加入多线程

Posted 2020-08-02 奋斗青年一族

实际应用中的客户端可能需要和服务器端保持长时间通信，即服务器需要不断地读取客户端数据，并向客户端写入数据；客户端也需要不断地读取服务器数据，并向服务器写入数据。

当使用传统BufferedReader的readLine()方法读取数据时，当该方法成功返回之前，线程被阻塞，程序无法继续执行。考虑到这个原因，服务器应该为每个Socket单独启动一条线程，每条线程负责与一个客户端进行通信。

客户端读取服务器数据的线程同样会被阻塞，所以系统应该单独启动一条线程，该线程专门负责读取服务器数据。

下面考虑实现一个简单的C/S聊天室应用，服务器端则应该包含多条线程，每个Socket对应一条线程，该线程负责读取Socket对应输入流的数据(从客户端发送过来的数据)，并将读到的数据向每个Socket输出流发送一遍(将一个客户端发送的数据"广播"给其他客户端)，因此需要在服务器端使用List来保存所有的Socket。

下面是服务器端的实现代码，程序为服务器提供了两个类，一个是创建ServerSocket监听的主类，另一个是负责处理每个Socket通信的线程类。

import java.io.IOException;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
import java.util.ArrayList;

public class MyServer {
　　//定义保存所有Socket的ArrayList
　　public static ArrayList<Socket> socketList = new ArrayList<Socket>();
　　public static void main(String[] args) throws IOException {
　　ServerSocket ss = new ServerSocket();
　　while(true){
　　　　//此行代码会阻塞，将一直等待别人的连接
　　　　Socket s = ss.accept();
　　　　socketList.add(s);
　　　　//每当客户端连接后启动一条ServerTread线程为该客户服务
　　　　new Thread(new ServerThread(s)).start();
　　}
　　}
}

上面的程序是服务器端只负责接收客户端Socket的连接请求，每当客户端Socket连接到该ServerSocket之后，程序将对应Socket假如socketList集合中保存，并为该Socket启动一条线程，该线程负责处理该Socket所有的通信任务。

服务器端线程类的代码如下：

 

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.OutputStream;
import java.io.UnsupportedEncodingException;
import java.net.Socket;
//负责处理每个线程通信的线程类
public class ServerThread implements Runnable {
　　//定义当前线程所处理的Socket
　　Socket s = null;
　　//该线程处理的Socket所对应的输入流
　　BufferedReader br = null;
　　public ServerThread(Socket s) throws UnsupportedEncodingException, IOException{
　　　　this.s = s;
　　　　//初始化该Socket对应的输入流
　　　　br = new BufferedReader(new InputStreamReader(s.getInputStream(),"utf-8"));
　　}

　　@Override
　　public void run() {
　　　　try {
　　　　　　String content = null;
　　　　　　//采用循环不断从Socket中读取客户端发送过来的数据
　　　　　　while((content = readFromClient()) != null){
　　　　　　　　//遍历socketList中的每个Socket
　　　　　　　　//将读到的内容向每个Socket发送一次
　　　　　　　　for(Socket s: MyServer.socketList){
　　　　　　　　　　OutputStream os = s.getOutputStream();
　　　　　　　　　　os.write((content+"\n").getBytes("utf-8"));
　　　　　　　　}
　　　　　　}
　　　　} catch (Exception e) {
　　　　　　e.printStackTrace();
　　　　}
　　}
　　//定义读取客户端数据的方法
　　private String readFromClient(){
　　　　try {
　　　　　　return br.readLine();
　　　　}
　　　　//如果捕捉到异常，表明该Socket对应的客户端已经关闭
　　　　catch (IOException e) {
　　　　　　// 删除该Socket
　　　　　　MyServer.socketList.remove(s);
　　　　}
　　　　return null;
　　}

}

上面的服务器端线程类不断读取客户端数据，程序使用readFromClient()方法来读取客户端数据，如果读取数据过程中捕获到IOException异常，则表明该Socket对应的客户端Socket出现了问题，程序就将该Socket从socketList中删除。

当服务器线程读到客户端数据之后，程序遍历socketList集合，并将该数据向socketList集合中的每个Socket发送一次-----该服务器线程将把从Socket中读到的数据向socketList中的每个Socket转发一次，如run()线程执行体中的代码所示。

上面的程序中的代码将网络的字节输入流转换为字符输入流时，指定了转换所用的字符串：UTF-8，这也是由于客户端写过来的数据是采用UTF-8字符集进行编码的，所以此处的服务器端也要使用UTF-8字符集进行解码。当需要编写跨平台的网络通信程序时，使用UTF-8字符集进行编码、解码是一种较好的解决方案。

每个客户端应该包含两条线程：一条负责生成主界面，并响应用户动作，并将用户输入的数据写入Socket对应的输出流；另一条负责读取Socket对应输入流中的数据(从服务器发送过来的数据)，并负责将这些数据在程序界面上显示出来。

客户端程序的界面布局代码如下：

 

<LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
　　xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"
　　android:layout_width="match_parent"
　　android:layout_height="match_parent"
　　android:orientation="vertical"
　　tools:context=".MutilTreadClient" >

　　<LinearLayout
　　　　android:layout_width="match_parent"
　　　　android:layout_height="match_parent"
　　　　android:orientation="vertical"
　　　　>
　　　　<!-- 定义一个文本框，它用于接收用户的输入 -->
　　　　<EditText
　　　　　　android:id="@+id/input"
　　　　　　android:layout_width="240px"
　　　　　　android:layout_height="wrap_content"
　　　　　　/>

