Java Socket Server TCP服务端向指定客户端发送消息

作者：IT小白 | 2024-02-07 10:02:41

踩

实现思路
首先需要知道java里如何创建一个Socket服务器端。


    //创建一个服务器端对象
    ServerSocket server = new ServerSocket(); 
    //绑定启动的ip和端口号
    server.bind(new InetSocketAddress("127.0.0.1",8082));
    //启动成功后，调用accept()方法阻塞，
    //当有客户端成功连接时会生成一个Socket对象用于通讯
    Socket socket = server.accept();

提示：注意server.accept()方法调用会阻塞，只有新的客户端连接后才返回一个新的socket对象。如果一直未连接那么会一直处于阻塞状态

1、了解了如何创建一个socket服务器端后。那么如何实现给指定的连接客户端发送消息呢？首先我们可以知道只有有客户端连接服务器就会生成一个socket对象，socket对象中获取对应的输入输出流读取和写入就可以实现发送消息；也就是只要咱们把每次连接的socket保存起来，发送和接收数据就直接获取对应的socket就可以实现。
2、总结一下。也就是需要循环调用 server.accept()阻塞方法，对每个连接的socket保存起来。并对每一个socket实现读取写入操作。为了可用性。对于服务器阻塞方法需要单独创建一个线程进行阻塞等待连接操作。并且对于每一个连接的客户端单独创建一个线程进行读写操作。
好了话不多说直接上代码

项目源码
服务器端接口ISocketServer


/**
 * @description: 启用socket服务
 * @author 
 * @date 2024/2/19 13:51
 * @version 1.0
 */
public interface ISocketServer {
 
    /**
     * @description: 启动服务
     * @author liangxuelong
     * @date 2023/6/19 13:53
     * @version 1.0
     */
    public void startServer();
 
    /**
     * @description: 停止服务
     * @author liangxuelong
     * @date 2023/6/19 13:53
     * @version 1.0
     */
    public void stopServer();
 
    /**
     * @description: 判断是否启动
     * @author liangxuelong
     * @date 2023/6/19 14:01
     * @version 1.0
     */
    public boolean isStart();
 
}

服务器端实现一个抽象类AbstractSocketServer，定义启动、停止。查看连接状态等方法


/**
 * @author 
 *
 * @version 1.0
 * @description:
 * @date 2023/6/19 14:04
 */
public abstract class AbstractSocketServer implements ISocketServer{
    //服务器端口
    protected int port;
    //默认ip地址
    protected String ipAddress = "127.0.0.1";
    //默认最大连接数
    protected int maxConnectSize = 1;
    //当前连接状态
    protected boolean isConn = false;
    //java ServerSocket 对象
    private ServerSocket server;
 
    //保存所有连接通讯类
    protected ConcurrentHashMap<String,ICommunication> communications = new ConcurrentHashMap<>();
 
    public AbstractSocketServer(String ipAddress, int port) {
        this.ipAddress = ipAddress;
        this.port = port;
    }
 
    public AbstractSocketServer(int port) {
        this.port = port;
    }
    /**
     * @description: 启动服务
     * @author liangxuelong
     * @date 2023/6/19 16:14
     * @version 1.0
     */
    @Override
    public void startServer() {
        new Thread(() -> {
            try {
                if (isConn) {
                    stopServer();
                }
                server = new ServerSocket();
                //绑定数据连接地址端口号
                server.bind(new InetSocketAddress(ipAddress,port));
                //绑定成功设置当前服务器状态为true
                isConn = true;
                //循环等待客户端连接
                while(true){
                    //阻塞 等待socket client 连接
                    Socket socket = server.accept();
                    //生成连接通讯对象
                    SocketCommunication socketCommunication = new SocketCommunication(socket,this);
                    new Thread(() -> {
                        try {
                            addCommunication(socketCommunication);
                            socketCommunication.handle();
                        } catch (Exception e) {
                            e.printStackTrace();
                        }
                        removeCommunication(socket.getInetAddress().getHostAddress());
                    }).start();
                }
            } catch (IOException ioException) {
                ioException.printStackTrace();
            }
        }).start();
    }
 
    /**
     * @description: 停止服务
     * @author liangxuelong
     * @date 2023/6/19 16:14
     * @version 1.0
     */
    @Override
    public void stopServer(){
        if (server != null) {
            try {
                server.close();
            } catch (IOException ioException) {
                ioException.printStackTrace();
            }
            isConn = false;
            removeAllCommunication();
        }
    }
 
