Java多線程實(shí)現(xiàn)TCP網(wǎng)絡(luò)Socket編程(C/S通信)
開(kāi)篇必知必會(huì)
在前一篇《基于TCP協(xié)議網(wǎng)絡(luò)socket編程(java實(shí)現(xiàn)C/S通信) 》,實(shí)際存在一個(gè)問(wèn)題,如果服務(wù)器端在建立連接后發(fā)送多條信息給客戶端,客戶端是無(wú)法全部接收的,原因在于客戶端為單線程,只接受了第一條信息,剩余信息阻塞等待下一次發(fā)送。所以,這造成了客戶端無(wú)法處理消息隊(duì)列,每次只接收并輸出一條服務(wù)器信息,出現(xiàn)信息不同步問(wèn)題。
本篇將解決這個(gè)問(wèn)題,詳細(xì)記錄實(shí)現(xiàn)java多線程通信,目標(biāo)是使客戶端可以一次接收服務(wù)器發(fā)送的多條信息,避免阻塞。方法是將客戶端接收信息功能獨(dú)立為一個(gè)線程來(lái)完成,進(jìn)一步完善TCP的Socket網(wǎng)絡(luò)通信,C/S軟件架構(gòu)的程序設(shè)計(jì)!
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基于UDP協(xié)議網(wǎng)絡(luò)Socket編程(java實(shí)現(xiàn)C/S通信案例)
基于TCP協(xié)議網(wǎng)絡(luò)socket編程(java實(shí)現(xiàn)C/S通信)
一、多線程技術(shù)
首先,了解多線程技術(shù)。下圖是程序調(diào)用的順序執(zhí)行(左:?jiǎn)尉€程)與線程調(diào)用的并行執(zhí)行(右:多線程)
多線程程序則是右邊并行執(zhí)行的方法。
在上一篇的TCPClientFX.java程序中,發(fā)送信息是可以通過(guò)“發(fā)送”按鈕來(lái)實(shí)現(xiàn)主動(dòng)控制,但是接收信息是被動(dòng)的,只能接收一條信息,對(duì)于輸入流中有多少信息是不可控制的。為此,我們使用多線程技術(shù),添加一個(gè)線程專門負(fù)責(zé)讀取輸入流中的信息。
在java中,主要有兩種實(shí)現(xiàn)多線程的方法,一是使用Thread類,二是使用Runnable類并實(shí)現(xiàn)run()方法。下面我是用Thread類實(shí)現(xiàn),匿名內(nèi)部類使用了lambda的寫(xiě)法 ,顯得更加簡(jiǎn)潔。
readThread = new Thread(()->{ //匿名內(nèi)部類函數(shù)體 });
二、實(shí)現(xiàn)多線程接收
1、單線程版本
首先,跟之前的單線程通信對(duì)比一下,下面代碼只能實(shí)現(xiàn)客戶端接收服務(wù)器單條信息,如果服務(wù)器連續(xù)多條信息發(fā)送,則無(wú)法全部正確接收。連接成功后只能接收一條來(lái)自服務(wù)器信息。
//連接按鈕 btConn.setOnAction(event -> { String ip=ipAddress.getText().trim(); String port=tfport.getText().trim(); try { //tcpClient是本程序定義的一個(gè)TCPClient類型的成員變量 tcpClient = new TCPClient(ip, port); //成功連接服務(wù)器,接受服務(wù)器發(fā)來(lái)的第一條歡迎信息 String firstMsg=tcpClient.receive(); taDisplay.appendText(firstMsg+"\n"); //連接服務(wù)器之后未結(jié)束服務(wù)前禁用再次連接 btConn.setDisable(true); //重新連接服務(wù)器時(shí)啟用輸入發(fā)送功能 tfSend.setDisable(false); btnSend.setDisable(false); }catch (Exception e){ taDisplay.appendText("服務(wù)器連接失??!"+e.getMessage()+"\n"); } });
同樣,在發(fā)送按鈕,每次也只能“發(fā)一條,收一條”,如下代碼:
//發(fā)送按鈕事件 btnSend.setOnAction(event -> { String msg=tfSend.getText(); tcpClient.send(msg);//向服務(wù)器發(fā)送一串字符 taDisplay.appendText("客戶端發(fā)送:"+msg+"\n"); String receiveMsg=tcpClient.receive();//從服務(wù)器接收一串字符 taDisplay.appendText(receiveMsg+"\n"); if (msg.equals("bye")){ btnSend.setDisable(true);//發(fā)送bye后禁用發(fā)送按鈕 tfSend.setDisable(true);//禁用Enter發(fā)送信息輸入?yún)^(qū)域 //結(jié)束服務(wù)后再次啟用連接按鈕 btConn.setDisable(false); } tfSend.clear(); });
2、多線程版本
根據(jù)前面分析,只需要將客戶端接收的功能交給一個(gè)線程處理,就能夠達(dá)到目的,不會(huì)因?yàn)榻邮照Z(yǔ)句阻塞使得主進(jìn)程卡住。
