用Java实现的eChat聊天服务器
James @ www.chenshen.com
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
July 3, 2003