 
    /**
     * @description: 给所有连接发送
     * @author liangxuelong
     * @date 2023/6/19 16:51
     * @version 1.0
     */
    public void sendToALl(byte[] bytes){
        for (String ipAddress : communications.keySet()) {
            send(ipAddress,bytes);
        }
    }
 
    /**
     * @description: 给某个ip发送
     * @author liangxuelong
     * @date 2023/6/19 16:53
     * @version 1.0
     */
    public boolean send(String ip,byte[] bytes) {
        if (communications.get(ip) == null)
            return false;
        try {
            communications.get(ip).send(bytes);
            return true;
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            return false;
        }
    }
 
    /**
     * @description: 当前是否启动 socket 服务端
     * @author liangxuelong
     * @date 2023/6/19 16:14
     * @version 1.0
     */
    @Override
    public boolean isStart() {
        return isConn;
    }
 
    /**
     * @description: 设置最大连接数量
     * @author 
     * @date 2023/6/19 16:19
     * @version 1.0
     */
    public void setMaxConnectSize(int maxConnectSize) {
        this.maxConnectSize = maxConnectSize;
    }
 
    /**
     * @description: 获取当前连接数据
     * @param:
     * @return: void
     * @author liangxuelong
     * @date: 2023/6/19
     */
    public int getConnectSize(){
        return communications.size();
    }
 
    /**
     * @description: 获取当前所有连接的Ip地址
     * @param:
     * @return: void
     * @author liangxuelong
     * @date: 2023/6/19
     */
    public Set<String> getConnectIpAddress(){
        return communications.keySet();
    }
 
    /**
     * @description: 添加连接对象
     * @author liangxuelong
     * @date 2023/6/19 15:14
     * @version 1.0
     */
    protected void addCommunication(ICommunication communication) throws Exception {
        Socket socket = communication.getSocket();
        //判断是否超出最大连接数量，超出后断开连接
        if (maxConnectSize > communications.size()) {
            ICommunication iCommunication = communications.get(socket.getInetAddress()
                    .getHostAddress());
            if (iCommunication != null) {
                try {
                    iCommunication.disconnect();
                } catch (Exception e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                communications.remove(socket.getInetAddress()
                        .getHostAddress());
            }
            communications.put(socket.getInetAddress()
                    .getHostAddress(),communication);
        } else {
            socket.close();
            throw new ConnectException(maxConnectSize);
        }
    }
 
    /**
     * @description: 移除连接对象
     * @author liangxuelong
     * @date 2023/6/19 15:14
     * @version 1.0
     */
    public void removeCommunication(String ip){
        ICommunication iCommunication = communications.get(ip);
        if (iCommunication != null) {
            try {
                iCommunication.disconnect();
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
            communications.remove(ip);
        }
    }
 
    /**
     * @description: 移除所有连接对象
     * @author 
     * @date 2023/6/19 15:14
     * @version 1.0
     */
    public void removeAllCommunication(){
        for (String ipAddress : communications.keySet()) {
            removeCommunication(ipAddress);
        }
    }
 
}

服务器端实现抽象类创建SocketServer类


/**
 * @author 
 * @version 1.0
 * @description: socket 服务启动类
 * @date 2023/6/19 15:53
 */
public class SocketServer extends AbstractSocketServer {
 
    public SocketServer(String ipAddress, int port) {
        super(ipAddress, port);
    }
 
    public SocketServer(int port) {
        super(port);
    }
}

客户端通讯接口ICommunication主要用于读写socket交互数据


public interface ICommunication {
 
    /**
     * @description: 获取当前连接的socket对象
     * @author 
     * @date 2023/6/19 14:28
     * @version 1.0
     */
    public Socket getSocket();
 
    /**
     * @description: socket创建成功后读取数据
     * @author 
     * @date 2023/6/19 14:29
     * @version 1.0
     */
    public void handle() throws Exception;
 
    /**
     * @description: 将读取到的数据统一处理
     * @author 
     * @date 2023/6/19 14:29
     * @version 1.0
     */
    public void receive(Socket socket,byte[] data) throws Exception;
    