所以,將線程放到連接按鈕里面為好,在成功連接服務(wù)器之后,程序就啟動(dòng)線程,時(shí)機(jī)正好。代碼修改如下:
//連接按鈕 btConn.setOnAction(event -> { String ip=ipAddress.getText().trim(); String port=tfport.getText().trim(); try { //tcpClient是本程序定義的一個(gè)TCPClient類型的成員變量 tcpClient = new TCPClient(ip, port); //用于接收服務(wù)器信息的單獨(dú)線程 readThread = new Thread(()->{ String receiveMsg=null;//從服務(wù)器接收一串字符 while ((receiveMsg=tcpClient.receive())!=null){ //lambda表達(dá)式不能直接訪問(wèn)外部非final類型局部變量,需要定義一個(gè)臨時(shí)變量 //若將receiveMsg定義為類成員變量,則無(wú)需臨時(shí)變量 String msgTemp = receiveMsg; Platform.runLater(()->{ now = LocalDateTime.now(); taDisplay.setStyle("-fx-text-fill:red"); taDisplay.appendText(dtf.format(now) +"\n"); // taDisplay.setStyle("-fx-text-fill:black"); taDisplay.appendText(msgTemp+"\n"); }); } Platform.runLater(()->{ taDisplay.appendText("對(duì)話已關(guān)閉!\n"); }); }); readThread.start(); //連接服務(wù)器之后未結(jié)束服務(wù)前禁用再次連接 btConn.setDisable(true); //重新連接服務(wù)器時(shí)啟用輸入發(fā)送功能 tfSend.setDisable(false); btnSend.setDisable(false); }catch (Exception e){ taDisplay.appendText("服務(wù)器連接失?。?+e.getMessage()+"\n"); } });
三、多線程與進(jìn)程的關(guān)系
做到這里,已經(jīng)完成多線程通信的功能。不過(guò),在不斷調(diào)試時(shí)候會(huì)發(fā)現(xiàn),關(guān)閉窗體的時(shí)候,終端會(huì)出現(xiàn)Socket已關(guān)閉,輸入輸出流未正常關(guān)閉、線程異常等問(wèn)題。如下錯(cuò)誤:
java.net.SocketException: Socket closed
這是為何呢?原因就是多線程與程序的關(guān)系。
由于程序開(kāi)啟了多線程,這就存在有幾個(gè)線程處理問(wèn)題。那么,在我們手動(dòng)關(guān)閉窗體的時(shí)候,有的線程處于等待狀態(tài),等待IO操作,并非在關(guān)閉的同時(shí)所有線程立即也關(guān)閉了,所以解決方法就是,設(shè)置一小段間隔時(shí)間保證所有線程已關(guān)閉。
在退出方法里面設(shè)定線程睡眠時(shí)間,保證退出按鈕和關(guān)閉窗體不拋出此類異常。
private void exit() throws InterruptedException { if (tcpClient!=null){ tcpClient.send("bye"); readThread.sleep(1000);//多線程等待,關(guān)閉窗口時(shí)還有線程等待IO,設(shè)置1s間隔保證所有線程已關(guān)閉 tcpClient.close(); } System.exit(0); }
四、客戶端界面完整代碼
/* * TCPClientThreadFX.java * Copyright (c) 2020-10-25 * author : Charzous * All right reserved. */ import javafx.application.Application; import javafx.application.Platform; import javafx.event.EventHandler; import javafx.geometry.Insets; import javafx.geometry.Pos; import javafx.scene.Scene; import javafx.scene.control.Button; import javafx.scene.control.Label; import javafx.scene.control.TextArea; import javafx.scene.control.TextField; import javafx.scene.input.KeyCode; import javafx.scene.input.KeyEvent; import javafx.scene.layout.BorderPane; import javafx.scene.layout.HBox; import javafx.scene.layout.Priority; import javafx.scene.layout.VBox; import