用Java实现的eChat聊天服务器

摘要：与一般的ASP聊天室不同，这种聊天服务器是完全独立的服务端程序。当它运行的时候先监听端口，一旦用户通过浏览器访问，便模拟WEB服务器通过HTTP和用户通讯。由于使用了Java技术，所以安全性以及速度上比起一般的ASP聊天室优势明显。

以下列出了eChat聊天服务器的技术特点：

1）跨平台：可以稳定运行在Liunx下

2）多线程：提高了聊天服务器的整体性能

3） Server Push：使客户与服务器处于不间断状态，实现了“无刷新”聊天

一、 主要类的说明

在介绍具体模型之前，我要把涉及到的几个主要类先说明下：

1） ChatServer

整个程序的主线程，由它来控制其它线程的开始

2） TextChatServer

文本聊天线程，以后可以扩展语音聊天等

3） Room

房间类，保存了所有和房间有关的资料（包括房间名、房间端口、用户列表等）

4） RoomListenThread：

房间监听线程，接受所有连接此房间的客户Socket

5） SysMsgThread

系统消息发送线程，通过它向房间广播系统消息（登陆信息或广告）

6） ClientThread

客户连接线程，每个用户都会和服务器建立一个Socket连接

7） ClientManageThread

客户跟踪线程，用来监视客户的连接情况（因为read方法会引起阻塞，所以必须为每个用户分配一个单独线程）

8） User

用户类，保存登陆用户的所以信息

9）Actions

我定义了7种Action，这个类是具体的实现（具体的看第三章）

10）Config.xml

系统配置文件，包括每个房间的详细配置（范例如下）

<配置信息>

<房间>

<房间名称> eChat聊天室 </房间名称>

<管理员> James </管理员>

<讨论主题> 山上的朋友，你们好！</讨论主题>

<端口> 3166 </端口>

<人数限制> 999 </人数限制>

</房间>

</配置信息>

二、 线程模型

线程模型设计如下：

程序运行的流程如下：

1）聊天服务器主线程从Config.xml中读取所有房间的信息

2）根据配置文件中的信息分别建立Room对象，并把信息传送给Room对象

3）根据Room对象中的port属性，建立房间监听线程和系统消息线程

4）当用户连接服务器时，房间监听线程accept后与客户建立Socket连接，并建立客户连接线程（每个用户都有一个单独的连接线程）

5）随后要为每个用户建立一个用户跟踪线程来判断是否在线（详细原因看第五章）

这样一个完整的线程模型就建立了，而客户端与服务端此后就通过Socket进行通讯。

三、 Action模型

客户端和服务端之间的交互比较复杂，在这里我定义了7种action并在Actions类中给出了具体的实现。Actions的定义如下：

1）Index:处理 index 动作[登陆区]

2）Main: 处理 main 动作[框架区]

3）Talk: 处理 talk 动作[输入区]

4）list: 处理 list 动作[用户在线列表]

5）Login: 验证用户并登陆

6）Send: 处理发送请求

7）outInfo: 处理 outInfo 动作

每个Actions对应请求页面如下：

客户端与服务端之间通讯是基于HTTP协议，客户端发出连接请求后。服务端返回HTTP消息头。然后，客户端就会发出GET/POST请求。服务端接收到客户端的参数后再根据actions的不同进行响应，并在action中判断是否断开Socket连接。代码片断如下：

// 返回参数Params

HttpParser requestParam = new HttpParser (_clientSocket);

HashMap _param = requestParam.GetParams ();

// 创建Actions对象

Actions action = new Actions (_out, _param, _room);

if ( requestParam.action != null ){

//System.out.println("acton :"+requestParam.action);

if ( requestParam.action.equals ("") ){

action.index ();

} else if ( requestParam.action.equals ("main") ){

action.main ();

} else if ( requestParam.action.equals ("login") ){

action.login ();

} else if ( requestParam.action.equals ("talk") ){

action.talk ();

} else if ( requestParam.action.equals ("send") ){

action.send ();

} else if ( requestParam.action.equals ("chat") ){

action.chat ();

} else if ( requestParam.action.equals ("list") ){

action.list ();

} else if ( requestParam.action.equals ("outinfo") ){

// 把这个一直不断开的连接加入User对象

action.outInfo (_clientSocket);

return; //不断开连接

} else{

// 未知Action就转入index

action.index ();

}

_out.flush ();

//断开连接

_clientSocket.close ();

这就是一个完整的动作处理模型

四、 Server Push技术

需要说明下：我实现聊天服务器是用Server Push技术来保证“无刷新”聊天。这种源自Linux下的技术到底是什么？我简单说明下：

Server Push技术的聊天室聊天室基本原理是，不使用HTTP服务器程序，由自己的Socket程序监听服务器的80端口，根据html规范，在接收到浏览器的请求以后，模仿www服务器的响应，将聊天内容发回浏览器。在浏览器看来就象浏览一个巨大的页面一样始终处于页面接收状态。也就是说，我们不再使用CGI等方式来处理聊天的内容，而采用我们自己的程序来处理所有的事务。实际上它就是一个专门的聊天服务器。

说这么多，实际上核心的地方就是：用户请求WEB页面的Socket始终不断开，就像一个巨大的页面始终处于接受状态，这样服务器就可以不间断的向客户端发送聊天信息。下面看看我的具体实现。

我的Actions模型中处理Server Push的是outinfo动作，请注意这里：

} else if ( requestParam.action.equals ("outinfo") ){

// 把这个一直不断开的连接加入User对象

action.outInfo (_clientSocket);

return; //不断开连接

我在关闭Socket连接之前就return了，所以这个请求的Socket始终保持接受状态。我可以源源不断地写入信息，这就是Server Push技术的一种应用。

五、 判断用户断线

判断用户是否短线是个比较棘手的问题。（我一直没有找到更好的方法，只能用老土方法了）

当用户正常关闭浏览器或者把页面转到其他地方时，客户端和服务端一直保持连接的Socket实际上并没有断，只是不能够进行写操作。所以可以用以下代码判断：

try{

BufferedInputStream _in;

_in = new BufferedInputStream (clientSocket.getInputStream ());

// read()方法会引起阻塞,所以必须为每个用户分配一个单独线程(会影响效率)

_in.read ();

} catch ( IOException e ){

DelUser (clientSocket);

}

当read方法发生异常时可以捕捉到，然后把用户删除掉。头疼的是read()方法是阻塞的（可以用Java.NIO解决）如果用一个线程来管理显然不合适，所以我给每个用户线程又配了个跟踪线程，你要阻塞就去阻塞吧只要不影响别人就行~~

六、结束

这里我写的还比较简单，如果您有兴趣可以去我的网站和我交流。

聊天服务器的源代码也可以在http://www.chenshen.com下载。

关于作者：

沈晨，James，高级程序员，SCJP

www.chenshen.com

James@njut.edu.cn

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