下面这里其实是要到数据库区验证User的信息，但是因为还没学数据库，先用规定的数据进行校验
* HashMap模拟数据库，可以多个用户登录
*/
//创建一个Message对象，用来回复客户端
Message message = new Message();
//得到socket关联的对象输出流
ObjectOutputStream oos =
new ObjectOutputStream(socket.getOutputStream());
//验证
if (checkUser(u.getUserId(), u.getPassword())) {//登录通过
message.setMesType(MessageType.MESSAGE_LOGIN_SUCCEED);
//将Message对象回复给客户端
oos.writeObject(message);
//创建一个线程，和客户端保持通信，该线程需要持有socket对象
ServerConnectClientThread serverConnectClientThread =
new ServerConnectClientThread(socket, u.getUserId());
//启动该线程
serverConnectClientThread.start();
//把该线程对象放入到一个集合中，进行管理
ManageClientThreads.addClientThread(u.getUserId(), serverConnectClientThread);
} else {//登录失败
System.out.println("用户 id=" + u.getUserId() + " pwd=" + u.getPassword() + " 验证失败");
message.setMesType(MessageType.MESSAGE_LOGIN_FAIL);
oos.writeObject(message);
//关闭socket
socket.close();
}
}
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
} finally {
//如果服务器退出了while循环，说明服务器不再监听，因此关闭ServerSock
try {
ss.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}3.ServerConnectClientThread
线程类，与客户端的线程类同理
package qqserver.server;
import qqcommon.Message;
import java.io.IOException;
import java.io.ObjectInputStream;
import java.net.Socket;
/**
* @author 李
* @version 1.0
* 该类的一个对象和某个客户端保持通信
*/
public class ServerConnectClientThread extends Thread {
private Socket socket;
private String userId;//连接到服务端的用户id
public ServerConnectClientThread(Socket socket, String userId) {
this.socket = socket;
this.userId = userId;
}
@Override
public void run() {//这里线程处于run的状态，可以发送/接收消息
while (true) {
try {
System.out.println("服务端和客户端" + userId + "保持通信，读取数据...");
ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(socket.getInputStream());
Message message = (Message) ois.readObject();
//后面会使用Message
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}4.ManageClientThreads
使用集合来存放线程，便于管理
package qqserver.server;
import java.util.HashMap;
/**
* @author 李
* @version 1.0
* 该类用于管理和客户端通信的线程
*/
public class ManageClientThreads {
private static HashMap<String, ServerConnectClientThread> hm = new HashMap<>();
//添加线程对象到 hm集合中
public static void addClientThread(String userId, ServerConnectClientThread serverConnectClientThread) {
hm.put(userId, serverConnectClientThread);
}
//根据userId返回ServerConnectClientThread线程
public static ServerConnectClientThread getServerConnectClientThread(String userId) {
return hm.get(userId);
}
}运行截图：
[*]先运行服务端：
https://liyuelian.oss-cn-shenzhen.aliyuncs.com/imgs/image-20220921235610095.png
[*]运行客户端，并输入信息：
https://liyuelian.oss-cn-shenzhen.aliyuncs.com/imgs/image-20220921235756369.png
此时服务端：
https://liyuelian.oss-cn-shenzhen.aliyuncs.com/imgs/image-20220922000032580.png可以看到服务端成功地从客户端获取用户登录信息，匹配相应用户后返回了信息，客户端成功获取到了服务端返回的信息，并进入了二级菜单。
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