javafx.stage.Stage; public class TCPClientThreadFX extends Application { private Button btnExit=new Button("退出"); private Button btnSend = new Button("發(fā)送"); private TextField tfSend=new TextField();//輸入信息區(qū)域 private TextArea taDisplay=new TextArea();//顯示區(qū)域 private TextField ipAddress=new TextField();//填寫(xiě)ip地址 private TextField tfport=new TextField();//填寫(xiě)端口 private Button btConn=new Button("連接"); private TCPClient tcpClient; private Thread readThread; public static void main(String[] args) { launch(args); } @Override public void start(Stage primaryStage) { BorderPane mainPane=new BorderPane(); //連接服務(wù)器區(qū)域 HBox hBox1=new HBox(); hBox1.setSpacing(10); hBox1.setPadding(new Insets(10,20,10,20)); hBox1.setAlignment(Pos.CENTER); hBox1.getChildren().addAll(new Label("ip地址:"),ipAddress,new Label("端口:"),tfport,btConn); mainPane.setTop(hBox1); VBox vBox=new VBox(); vBox.setSpacing(10); vBox.setPadding(new Insets(10,20,10,20)); vBox.getChildren().addAll(new javafx.scene.control.Label("信息顯示區(qū)"),taDisplay,new Label("信息輸入?yún)^(qū)"),tfSend); VBox.setVgrow(taDisplay, Priority.ALWAYS); mainPane.setCenter(vBox); HBox hBox=new HBox(); hBox.setSpacing(10); hBox.setPadding(new Insets(10,20,10,20)); hBox.setAlignment(Pos.CENTER_RIGHT); hBox.getChildren().addAll(btnSend,btnExit); mainPane.setBottom(hBox); Scene scene =new Scene(mainPane,700,500); primaryStage.setScene(scene); primaryStage.show(); //連接按鈕 btConn.setOnAction(event -> { String ip=ipAddress.getText().trim(); String port=tfport.getText().trim(); try { //tcpClient是本程序定義的一個(gè)TCPClient類型的成員變量 tcpClient = new TCPClient(ip, port); //用于接收服務(wù)器信息的單獨(dú)線程 readThread = new Thread(()->{ String receiveMsg=null;//從服務(wù)器接收一串字符 while ((receiveMsg=tcpClient.receive())!=null){ //lambda表達(dá)式不能直接訪問(wèn)外部非final類型局部變量,需要定義一個(gè)臨時(shí)變量 //若將receiveMsg定義為類成員變量,則無(wú)需臨時(shí)變量 String msgTemp = receiveMsg; Platform.runLater(()->{ taDisplay.appendText(msgTemp+"\n"); }); } Platform.runLater(()->{ taDisplay.appendText("對(duì)話已關(guān)閉!\n"); }); }); readThread.start(); //連接服務(wù)器之后未結(jié)束服務(wù)前禁用再次連接 btConn.setDisable(true); //重新連接服務(wù)器時(shí)啟用輸入發(fā)送功能 tfSend.setDisable(false); btnSend.setDisable(false); }catch (Exception e){ taDisplay.appendText("服務(wù)器連接失??!"