序接上回
在上一节中，我们展示了一个简单的客户端-服务器聊天程序的示例代码。尽管该程序能够实现基本的消息发送和接收功能，但在实际生产环境中，需求往往远不止于此。为了支持多个客户端并发交互，我们需要改进现有的设计，使用 BIO（Blocking I/O）模型 来处理多个用户的聊天信息。以下将详细讨论这一改进方案。
现有代码的局限性
上述代码在处理多个客户端时存在几个主要问题：
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单线程处理：当前的服务器代码是单线程的，这意味着只能同时处理一个客户端的请求。当一个客户端连接并发送消息时，服务器将被阻塞，直到该客户端断开连接或发送 "quit"。
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阻塞问题：在等待输入时，服务器会被阻塞，无法响应其他客户端的请求，这导致了潜在的性能瓶颈。
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扩展性不足：随着连接的增加，服务器的响应时间可能会显著增加，不能满足高并发请求的需求。
基于 BIO 的多人聊天室的实现
为了实现一个可与多个客户端并发交互的聊天室，我们需要为每个连接创建一个新的线程。这样，每个线程可以独立地处理来自不同用户的信息，而不会相互阻塞。
以下是改进后的服务器代码：
java
import java.io.*;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
public class Main {
public static void main(String[] args) {
final String QUIT = "quit";
final int DEFAULT_PORT = 7000;
try (ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(DEFAULT_PORT)) {
System.out.println("服务器启动，监听端口 " + DEFAULT_PORT);
while (true) {
Socket socket = serverSocket.accept();
System.out.println("客户端 " + socket.getPort() + " 连接成功");
new Thread(new ClientHandler(socket)).start(); // 为每个客户端启动一个新线程
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
class ClientHandler implements Runnable {
private Socket socket;
public ClientHandler(Socket socket) {
this.socket = socket;
}
public void run() {
final String QUIT = "quit";
try (BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
BufferedWriter writer = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(socket.getOutputStream()))) {
String msg;
while ((msg = reader.readLine()) != null) {
System.out.println("收到客户端 " + socket.getPort() + " 消息: " + msg);
writer.write("服务器收到消息: " + msg + "\n");
writer.flush();
if (QUIT.equals(msg)) {
break;
}
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
try {
socket.close();
System.out.println("客户端 " + socket.getPort() + " 连接关闭");
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}代码解释
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多线程处理 ：代码中的
ClientHandler类实现了Runnable接口，每当有新的客户端连接时，主线程会创建一个新的ClientHandler实例并启动一个新线程来处理该连接。 -
独立处理：每个线程独立处理输入和输出，不会阻塞其他连接。这意味着即使一个客户端在发送消息，其他客户端仍然可以与服务器进行交互。
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资源管理 ：在
run方法中，使用try-with-resources确保在处理完成后自动关闭输入输出流，简化了资源管理。
流程图
以下流程图展示了如何使用 BIO 模型处理多个用户的聊天信息，同时考虑到服务器与客户端之间的交互：
发送信息 处理信息 处理用户A的消息 处理用户B的消息 处理用户C的消息 发送消息给每个客户端 等待用户输入 继续接收输入 用户输入聊天信息 服务器接收信息 创建线程处理各个连接 线程处理 将消息广播给其他用户 所有客户端接收信息 阻塞等待
中文解释
- 用户输入聊天信息：用户在客户端输入消息。
- 发送信息：客户端将信息发送到服务器。
- 服务器接收信息：服务器接收到用户的信息。
- 处理信息：服务器对接收到的信息进行初步处理。
- 创建线程处理各个连接：为每个连接创建一个新的线程，以便并行处理多个用户的请求。
- 线程处理 ：每个线程独立处理不同用户的消息。
- 处理用户A的消息：比如线程专门处理用户A发来的消息。
- 处理用户B的消息：同样，处理用户B的消息。
- 处理用户C的消息：处理用户C的消息。
- 将消息广播给其他用户：处理完消息后，服务器将其广播给所有其他在线用户。
- 所有客户端接收信息：每个客户端接收服务器发送的消息。
- 等待用户输入：客户端等待用户输入。
- 阻塞等待：在等待用户输入期间，可能会有阻塞。
- 继续接收输入：一旦有新的输入，流程再次回到用户输入聊天信息的步骤。
通过将聊天服务器改为多线程模型，我们可以有效地提高其并发处理能力，满足多用户同时进行交互的需求。BIO 模型虽然在某些场景下效率有限，但在小规模的聊天应用中依然是一个有效的解决方案。对于更复杂的需求，未来可以考虑实现 NIO（非阻塞 I/O）或使用 WebSocket 等更先进的技术，一步一步来。万变不离其宗，io服务器和客户端的交互,做一个小型的客服是足够的，实际生产中是需求产生代码，学习的时候想法驱动代码，加油
持续更新中~~