　　　　<Button
　　　　　　android:id="@+id/send"
　　　　　　android:layout_width="match_parent"
　　　　　　android:layout_height="wrap_content"
　　　　　　android:paddingLeft="8px"
　　　　　　android:text="@string/send"
　　　　　　/>

　　</LinearLayout>

　　<!-- 定义一个文本框。它用于显示来自服务器的信息 -->
　　<EditText
　　　　android:id="@+id/show"
　　　　android:layout_width="match_parent"
　　　　android:layout_height="match_parent"
　　　　android:gravity="top"
　　　　android:editable="false"
　　　　android:cursorVisible="false"
　　　　/>

 

 

 

</LinearLayout>

客户端的Activity负责生成程序界面，并为程序的按钮单击事件绑定事件监听器，当用户单击按钮时向服务器发送信息。客户端的Activity代码如下：

 

import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.Socket;

 

import android.os.Bundle;
import android.os.Handler;
import android.os.Message;
import android.app.Activity;
import android.view.Menu;
import android.view.View;
import android.view.View.OnClickListener;
import android.widget.Button;
import android.widget.EditText;

 

public class MutilTreadClient extends Activity {
　　//定义界面上的两个文本框
　　EditText input ;
　　EditText show;
　　//定义界面上的一个按钮
　　Button send;
　　OutputStream os;
　　Handler handler;
　　@Override
　　protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
　　　　super.onCreate(savedInstanceState);
　　　　setContentView(R.layout.activity_mutil_tread_client);
　　　　input = (EditText) findViewById(R.id.input);
　　　　send = (Button) findViewById(R.id.send);
　　　　show = (EditText) findViewById(R.id.show);
　　　　Socket s ;
　　　　handler = new Handler(){
　　　　　　@Override
　　　　　　public void handleMessage(Message msg) {
　　　　　　　　// 如果消息来自于子线程
　　　　　　　　if(msg.what == 0x123){
　　　　　　　　　　//将读取的内容追加显示在文本框中
　　　　　　　　　　show.append("\n"+msg.obj.toString());
　　　　　　　　}
　　　　　　}
　　　　};
　　　　try {
　　　　　　s = new Socket("172.18.5.198", 30000);
　　　　　　//客户端启动ClientTread线程不断读取来自服务器的数据
　　　　　　new Thread(new ClientThread(s,handle)).start();
　　　　　　os = s.getOutputStream();
　　　　} catch (Exception e) {
　　　　　　e.printStackTrace();
　　　　}
　　　　send.setOnClickListener(new OnClickListener() {

　　　　　　@Override
　　　　　　public void onClick(View v) {
　　　　　　　　try {
　　　　　　　　　　//将用户在文本框内输入的内容写入网络
　　　　　　　　　　os.write((input.getText().toString()+"\r\n").getBytes("utf-8"));
　　　　　　　　　　//清空input文本框
　　　　　　　　　　input.setText("");
　　　　　　　　} catch (Exception e) {
　　　　　　　　　　e.printStackTrace();
　　　　　　　　}

　　　　　　}
　　　　});
　　}

 

}

当用户单击该程序界面中的“发送”按钮之后，程序将会把input输入框中的内容写入该Socket对应的输出流。

除此之外，当主线程使用Socket连接到服务器之后，并启动ClientThread来处理该线程的Socket通信。ClientThread线程负责读取Socket输入流中的内容，并将读到的这些内容在界面上的文本框内显示出来。由于Android不允许子线程访问界面组件，因此上面的程序定义了一个Handler来处理来自子线程的消息。

程序的子线程负责读取来自网络的数据，读到数据之后便通过Handler对象发送一条消息，该程序的子线程代码如下：

 

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.net.Socket;

 

import android.os.Handler;
import android.os.Message;

 

public class ClientThread implements Runnable{
　　//该程序负责处理的Socket
　　private Socket s;
　　private Handler handler;
　　//该线程所处理的Socket所对应的输入流
　　BufferedReader br = null;
　　public ClientThread(Socket s , Handler handler) throws IOException{
　　　　this.s = s;
　　　　this.handler = handler;
　　　　br = new BufferedReader(new InputStreamReader(s.getInputStream()));
　　}

 

　　@Override
　　public void run() {
　　　　try {
　　　　　　String content = null;
　　　　　　//不断读取Socket输入流中的内容
　　　　　　while((content = br.readLine()) != null){
　　　　　　　　//每当读到来自服务器的数据后，发送消息通知程序界面显示该数据
　　　　　　　　Message msg = new Message();
　　　　　　　　msg.what = 0x123;
　　　　　　　　msg.obj = content;
　　　　　　　　handler.sendMessage(msg);
　　　　　　}
　　　　} catch (Exception e) {
　　　　　　e.printStackTrace();
　　　　}

　　}

 

}

上面的线程只是不断获取Socket输入流中的内容，当读到Socket输入流中的内容后，便通过Handler对象那个发送一条消息，消息负责携带读到的数据。

 

 先运行上面程序中的MyServer类，该类运行后只是作为服务器，看不到任何输出，接着可以运行Android客户端-----相当于启动聊天室客户端登录该服务器，接着可以看到在任何一个Android客户端输入一些内容后单击“发送”按钮，将可看到所有客户端(包括自己)都会收到他刚刚输入的内容。