    /**
     * @description: 发送数据
     * @author 
     * @date 2023/6/19 14:41
     * @version 1.0
     */
    public void send(byte[] data) throws Exception;
 
    /**
     * @description: 断开连接
     * @author liangxuelong
     * @date 2023/6/19 14:42
     * @version 1.0
     */
    public void disconnect() throws Exception;
}

客户端实现通讯接口ICommunication创建SocketCommunication对象用于读写处理接收发送和发送数据


/**
 * @author 
 * @version 1.0
 * @description: socket 连接对象
 * 主要用于对已连接的客户端收发消息
 * @date 2023/6/19 14:43
 */
public class SocketCommunication implements ICommunication{
 
    private Socket socket; //已经连接的客户端对象
 
    private AbstractSocketServer socketServer; //来自哪个服务器，创建的服务器对象
 
    public SocketCommunication(@NotNull Socket socket, AbstractSocketServer socketServer) {
        this.socket = socket;
        this.socketServer = socketServer;
    }
 
    @Override
    public Socket getSocket() {
        return socket;
    }
 
    @Override
    public void handle() throws Exception {
        try {
            System.out.println(socket.getInetAddress()
                    .getHostAddress()+" 已连接");
            InputStream in = socket.getInputStream();
            ByteArrayOutputStream output = new ByteArrayOutputStream();
            byte[] b = new byte[1024];
            int len;
            while ( (len = in.read(b)) != -1) {
                output.write(b, 0, len);
                try {
                    Thread.sleep(10);
                } catch (InterruptedException e1) {
                    e1.printStackTrace();
                }
                if(in.available() == 0) {
                    this.receive(socket,output.toByteArray());
                    output.reset();
                }
                b = new byte[1024];
                len = 0;
            }
        } catch (IOException ioException) {
            throw ioException;
        }
    }
 
    /**
     * @description: 接收数据，对客户端接收的数据进行统一处理
     * 可以编写相应的处理逻辑，我这里是服务器端收到消息后。回复当前连接数量、
     * @author 
     * @date 2023/6/19 17:30
     * @version 1.0
     */
    @Override
    public void receive(Socket socket, byte[] data) throws Exception {
        //服务器接收客户端消息
        System.out.println(socket.getInetAddress().getHostAddress()+" 发送："+new String(data,"gbk"));
        //服务器回复客户端消息
        String msg = "当前连接数量："+socketServer.getConnectSize();
        socketServer.send(socket.getInetAddress().getHostAddress(),
                msg.getBytes("gbk"));
    }
 
    /**
     * @description: 发送数据
     * @author 
     * @date 2023/6/19 17:30
     * @version 1.0
     */
    @Override
    public void send(byte[] data) throws Exception {
        socket.getOutputStream().write(data);
    }
    /**
     * @description: 断开连接
     * @author 
     * @date 2023/6/19 17:30
     * @version 1.0
     */
    @Override
    public void disconnect() throws Exception {
        System.out.println(socket.getInetAddress()
                .getHostAddress()+" 已断开");
        socket.close();
    }
 
}

定义一个自定义异常ConnectException处理连接数超出最大限制


/**
 * @author 
 * @version 1.0
 * @description:
 * @date 2023/6/19 16:25
 */
public class ConnectException extends Exception{
    public ConnectException(int maxSize) {
        super("连接数量超出最大限制，连接失败！ 当前最大连接数："+maxSize);
    }
}

最后定义main方法进行测试


/**
 * @author 
 * @version 1.0
 * @description: TODO
 * @date 2024/2/9 15:57
 */
public class Main {
 
    public static void main(String[] args) {
        SocketServer server = new SocketServer("192.168.0.100",5032);
        server.setMaxConnectSize(2); //设置最大连接数量
        server.startServer();
 
        //每5秒钟获取一下当前连接，并发送数据
        new Thread(() -> {
 
            while (true) {
                //获取所有连接
                for (String ip : server.getConnectIpAddress()) {
                    try {
                        System.out.println("当前已连接ip:"+ip);
                        String msg = "向指定客户端发送消息: "+ip+" 你好";
                        //向指定ip发送消息
                        if (server.send(ip,msg.getBytes("gbk"))) {
                            System.out.println("向 "+ip+" 发送了 ["+msg+"]");
                        }
                        
                    } catch (UnsupportedEncodingException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
                try {
                    Thread.sleep(5000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            
        }).start();
    }
}

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