+e.getMessage()+"\n"); } }); // btConn.defaultButtonProperty(); //發(fā)送按鈕事件 btnSend.setOnAction(event -> { String msg=tfSend.getText(); tcpClient.send(msg);//向服務(wù)器發(fā)送一串字符 taDisplay.appendText("客戶端發(fā)送:"+msg+"\n"); if (msg.equalsIgnoreCase("bye")){ btnSend.setDisable(true);//發(fā)送bye后禁用發(fā)送按鈕 tfSend.setDisable(true);//禁用Enter發(fā)送信息輸入?yún)^(qū)域 //結(jié)束服務(wù)后再次啟用連接按鈕 btConn.setDisable(false); } tfSend.clear(); }); //對(duì)輸入?yún)^(qū)域綁定鍵盤事件 tfSend.setOnKeyPressed(new EventHandler<KeyEvent>() { @Override public void handle(KeyEvent event) { if(event.getCode()==KeyCode.ENTER){ String msg=tfSend.getText(); tcpClient.send(msg);//向服務(wù)器發(fā)送一串字符 taDisplay.appendText("客戶端發(fā)送:"+msg+"\n"); if (msg.equalsIgnoreCase("bye")){ tfSend.setDisable(true);//禁用Enter發(fā)送信息輸入?yún)^(qū)域 btnSend.setDisable(true);//發(fā)送bye后禁用發(fā)送按鈕 //結(jié)束服務(wù)后再次啟用連接按鈕 btConn.setDisable(false); } tfSend.clear(); } } }); btnExit.setOnAction(event -> { try { exit(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } }); //窗體關(guān)閉響應(yīng)的事件,點(diǎn)擊右上角的×關(guān)閉,客戶端也關(guān)閉 primaryStage.setOnCloseRequest(event -> { try { exit(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } }); } private void exit() throws InterruptedException { if (tcpClient!=null){ tcpClient.send("bye"); readThread.sleep(1000);//多線程等待,關(guān)閉窗口時(shí)還有線程等待IO,設(shè)置1s間隔保證所有線程已關(guān)閉 tcpClient.close(); } System.exit(0); } }
服務(wù)端和客戶端的程序可以沿用上一篇的內(nèi)容,這里不再貼出代碼,詳見(jiàn)這篇:基于TCP協(xié)議網(wǎng)絡(luò)socket編程(java實(shí)現(xiàn)C/S通信)
五、多線程通信對(duì)比
那到底可以看出有什么不同呢,現(xiàn)在來(lái)驗(yàn)證一下,我們修改一下服務(wù)端返回信息的代碼,在增加一行使服務(wù)器連續(xù)發(fā)送重復(fù)信息。
pw.println("來(lái)自服務(wù)器消息:"+msg); pw.println("來(lái)自服務(wù)器,重復(fù)消息:"+msg);
之前單線程程序效果這樣,當(dāng)服務(wù)端也是“一發(fā)一收”狀態(tài),客戶端“一發(fā)一收”,這沒(méi)有問(wèn)題:
服務(wù)端增加一行使服務(wù)器連續(xù)發(fā)送重復(fù)信息,結(jié)果變成這樣,明顯出現(xiàn)錯(cuò)誤,可以自行分析單線程與多消息的執(zhí)行情況:
客戶端界面實(shí)現(xiàn)多線程之后,解決問(wèn)題!
最后
本篇詳細(xì)記錄實(shí)現(xiàn)java多線程通信,目標(biāo)達(dá)到客戶端可以一次接收服務(wù)器發(fā)送的多條信息,避免阻塞。將客戶端接收信息功能獨(dú)立為一個(gè)線程來(lái)完成,進(jìn)一步完善TCP的Socket網(wǎng)絡(luò)通信,解決單線程存在的問(wèn)題,也是上一篇博客留下來(lái)的一個(gè)問(wèn)題。
另外一個(gè)問(wèn)題是什么呢?這里停留思考3秒!
……
……
……
就是:現(xiàn)在只能單用戶與服務(wù)器正常通信,如果多用戶情況下,比如開(kāi)啟多個(gè)客戶端界面連接服務(wù)器,存在一個(gè)很大問(wèn)題,服務(wù)器端只實(shí)現(xiàn)了單用戶功能,那么,馬上想到,舉一反三,使用本篇多線程技術(shù)應(yīng)用到服務(wù)器端,是否能夠解決多用戶的功能呢?要解決這個(gè)問(wèn)題,等待更新下一篇!
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到此這篇關(guān)于Java多線程實(shí)現(xiàn)TCP網(wǎng)絡(luò)Socket編程(C/S通信)的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Java多線程TCP網(wǎng)絡(luò)Socket內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!
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